硬件基础19 多谐振荡器、NE555定时器、单稳态、施密特、多谐、波形发生器

时间:2024-11-12 20:47:36

目录

一、多谐振荡器

1、多谐振荡器及原理图

2、参数计算

二、555定时器及其应用

1、电路结构

2、555组成施密特触发器

3、555组成单稳态触发器

4、555组成多谐振荡器

三、NE555波形发生器


一、多谐振荡器

        多谐振荡器是一种自激振荡电路,它在接通电源后,不需要外加触发信号,电路就能自行产生一定频率和一定幅值的矩形波。由于矩形波含有丰富的谐波分量,所以将它称之为多谐振荡器。多谐振荡器在工作过程中没有稳定状态,故又被称为无稳态电路。

        多谐振荡器的电路形式有多种,但它们都具有如下共同的结构特点 :

        (1)电路由开关器件和反馈延时环节组成。

        (2)开关器件可以是逻辑门 、电压比较器 、定时器等,其作用是产生脉冲信号的高、低电平。

        (3)反馈延时环节一般由 RC 电路组成,其作用是将输出电压延时后,再反馈到开关器件的输入端,以改变输出状态,得到矩形波 。

1、多谐振荡器及原理图

        注意VI并非输入信号,而是电路自己产生的。        

2、参数计算

二、555定时器及其应用

        555 即3个5kΩ的电阻,其分别提供1/3 VCC和2/3 VCC的基准电压。

1、电路结构

2、555组成施密特触发器

        当阈值输入和出发输入相连,构成施密特触发器,相关控制图如下。

3、555组成单稳态触发器

        阈值输入于放电端相连,并上拉电阻到VCC,而触发输入构成单稳态触发器的输入信号。

4、555组成多谐振荡器

        经典应用,同时如果调节外置电位器,配合二极管的单向导电性使得电容C的充放电回路分开,即可实现调节占空比。

        由于555内部的比较器灵敏度较高,而且采用差分电路形式,用555构成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压与温度变化的影响很小。

三、NE555波形发生器

        通过仿真出来的波形可以看出,555定时器产生出来的通道一,明显是方波信号。方波信号通过积分电路,在通道二可以看出得到了锯齿波信号。锯齿波通过积分电路,在通道四可以看出得到了近似于三角波信号。锯齿波通过积分电路和一个三极管放大电路,在通道三可以看出得到了正弦信号。

矩形波频率

矩形波占空比

方波周期

锯齿波频率

三角波频率

正弦波频率

理论值

1KHz

50%

1.000ms

1KHz

1KHz

1KHz

仿真数据

974.6 Hz

52.3%

1.043ms

974.6Hz

974.6Hz

962.0Hz

实测数据

1.016 KHz

54.47%

0.984ms

1.020KHZ

1.020KHZ

1.020KHZ

相对误差(理论与实测)

1.60%

8.94%

1.60%

2.00%

2.00%

2.00%