NE555定时器构成的多谐振荡器

1、百度文库-让每个人平等地提升自我它由分压器、比较器、基本 R-S触发器和放电三极管等部分组成。分压器由三个比较后，其结果作为基本R-S触发器Rd端的输入信号；低电平触发信号加在A2的同相输NE555定时器构成的多谐振荡器、原理1、555定时器内部结构555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路，其内部结构如图（A）及管脚排列如图（B）所示。5K 的2等值电阻串联而成。分压器为比较器A、A2提供参考电压，比较器 Ai的参考电压为-Vs,31加在同相输入端，比较器A2的参考电压为-Vcc ,加在反相输入端。比较器由两个结构相同3的集成运放 A、A2组成。高电平触发信号加在 A的反相输

2、入端，与同相输入端的参考电压7入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R-S触发器SD端的输入信号。基本R-S触发器的输出状态受比较器A1、A2的输出端控制。2、多谐振荡器工作原理由555定时器组成的多谐振荡器如图（C）所示，其中Ri、R2和电容C为外接元件。其工作波如图（D）所示。设电容的初始电压 Uc = 0, t= 0时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端Vth =Vtl = O <1 Vcc,比较器A 1输出为高电平，A 2输出为低电平，即 Rd 1, 3Sd 0（1表示高电位，0表示低电位），R S触发器置1,定时器输出u0 1此时Q 0,定时器内部放电三

3、极管截止，电源Vcc经Ri, R2向电容C充电，Uc逐渐升高。当Uc上升到1_-Vcc时，A2输出由0翻转为1 ,这时Rd Sd 1 , R S触发顺保持状态不变。所以0<t< G 3期间，定时器输出u0为高电平1。2_t t1时刻，Uc上升到一Vcc,比较器A1的输出由1变为0,这时Rd 0, Sd 1 , R S 3触发器复0 ,定时器输出 U0 0。t1 t t2期间，Q 1,放电三极管T导通，电容C通过R2放电。Uc按指数规律下降，2_当Uc Vcc时比较器A输出由。变为1 , RS触发器的Rd Sd 1 , Q的状态不变，3u0的状态仍为低电平。1_t t2时刻，Uc下降

4、到一Vcc,比较器 &输出由1变为0, R-S触发器的Rd 1, 3SD 0,触发器处于1,定时器输出U0 1。此时电源再次向电容 C放电，重复上述过程。通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出U0 1 ,电容放电时，U0 0,电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波, 其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。3、振荡周期由图(D)可知，振荡周期 T Ti 丁2。T1为电容充电时间，丁2为电容放电时间。充电时间 T1 (R1 R2)C ln 2 0.7(R1 R2)C放电时间 T2 R2c ln2 0.7R2c矩形波的振荡周期 T Ti

5、 T2 In 2( Ri 2R2)C 0.7( R 2R2)C因此改变R1、R2和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率。对于矩形波，除了用幅度，周期来衡量外，还有一个参数：占空比q, q=(脉宽tw)/ (周期T), tw指输出一个周期内高电平所占的时间。图(C)所示电路输出矩形波的占空TT1 T2R1 2R2二、实验1、实验目的(1)初步了解集成555定时器的基本原理。(2)掌握学会使用双踪示波器。(3)测量多谐振荡器输出波、频率与各元件的关系。2、实验仪器:555定时器、两个是量程 5K 的电位器、0.15uF的电容、400K 电阻、双踪示波器、 多用途稳压电源、万用表。3、实验步骤测量

6、555定时器的特 性(1)按右(G)图连接好电路， 把电源电压调到最小以免 烧坏会集成块(2)打开各电源调节按钮使Vcc=3V+5V电源出正极5电&_ Vil电演一电源负极电压表(3)调节电源1使UTH大于或等于2V,此时调节电源2使UTL由大到小或由小到大，并观 察万用表电压档的电压，当电压发生突然变化时，记录Utl值及U0相应值(4)同(3)测量Uth小于2V时相应的Utl、Uo值 调节电源2使大于1V或小于1V,同时改变Uth值，观察U。的变化，记录相应数据(注：Uth、Utl电压不能调得过大应不大于4V,以免烧坏集成块)测量多谐振荡器输出波形特性(1)按(右)图连接好电路， 其

7、中400K 为负载电 阻。(2)把电源电压调到 4.5V, 调节2个5K 电位器 的电阻，改变输出波形参数，并判断R1、R阻值与波形的关系(3)记录下一组波形参数(t1、 t2、T、f、Uo、Uc),同时绘制所观察到的波形，最后关掉电 源，用万用表电阻挡测接电源正极量此时Ri、R2值。4、数据处理(1) 555定时器的特性(数据如下表1)由实验的数据，可得到定时器3脚输出的电压受2、6脚电压的制约，当 2、6脚电压Vtl、Vth满足一定条件时3脚输出高电平，满足其他条件时，输出低电平，即表(2)中Vtl、Vth与Uo的关系。Uth (V)Utl (V)Uo(V)>2V大 小0.985由0

8、.040V突变为1.20V小 大0.980由0.35V突变为0.043V<2V大 小0.975由0.35V突变为1.24V小 大1.000由1.26V突变为0.041VUo低电位Uth在0.5V到4V之间改变>1V保持原来的0.035V左右U0高电位UTH在0.5V到4V之间改变保持原来的1.41V左右Uo低电位Uth在0.5V到4V之间改变<1V保持原来的0.041V左右Uo高电位Uth在0.5V到4V之间改变保持原来的1.26V左右(表1)UthU TLUo>2Vcc3>hcc3低电位>2V3 ccV3 cc高电位<2Vcc3Vcc 3保持原状态/

9、、变<2Vcc3Vcc3保持原状态/、变(表2)(2) 555定时器构成的多谐振荡器实验中得出某一组波形的数据如下:Ti= t1=370.5 uST2= t2=249.0 uST=Ti+T2=619.5uSf= 1.605 KHzU0=2.44VUc=2VRi= 1.25 KUo=0.1VUc=1VR2=2.36K由上原理中的周期公式计算理 论周期和频率：已 知 ：C=0.15uFR1=1.25 KR2=2.36 KT1 0.7(R R2)C=379.1uST2 0.7R2c =247.8 uS(F)T T1 T2 =626.9 uSf0 -1=1.595KHz得出实验频率的相对误差:| ffo |Er-100%=0.6 %fo实验得出的波形如右图(F): 输出矩形波的占空比RR21- =0.6R