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555电路产生不同波形有哪些

接线图 2023年11月02日 17:52 218 admin

555定时器概述

555定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路,利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器与多谐振荡器。由于使用灵活、方便,所以555定时器在波形的产生与交换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中得到了应用。

555定时器电路的组成

图为555集成定时器555定时器的电气原理图和电路符号,其由五个部分组成:

(1)由三个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器;

(2)两个电压比较器C1和C2

v+>v-,vo=1;

v+<v-,vo=0

555电路产生不同波形有哪些  第1张

(3)基本RS触发器;

(4)放电三极管T及缓冲器G

555电路产生不同波形有哪些  第2张

555定时器组成单稳态触发器

555电路产生不同波形有哪些  第3张

1.外触发(高触发置0端TH)置0→

通过电容C的充放电使低触发置1端TR有效→自动返回稳态1得到负脉冲

2,外触发器(低触发置1端TR)置1→

通过电容C的充放电使高触发置0端TH有效→自动返回稳态0得到正脉冲。

UI=TR,V的集电极通过电阻R接Vcc,通过电容C接地。R和C为定时元件。

555定时器产生的三种波形 1、方波的产生

有555定时器构成多谐振动器产生方波(如下图)

555电路产生不同波形有哪些  第4张

当电容C2被充电时,2和6引脚的电压都上升,此时二极管D1导通,接通+12V电源后,电容C被充电,Vc上升,当VC上升到2VCC/3时,触发器被复位,同时放电BJTT导通,此时输出电平VO为低电平,电容C通过R2和T放电,使VC下降。当VC下降到VCC/3时,触发器又被置位,VO翻转为高电平。

电容器C经R2,R23,R21他们此时说分的总阻值设为R1‘放电,放电所需的时间为:

tPL=R1’CIn2=0.7R1‘C;

当C放电结束时,T截止,Vcc将通过R1、R22、R21所分得的阻值为R2‘向电容器C充电,Vc由VCC/3上升到2VCC/3所需的时间为

tPH=R2’CIn2=0.7R2‘C;

当VC上升到2VCC/3时,触发器又发生翻转,如此周而复始,在输出端就得到了一个周期性的方波,其频率为

f=1/(tPL+tPH)》1.43/[(R1’+R2‘)C]

稳态时555电路输入端处于电源电平,内部放电开关管T导通,输出端VO输出低电平,当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于1/3Vcc,低电平比较器动作,单稳态电路即开始一个稳态过程,电容C开始充电,Vc按指数规律增长。当VC充电到2/3VCC时,高电平比较器动作,比较器A1翻转,输出VO从高电平返回低电平,放电开关管T重新导通,电容C上的电荷很快经放电开关管放电,暂态结束,恢复稳定,为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图见图2.2.2。

555电路产生不同波形有哪些  第5张

同时电路的频率可以通过调节电阻R21、R22、R23来改变电路的频率,从而使得电路的频率可以在一定的范围内进行调节。

2、由方波输出为三角波(利用积分器来实现)

555电路产生不同波形有哪些  第6张

如上图是一个由方波转换为三角波的电路图及其输出波形当A很大时,运放两输入端为“虚地”,忽略流入放大器的电流,令输入电压为Vi输出为Vo,流过电容C的电流为i1则,有

555电路产生不同波形有哪些  第7张

上式表明输出电压按一定比例随时间作直线上升或下降。当为矩形波时,便成为三角波。

此外,由于电容和滑动变阻器的存在,使得输出的三角波在输入矩形波频率一定的时候也能适当调整,同时电容的存在,又滤除了其他波的干扰。提高了系统的抗干扰性。

3、由三角波输出正弦波

555电路产生不同波形有哪些  第8张

分析表明,传输特性曲线的表达式为:

iC=al/[1+exp(-Uid/UT)]

|一一差分放大器的恒定电流;

UT一一温度的电压当量,当室温为25OC时,~26mV。

如果Uid为三角波,设表达式为

Uid(t)=[4*Um*(t-T/4)]/T(0《=t《=T/2)

Uid(t)=[-4*Um*(t-3*T/4)]T(T/2《=t《=T)

式中Um一三角波的幅度;

T-一三角波的周期。

为使输出波形更接近正弦波,

(1)传输特性曲线越对称,线性区越窄越好。

(2)三角波的幅度Um应正好使晶体管接近饱和区或截止区。

(3)图为实现三角波一正弦波变换的电路。其中RP1调节三角波的幅度,RP2调整电路的对称性,其并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。电容C6,C7为隔直电容,C7为滤波电容,以滤除谐波分量,改善输出波形。

隔直电容C6、C7要取得较大,因为输出频率很低,取,滤波电容视输出的波形而定,若含高次斜波成分较多,可取得较小,一般为几十皮法至0.1微法。RE13=100欧与R25=100欧姆相并联,以减小差分放大器的线性区。

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