Una pregunta sobre la especificación de combinaciones RC en circuitos temporizadores analógicos

Los electrolíticos tienen corrientes de fuga bastante altas, por lo que no son una buena elección y también tienen una tolerancia pobre que da una variabilidad significativa en el diseño de un circuito de retardo de tiempo.

Un tipo de montaje en superficie no polarizado, con una tolerancia del 5%, comúnmente disponible, que consideraría es el capacitor cerámico dieléctrico X7R. En tamaño 1206 puede obtener 10 uF 16V. Si está preparado para aceptar una tolerancia del 10%, puede obtener 47 uF en una caja de 1210, pero es posible que solo tenga una potencia de 10 voltios.

Los dieléctricos peores que X7R (como X5R) producen valores más altos con tolerancias más amplias y algún cambio en la capacitancia con el voltaje aplicado, lo que los hace inadecuados para aplicaciones de temporización decentes.

Entonces, dependiendo de qué tan precisas sean sus necesidades de tiempo, supondría que 10 uF es el máximo (para los capacitores cerámicos de montaje en superficie medio decente) y calcularía la resistencia en función de esto. Si el valor de la resistencia es superior a 1 Mohm, empezaría a preocuparme por las corrientes de fuga de los pines en el chip e iría de otra forma completamente, como usar una pequeña MCU.

Si puedes vivir con las limitaciones del 555:

  

1-) ¿Es problemático mantener el valor de límite bajo en el nivel nF y aumentar la R a cientos de mega-ohmios?

Sí, es problemático. Hay una corriente mínima requerida para activar el comparador de umbrales en el 555. Los 555 típicos enumeran el valor máximo como 0.25 uA (250 nA); verifique su hoja de datos 555 específica en caso de que sea diferente. Esto establece un límite superior en el valor de la resistencia de temporización, que varía dependiendo de la tensión de alimentación del IC.

Aunque los dispositivos normalmente requerirán menos de 250 nA para activarse, el uso de una corriente más baja puede resultar en una operación no confiable.

Por ejemplo, en la hoja de datos de TI 555 :

ComoseexplicaeneseextractodelahojadedatosdeTI,eserequisitoestableceunlímitesuperiorenlosvaloresderesistencia,dice:

  

    

Esteparámetroinfluyeenelvalormáximodelasresistenciasdetemporización\$\smallR_A\$y\$\smallR_B\$enelcircuitodelaFigura12.Porejemplo,cuando\$\smallV_{CC}=5\;\textrm{V}\$,elvalormáximoes\$\smallR=R_A+R_B≉3.4\;\textrm{M}Ω\$,ypara\$\smallV_{CC}=15\;\textrm{V}\$,elvalormáximoes\$\small10\;\textrm{M}Ω\$.

  

Aunquemencionanla"Figura 12" en esa nota en la hoja de datos, que es la configuración típica de Astable, la misma limitación se aplica a la "Figura 9" que es la configuración típica de Monostable. He incluido ambos aquí para facilitar la comparación, y he marcado los resistores que tienen ese valor total máximo al que se hace referencia en la hoja de datos:

Tambiéntengaencuentaquealgunascaracterísticas,comolaprecisión,sepuedencitardentrodeunrangoespecíficoderesistenciadetemporizaciónyvaloresdecondensador.

  

2-)SimantengolaresistenciaenelniveldekOhm,deberíausarellímitedeniveldeuF.Enestecaso,¿cuáleslamejoralternativaalastapaselectrolíticasenelniveldeuFparaobtenerunamejorprecisiónyrepetibilidad?

Busquecapacitoresquetengan:Fugabaja;bajocoeficientedetemperatura(siesimportanteensuaplicación);toleranciaestricta.Todoestoafectaala"exactitud y repetibilidad".

    

Cuando se requieren resistencias muy por encima de 10Mohm, debe comenzar a preocuparse (o al menos considerar) las corrientes de fuga de la superficie de la placa y la corriente de fuga de los electrolíticos, si aún no estaba preocupado por las corrientes de polarización de entrada del IC. / p>

Para tiempos muy superiores a 1 segundo, considere usar una MCU (especialmente si también desea hacer otras cosas sofisticadas), o un IC de oscilador / divisor 4040 o 4060, que se realiza solo con ese fin de tiempo.

En el rango 10uF puede usar un capacitor de película (relativamente voluminoso y costoso) y obtener una tolerancia razonable. Esta es la manera de la vieja escuela de hacerlo. Mylar (poliéster) es aceptable, algunas otras películas tienen ventajas en algunas situaciones debido a una menor absorción dieléctrica. Para ser más barato, un especial baja fuga +/- 20% de tolerancia electrolítica es otra opción.

Puede probar una tapa X7R o X5R 10uF como sugiere @Andy, pero tenga en cuenta que la capacitancia puede disminuir significativamente a medida que aumenta el voltaje, y esa caída puede variar de un fabricante a otro y hasta de una parte a otra. Para minimizar ese efecto, obtenga una parte físicamente grande y reduzca la tensión significativamente del máximo.

Editar: Algunas mayúsculas como algunas aparecen como si fueran adecuadas, pero realmente hay que prestar atención a los detalles para el número de pieza exacto- here es una curva característica (típica) - esta es una 1210 así que ni siquiera es tan pequeña:

Esta parte particular del X7R básicamente desaparece cuando tienes más de 2/3 de la tensión nominal, y no es tan impresionante incluso al 20% de la tensión nominal.

Un microcontrolador que usa solo su oscilador RC interno puede darle una precisión de 1% sin prácticamente partes externas. Ciertamente es la solución elegida en la mayoría de los casos en la era actual.