"多谐振荡器参数的计算-555定时器使用"
555定时器是一种多功能的集成电路,被广泛应用于各种电子电路中,如单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器和压控振荡器。它是由比较器、触发器、反相器和分压电阻组成的混合信号组件。在1972年由Signetics公司开发,其双极型型号为555,而CMOS版本则为7555。
多谐振荡器是一种不稳定的电路,可以产生无固定频率的矩形波输出,其振荡周期可以通过调整外部元件来控制。555定时器用于构建多谐振荡器时,通常需要连接两个外部电容C和两个外部电阻RA和RB。
振荡周期tw1和tw2的计算如下:
- 当初始电容uC(0) = VCC / 3时,电路进入充电状态,最终电容电压uC(∞) = VCC。充电时间常数τ1 = (RA + RB)C,当t = tw1时,uC(tw1) = 2VCC / 3。将这些值代入三要素方程,可以求出tw1。
- 在tw1之后,电容通过RB放电,初始电容电压uC(0) = 2VCC / 3,最终电容电压uC(∞) = 0V。放电时间常数τ2 = RB C,当t = tw2时,uC(tw2) = VCC / 3。同样,将这些值代入公式可解出tw2。
振荡周期T是tw1和tw2的总和,即T = tw1 + tw2。占空比(Duration Ratio)是指输出波形高电平时间与整个周期的比例,计算公式为D = tw1 / T。
555定时器的工作原理基于内部的三个比较器,它们分别比较电容电压与内部基准电压(1/3 VCC、2/3 VCC和VCC)。当输入电压达到这些阈值时,触发器的状态会发生变化,从而改变输出状态。放电端(DIS)允许在不切断电源的情况下快速放电电容,而电压控制端(CV)允许外部电压控制振荡频率。
555定时器的封装形式通常为双列直插式,具有8个引脚,包括接地(GND)、低触发端(TL)、高触发端(TH)、电压控制端(CV)、放电端(DIS)、输出端(OUT)、电源端(VCC)和清零端(RD)。在实际应用中,根据电路需求正确连接这些引脚,即可实现所需功能。
总结来说,555定时器因其灵活性和多功能性,在电子设计中扮演着重要角色。通过理解其工作原理和参数计算,我们可以精确地配置电路以满足特定的振荡频率和占空比需求。无论是简单的脉冲发生器还是复杂的信号处理电路,555定时器都能提供可靠且经济的解决方案。