方波发生器以及一阶RC滤波器

1、实用文档方波发生器以及一阶RC滤波器一、实验任务（1）用555设计一个频率为1k占空比为50%勺方波发生器。（2）设计截止频率为1.6K的一阶R。氐通滤波对（1）中的方波进行滤波。二、实验原理1、555定时器的电路结构与功能555定时器是一种多用途的数字一一模拟混合集成电路，利用它能既方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。其内部原理图如下图所示，其中（1）脚接地，（2）脚触发输入，（3）脚输出，（4）脚复位，（5）脚控制电压，（6）脚阈值输入，（7）脚放电端，脚电源

2、。1脚gnd,2脚tri,3脚out,4脚rst,5脚con,6脚thr,7脚dis,8脚Vcc标准文案实用文档555定时器工作时过程分析如下：5脚经0.01uF电容接地，比较器C1和C2的比较电压为：UR1=2/3VCCUR2=1/3VCC当VI12/3VCC,VI21/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器置0,G3输出高电平，放电三极管TD导通，定时器输出低电平。当VI11/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器保持原状态不变，555定时器输出状态保持不来。当VI12/3VCC,VI21/3VCC时，比较器C1输出低电平，比

3、较器标准文案实用文档C2输出低电平，基本RS触发器两端都被置1,G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。当VI12/3VCC,VI21/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器置1,G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。用图表表示:555设计方波信号发生器如图所示五造振荡器电路标准文案图(52多造振荡藩电路和工作波形实用文档R1,R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1,R2的连接处。由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小

4、于（1/3）Vcc,故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1,R2对电容C充电，使电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数丁充=（R1+R2）G接成占空比可调方波发生器分析：T充=（R1+R2）Cln2,T放=R2Cln2占空比50%,要求充电时间等于放电时间，则将冲放电的电路分开，使得T充=R1Cln2,T放=R2Cln2,R1=R2同时利用二极管的单向导通

5、性，构建充电与放电的回路。周期T=（R1+R2）Cln2,频率f=1/T=1kHz取C=220nFR1=3.3KQ,R2=3.3KQ电路图如下所示：标准文案利用multism仿真得到的电路图如下所示标准文案实用文档可以将R1,R2部分换成电位器，做成频率和占空比可调的方波发生器。仿真结果如下.审万波器-XSCl可见占空比为50%,频率为1KHZ。一阶低通滤波器的设计一阶低通滤波器的传输函数R1C1Vi十C1Vo1j11标准文案实用文档低通滤波器下降到中频增益的。.7。7倍，计算幅度谱IHQ)I喝得截止角频率Cc=2兀f=RC所以一阶低通滤波器截止频率fsi=1.6KHz2-：RiCi设计截止频

6、率为1.6KHz的低通滤波器，则令Ci=0.1NF得Ri=13H(j)|i0.707c三、实验内容1、电路仿真标准文案R13.3kQR23.3kQD21/R1N1200D11N1200CC2-220nFC110nFR366WV6-11kQU23555_TIMER_RATEDVCCRSTOUTDISTHRTRICONGNDC3士100nFTraniieiM612.5m5.0mTime(S)一Fl10.0m图中红线表示方波发生器产生的方波，蓝线表示经过RC低通滤波器后的输出信号。标准文案实用文档2、焊接电路3、实际电路测试给实验板接入+5V直流电压，连接好电路，接好示波器探针。图为方波发生器产生的方波信号和经过滤波器后的输出波