實驗555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器

1、555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器555定時器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，它性能優(yōu)良，適用范圍很廣，外部加接少量的阻容元件可以很方便地組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，以及不需外接元件就可組成施密特觸發(fā)器。因此集成555定時被廣泛應用于脈沖波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制等方面。本實驗根據(jù)555定時器的功能強以及其適用范圍廣的特點，設(shè)計實驗研究它的內(nèi)部特性和簡單應用。一、原理1、555定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)A)555定時器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成電路，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖及管腳排列如圖（B）所示。它由分壓器、比較器、基本R-S觸發(fā)器和放電三極管等部分組成。分壓器由三個5KQ的.,三，

2、、r,，-，2等值電阻串聯(lián)而成。分壓器為比較器、提供參考電壓，比較器的參考電壓為-Vcc,加在同3,1,*一，,.一，相輸入喘，比較器的參考電壓為-，加在反相輸入喘。比較器由兩個結(jié)構(gòu)相同的集成您放、3組成。高電平觸發(fā)信號加在的反相輸入端，與同相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本R-S觸發(fā)器Rd端的輸入信號；低電平觸發(fā)信號加在的同相輸入端，與反相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本RS觸發(fā)器SD端的輸入信號。基本R-S觸發(fā)器的輸出狀態(tài)受比較器、的輸出端控制。2、多諧振蕩器工作原理由555定時器組成的多諧振蕩器如圖（C）所示，其中Ri、R2和電容C為外接元件。其工作波如圖（D）所示。設(shè)電容的

3、初始電壓=o,t=0時接通電源，由于電容電壓不能突變，所以高、低觸發(fā)端1二二一=0Vcc,比較命A1輸出為局電平，A2輸出為低電平，即Rd=1,Sd=0（1表示高電位，0表示低電位），R-S觸發(fā)器置1,定時器輸出u0=1此時Q=0，定時器內(nèi)部1放電二極管截止，電源經(jīng)，向電谷C充電，逐漸升局。當上升到一源時，輸出由0翻轉(zhuǎn)為31,這時Rd=Sd=1,R-S觸發(fā)順保持狀態(tài)不變。所以0t期間，定時器輸出為高電平1。2_-t=t1時刻，上升到一Vcc，比較命的輸出由1變?yōu)?,N時Rd=0,Sd=1,RS觸3發(fā)器復0,定時器輸出u=0。t1tt2期間，Q=1,放電三極管T導通，電容C通過放電。按指數(shù)規(guī)律下

4、降，當2-Uc2電源2電源負極5KQA1terTL1GNDRd5KS2A2OUTgUd電壓表時相應的Utl、U0值(5)調(diào)節(jié)電源2使大于1V或小于1V,同時改變Uth值，觀察Uo的變化，記錄相應數(shù)據(jù)(注：Uth、Utl電壓不能調(diào)得過大應不大于4V,以免燒壞集成塊)測量多諧振蕩器輸出波形特性(1) 按(右)圖連接好電路，其中400K為負載電阻。(2) 把電源電壓調(diào)到4.5V,調(diào)節(jié)2個5K電位器的電阻，改變輸出波形參數(shù)，并判斷、阻值與波形的關(guān)系(3) 記錄下一組波形參數(shù)(、T、f、)，同時繪制所觀察到的波形，最后關(guān)掉電源，用萬用表電阻擋測量此時、值。4、數(shù)據(jù)處理(1)555定時器的特性(數(shù)據(jù)如下表

5、1)R10J5liF示波器1通道接電源正極0+Vcc555(E)示波器2通道O+Uo電源示波器地線由實驗的數(shù)據(jù)，可得到定時器3腳輸出的電壓受2、6腳電壓的制約，當2、6腳電壓Vtl、Vth滿足一定條件時3腳輸出高電平，滿足其他條件時，輸出低電平，即表(2)中VTL、VTH與Uo的關(guān)系。Uth(V)Utl(V)(V)2V大小0.985由0.040V突變?yōu)?.20V小大0.980由0.35V突變?yōu)?.043V1V保持原來的0.035V左右高電位Uth在0.5V到4V之間改變保持原來的1.41V左右低電位Uth在0.5V到4V之間改變2Vcc31Vcc3低電位23Vcc13Vcc高電位】Vcc3保持

6、原狀態(tài)不變Vcc3保持原狀態(tài)不變(表2)(2)555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器實驗中得出某一組波形的數(shù)據(jù)如下:Ti=370.5T2=249.0T=T1+T2=619.5f=1.605KHzUo=2.44VUc=2VRi=1.25K1.1=0.1V=1VR2=2.36K1由上原理中的周期公式計算理論周期和頻率:R2=2.36K11已知：C=0.15uFRi=1.25K11L=0.7(R1R2)C=379.1T2=0.7R2C=247.8T=T1T2=626.9I1fo=f=1.595KHz得出實驗頻率的相對誤差:|f-f|Er=1-100%F0.6%實驗得出的波形如右圖(F):輸出矩形波的占空比R1R21=0.6(1) R2R25.實驗分析多諧振蕩器巧妙地運用了電容的沖放電及與非門的通斷條件把直流電轉(zhuǎn)換成脈