任务二-方波产生电路及应用

方波产生电路及应用成都职业技术学院成都卓物科技有限公司方波产生电路及应用NE555组成的方波发生电路原理分析

如下图所示为555定时器构成的多谐振荡器电路，电阻R1、R2和电容C是外接定时元件。5脚通过一个0.01uF的电容接地，在工作中不使用外接控制电压。上图也称作多谐振荡器，是自激振荡电路，输出矩形脉冲波或方波。多谐振荡器的振荡频率与电容充放电时间有关。下面分析其工作原理。方波产生电路及应用NE555组成的方波发生电路原理分析

分析原理时参照NE555的引脚功能表：电路接好之后，最初电容上肯定没有电量，当接通电源后，由于电容电压不能突变，因此Vc=0，由表NE555工作原理过程的分析可知，此时放电管截止，NE555输出Vo为高电平。接着VCC通过R1、R2向电容C充电，设这个充电时间为Tph，充电回路为VCC-R1-R2-C-GND。当电容C充电到

但

时，由表可知，此时输出Vo保持上一状态为高电平；当电容充电到

时，由表可知，此时输出Vo为低电平，且放电管导通。方波产生电路及应用NE555组成的方波发生电路原理分析方波产生电路及应用NE555组成的方波发生电路原理分析方波产生电路及应用方波发生电路测试与验证

由NE555组成的方波发生电路分析可知，该电路产生的方波信号的占空比为

。进一步变形可得可见这种电路虽然能得出占空比可调的方波信号，但其占空比始终大于等于50%，显然不符合更大范围可调占空比的需求，于是需要对这种电路进行改进，最简单的方法就是改变电容充放电的路径，去掉充放电回路中两个电阻的耦合性。方波产生电路及应用方波发生电路测试与验证

M205板卡上的方波发生电路示意图如下图所示。在图中，使用了两个二极管，利用二极管的单向导通性，将电容的充放电电路分离了开来。电容C的充电电路为VCC-R1-D2-C，放电电路为C-R2-PIN7-GND，可见充放电回路完全分开。于是可得电容C的充放电时间（输出方波信号的高低电平时间）为由以上分析可知，输出的方波信号的周期恒定，也就是频率恒定，占空比可调，且占空比调节范围可以很大。方波产生电路及应用方波发生电路测试与验证

在M205板卡中，各元件参数如下左图。

按照以下右图连接示意图，连接硬件并测量供电VCC电压。方波产生电路及应用方波发生电路测试与验证上图连接方式：先连接电源，板卡左上角的VCC测试口与正上方的5V电源测试口相连接。将万用表调至电压档。将红色表笔（正极）连接到左上角VCC测试口。将黑色表笔（负极）连接到左上角GND测试口。将左上角的可调电源和主电源开关拨至开即可。测量可调电阻器阻值，如下图本页连接方式：先连接电源，板卡左上角的VCC测试口与正上方的5V电源测试口相连接。将万用表调至欧姆档。将红色表笔（正极）连接到方波产生电路中的可调电阻下方三引脚的最左边引脚。将黑色表笔（负极）连接到最右边引脚。将左上角的可调电源和主电源开关拨至开即可。方波产生电路及应用方波发生电路测试与验证测量波形的周期、高低电平时间，并计算占空比、频率，填写下表。序号VCC滑动变阻器总阻值滑动变阻器充电回路阻值滑动变阻器放电回路阻值电容充电时间理论值电容放电时间理论值电容充电时间实测值电容放电时间实测值电容充放电曲线理论最大值电容充放电曲线理论最小值1

2

3

4

序号电容充放电曲线实测最大值电容充放电曲线实测最小值输出方波周期理论值输出方波实测值输出方波高电平时间理论值输出方波高电平时间实测值输出方波低电平时间理论值输出方波低电平时间实测值占空比频率1