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Hangzhou Youwang Electronics UTC555

Youwang Electronics UTC555

Hangzou Youwang Electronics ist eine taiwanesische Firma, die 1994 gegründet wurde und eine NE555-Variante unter dem Namen UTC555 vertreibt.

 

Youwang Electronics UTC555 Die

Die Struktur des Dies entspricht exakt der des "147" NE555. Es handelt sich um das Design, das dem Anschein nach ursprünglich von Fairchild NE555 entwickelt wurde. Auch hier ist der Transistor Q7 nicht in die restliche Schaltung eingebunden.

 

NE555 Testschaltung

Ein einfacher astabiler Multivibrator soll zeigen wie sich das Design des Chips auf das Schaltverhalten auswirkt.

 

Schaltverhalten TLC555

Der CMOS-Timer TLC555 besitzt eine höhere Bandbreite als die bipolaren Varianten des NE555. Der TLC555 arbeitet in dieser Schaltung mit einer Taktfrequenz von 2MHz und schaltet dabei verhältnismäßig sauber. Der Tastgrad beträgt 75%, was auf Grund der gleichen Widerstandswerte zu erwarten war.

 

Schaltverhalten Fairchild LM555

Das originale Fairchild-Design des LM555 zeigt zwar leichte Überschwinger erreicht ebenfalls noch eine Taktfrequenz von 2MHz. Das Tastverhältnis ist minimal reduziert.
Das Schaltverhalten kann als sehr gut bezeichnet werden. Für bipolare NE555-Varianten nimmt man im allgemeinen eine Bandbreite von 0,5MHz an.

 

Schaltverhalten UTC555

Der hier vorliegende UTC555 schaltet in dieser Schaltung nur noch mit 0,6MHz. Das Schaltverhalten ist aber auch mit dieser niedrigeren Frequenz noch instabil. Das Tastverhältnis hat sich außerdem stark erhöht.

Ein solches Verhalten könnte durch den fehlenden Transistor Q7 verursacht werden. Wie im Schaltplan zu sehen befindet sich der Transistor Q7 im "oberen" Differenzverstärker, der das Eingangssingal am Pin 6 mit dem höheren Potential des internen Spannungsteilers vergleicht. Der "untere" Differenzverstärker vergleicht das Eingangssignal am Pin 2, das bei dieser Schaltung mit dem Pin 6 identisch ist, mit dem niedrigeren Potential des internen Spannungsteilers. Die Ausgänge der beiden Differenzverstärker bedienen einen Flipflop, der zwischen Laden und Entladen und damit zwischen High- und Low-Pegel am Ausgang umschaltet. Der Transistor Q7 erhöht die Schaltgeschwindigkeit des oberen Differenzverstärkers.

Schaltet der obere Differenzverstärker des UTC555 zu langsam, so wird der Reset-Eingang des nachgeschalteten Flipflops zu langsam bedient, was wiederum dazu führt, dass am Ausgang das Umschalten auf den Low-Pegel verzögert wird. Solange die Umschaltung nicht efolgt ist kann der nächste Zyklus nicht beginnen. Das erklärt warum der Tastgrad stark ansteigt und die Schaltfrequenz absinkt.
Im Extremfall kann es dazu kommen, dass der Ausgang des oberen Differenzverstärkers noch aktiv ist während der untere wieder einschaltet. Als Folge liegen am Set- und am Reset-Eingang des Flipflops High-Pegel an, was einen verboten Zustand darstellt und so zu einem undefinierten Verhalten führen kann. Das würde das instabile Ausgangssignal erklären.

 

Schaltverhalten TI NE555

Einer der günstigen, aktuellen NE555 von Texas Instruments schaltet in diesem Aufbau noch langsamer, aber zumindest stabil.

 

Vermutlich kam man im Laufe der Zeit zu dem Schluss, dass eine niedrigere Schaltgeschwindigkeit für den NE555-Timer ausreichend ist. Neuentwicklungen wurden dann entsprechend langsamer designt oder wie in diesem Fall nachträglich schaltungstechnisch verlangsamt. Die meisten NE555-Schaltkreise werden bei relativ niedrigen Schaltfrequenzen eingesetzt, wo diese Verlangsamung durchaus zu verschmerzen ist. Gleichzeitig reduziert sich die Gefahr von Schwingungen.
Ab Schaltfrequenzen von 100kHz ist ein bipolarer NE555 nicht mehr geeignet. Wenn hohe Anforderungen an den Tastgrad gestellt werden, sollte die Grenzfrequenz noch niedriger gewählt werden.

 

 

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