Impuls- und Pausezeiten für den Astabilen Multivibrator mit dem Baustein NE555
Kategorien: ElektronikIn den beiden ersten Teilen der Kurz-Serie über den Astabilen Multivibrator mit dem Baustein NE555 ging es um den internen Aufbau des NE555 und um die prinzipielle Funktionsweise der Schaltung. In diesem Artikel wird es nun um die Berechnung der Impuls- und Pausezeiten gehen.
Das Datenblatt des NE555 gibt zur Berechnung der Zeiten einen Faktor 0,693 an.
Da die Ladung- und Entladefunktion den Verlauf einer e-Funktion hat, wird es in dem folgenden Video etwas mathematisch. Um zu verstehen, woher der Faktor 0,693 kommt, sollten Die die Begriffe „e-Funktion“ und „natürlicher Logarithmus“ für das folgende Video geläufig sein.
Die Funktionsweise der Schaltung
Nach dem Einschalten der Schaltung ist der Kondensator zunächst entladen. Die Spannung am Kondensator beträgt also UC=0V.
Wie im vergangenen Video bereits gezeigt, wir wird der Kondensator anschließend geladen, bis er die Schwellspannung von 4 V erreicht hat.
Dann schaltet der NE555 die Ausgangsspannung auf Masse und der Kondensator entlädt sich wieder. Aber nur bis er die untere Schwellspannung von UC=2V erreicht hat. Danach wird der Ausgang des NE555 wieder auf die Betriebsspannung geschaltet. In unserem Beispiel sind das 6V schaltet.
Das Aufladen von 0V auf 4V erfolgt also nur beim ersten Mal. Die späteren Ladezeiten sind kürzer, weil der Kondensator bereits auf 2 V aufgeladen ist.
Berechung der Ladezeit
Wie berechnen wir nun aber die Zeit zwischen der Aufladung von 2 V auf 4 V.
Hierzu kann man folgenden Trick anwenden.
Man berechnet zunächst die Aufladezeit von 0 bis 4 V und zieht dann die Zeit ab, die der Kondensator für die Aufladung von 0V auf 2 V benötigt hätte.
Berechnung der Entladezeit
Die Entladezeit ist einfacher zu berechnen.
Der Kondensator ist auf 4 Volt aufgeladen und entlädt sich dann auf 2 V. Hierfür haben wir eine einfache e-Funktion, mit der wir die Entladezeit berechnen können..
Im Video werde ich das ganze einmal durchrechnen .
Abschließend werde ich noch zeigen, wie man annähernd gleiche Zeiten für Puls und Pause realisieren kann.
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Mein Name ist Wolfgang Bengfort. Ich bin Lehrer für Elektrotechnik und Technische Informatik und habe im September 2009 diese Seite gestartet. 
Hey,
die beste Erklärung des NE555, die ich bislang im I-Net gefunden habe.
Vielen Dank – jetzt hab ich’s auch kapiert
Super erklärt.
In der Schule hatten wir nur die prinzipielle Funktionsweise eines NE555 besprochen und die Zeiten dann einfach als Formel aus dem Datenblatt genommen. Das war irgendwie unbefriedigend.
0,69 mal irgendwas von irgendwoher.
Durch deine Videos wird klar, woher die Formeln kommen.
MfG
Carsten
Da kann ich mich nur anschließen.
Ohne diese Videos hätte ich die Schaltung die wir in der letzten Woche in der Schule gelötet haben nicht verstanden.
Super Erklärung, vielen Dank.
Könnte das in der Schule nicht auch so leicht gehen ?
Sau geile erklärung jetzt kann die Klassenarbeit kommen!!!!
Thx
Dann viel Erfolg!
Schöne Erklärung, aber 1/3 – 2/3 = 1/2 ? Wohl eher umgekehrt!
Hallo Fido,
hier muss aber nicht 2/3 von 1/3 abgezogen werden, sondern ln2/3 von ln 1/3.
Also ln 1/3 – ln 2/3 = ln ( (1/3) / (2/3) ) = ln 1/2
Im Zweifelsfall noch einmal in der Formelsammlung bei den Logarithmen-Regeln nachschauen.
Hallo,
warum nicht einfach zw. R1 u. R2 und Pin 7 einen Widestand R3 einfügen?
Wenn man dann R1=R2=R3 wählt müsste man relativ exakte gleiche L und H Zeiten bekommen. Ausserdem wäre der Leckstrom beim Entladen geringer und ein Widerstand ist billiger als eine Diode
Oder irre ich mich?
Sieht auf den ersten Blick wie eine praktikable Lösung aus.
Wenn man aber genauer hinschaut sieht man folgendes:
Wenn R2 nicht da wäre, würde C tatsächlich mi der Zeitkonstanten (R1+R3) * C entladen.
Weil R2 aber immer noch vorhanden ist, fließt zusätzlicher Strom durch R2 in den R3 und hebt damit das Potential zwischen den Widerständen an -> der Kondensator entlädt sich also langsamer.
Zudem kann der Kondensator nicht komplett entladen werden.
Stell Dir vor der Entladevorgang sei beendet. Dann fältt über R1 keine Spannung ab (es fließt ja kein Strom). Zwischen den Widerständen wäre das Potential also UB/2.
Da, wie gesagt, über R1 keine Spannung abfällt ist der Kondensator auf UB/2 aufgeladen, erreicht also die gewünschte Spannung von UB/2 nie.