使用C.R充放電路之計時器

利用C.R之充電或放電時間之計時器，由僅使用一次充電或放電過程中所產生之時間，故必須使用大容量之C與高電阻之R。然後依C.R電路中之變化電壓令Gate IC動作，再由Gate IC之輸出控制電晶體或閘流體之開關動作。

在此所使用之Gate IC並不限使用何種品種，但以使用Schmitt trigger IC最佳。圖5為此種IC之特性。

今設輸入電壓自〝L〞緩慢增高，當超過境界之電壓時，輸出狀態將變為〝H〞(實線)。若輸入電壓緩慢減低，則當達某一值後，輸出之狀態將轉變為〝L〞，該時之輸入電壓如圖中之虛線所示，較前述之實線電壓為低。

例如電源電壓為12V，輸出狀態自〝L〞變為〝H〞之電壓為7V，而自〝H〞變為〝L〞之電壓為5V，其間有2V之差異，該一現象稱為滯後現象(hysteresis)。一般之Gate IC雖然有此一傾向，但以Schmitt trigger IC尤為顯著。

圖4(a)所示之輸入電路中，若輸入電壓上升，而使輸出電壓反轉之際，假使由於某一原因而使輸入電壓降低稍許時，若輸出狀態立即反轉，則將造成動作上之不穩定，在此場合，若使用Schmitt trigger IC，即可免除上述之缺點。

另外，假設輸入電壓波形如圖6之上側所示時，在用一般IC的場合，輸出波形將如左下角所示，輸出2個脈衝，若使用Schmitt trigger IC，則如右下側所示，可正確地輸出一只脈衝。

綜合以所述，可得圖7所示之電路。關於Schmitt trigger電路，雖亦可使用單一輸入端之Gate IC組成，本例中則使用Schmitt trigger專用之積體電路MC 14584B。

圖8左側為其接腳之連接方式，在一只IC中已藏6個獨立之電路。其特性則如同圖之右側所示。在使用10V電源的場合，反轉之輸入電壓分別為5.9V與3.9V。

輸入側之C與R，係用以決定時間用之元件，依使用之目的而選用適當之值。當使用1μF與1MΩ時之時間約為0.8秒(在充電電壓之59％時動作)。較大容量之電容器若使用電解質電容時，則由於洩漏之電流較大，易造成動作不確實，故以使用鉭質電容為宜。若單由C×R並不能獲得所需之時間的場合，R可以更換為VR，依需要而加以調整。

使用C.R之計時器，在實用上，其計時之時間多在10分以下。另外，圖7之電路係利用充電之時間，若利用電容之放電時間，亦可達成同一目的。只是利用充電時間的場合，開始計時之初，電容器之電荷為0；而在利用放電時間的場合，則係呈完全充電之情況下開始計時。

若欲得較長之計時時間，可以採用圖9所示之多級電路方式，但因電路結構較為複雜，故一般多使用後述之分頻電路方式。

輸出側之繼電器與電晶體電路可參照前節教材。若係用迷你型蜂鳴器，則可串聯一只電阻器，並在蜂鳴器兩端連接一只10μF以上之電容器(其原因將在以後說明)。

使用坊間所售之計時用IC 555時，則因其輸出之電流容量大(IC內部附有輸出放大器)，故電路之結構更為簡單。

圖11為使用555之電路例，由C與R之電阻值約可得1分鐘之計時時間。555在作為振盪器之用時，由於C之充電電壓必須予以放電，故IC之第7腳必須使用；在作計時用的場合，則第7腳予以閒置不接。

在設計上較重要的可項係555 IC相當一只反轉器，故第6腳中所加以之電壓太低時，輸出端將輸出〝H〞狀態之信號。是故在利用充電時間之電路中，負荷應連接於電源之〝H〞側(＋)。

假設利用電容之放電時間，則負荷連接於電源之〝－〞側，如TYPE-II所示。計時之時由於仍視C.R之值而定，故不易獲得太長之時間。一般而言，其實用範圍約在10分以下。