555实验报告-多谐振荡器
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《PSpice电路设计与分析》课程设计报告题目:555定时器的应用姓名:学号:班级:2015年 6 月 27 日目录1.设计任务及要求............................................. 错误!未定义书签。
2.理论分析................................................... 错误!未定义书签。
555定时器构成的多谐振荡器电路图.............................. 错误!未定义书签。
555定时器构成的多谐振荡器理论分析............................ 错误!未定义书签。
3.电路参数设计............................................... 错误!未定义书签。
4.仿真结果及所得曲线........................................ 错误!未定义书签。
5.曲线分析及总结............................................. 错误!未定义书签。
6.心得体会................................................... 错误!未定义书签。
通过此次仿真实验的学习,让我学习到很多,懂得如何使用PSpice软件,如何用此软件作图。
在做这个实验的时候虽然每个步骤书上都已经给出了,但由于自己的粗心,还是出现了很多问题,比如画第一个原理图的时候把与信号源连接的电容和三级管之间的节点给忽略了,结果得出是输入/输出波形有很大的问题,后来还是同学帮忙指出了这个问题,才能使实验顺利进行下去;还有,连线的时候,线不能穿过元件,不然就对后面的波形图产生影响。
通过这个我理解了再一次有了粗心的教训。
此次实验不光让我学习如何使用PSpice软件,还让我学会了如何截图,让我又学到了一个知识。
课题七555集成电路构成多谐振荡器
一、目的
1.了解555时基集成电路的外形和电路的内部构成,掌握它的外部特性和引脚功能;
2.掌握由555时基集成电路构成多谐振荡器的电路组成和工作原理;
3.通过安装调整与测试,加深对555集成电路内部原理和外部特性的理解;
二、器材准备
1.元器件清单
555时基集成电路一块
二极管1N4007 四只
发光二极管两只
电阻器470Ω两只
10K 一只
47K 一只
电容器104 一只
47UF 一只
220UF 一只
面包板一块
交流电源6V 一个
连接线若干
2.工具;万用表一块,尖嘴钳一把,镊子一把。
三、步骤
1.绘制555时基集成电路构成多谐振荡器的原理图
2.绘制面包板的模型图
3.在面包板的模型图上设计555集成电路构成多谐振荡器
4.按照模型图上设计的电路在面包板上先安装跳线、后安装元器件
5.确定线路、元器件安装无误后再通电调试
四、555时基集成电路构成多谐振荡器的原理图
五、面包板上元器件接线图
六、习题
1.说明555时基集成电路各脚功能①脚_______、②脚_____、
③脚____、④脚_____、⑤脚_____、⑥脚_____、⑦脚_____、⑧脚_____。
2. 测量555时基集成电路各脚电压值①脚_______、②脚_____、③脚____、④脚_____、⑤脚_____、⑥脚_____、⑦脚_____、⑧脚_____。
3.调节哪些元件参数可以改变振荡频率___________________________________。
注:R1与R2阻值对换,两发光管点亮的时间接近。
555时基电路实验报告实验七555时基电路的应用实验七555时基电路的应用一、实验目的1.掌握555时基电路的结构和工作原理,学会对此芯片的正确使用;2.学会分析和测试用555时基电路构成的单稳态触发器、多谐振荡器。
二、实验仪器1.双踪示波器2.数字万用表3.数字学习机三、预习要求1.复习555时基电路的功能及参数;2.复习多谐振荡电路及单稳态触发器电路的功能;3.熟悉555时基电路构成的多谐振荡电路及单稳态触发器电路;4.复习单稳态触发器的脉冲宽度Tw、多谐振荡器振荡周期T、振荡频率fo和占空比D的估算公式。
四、实验内容及要求1.由555构成的单稳态触发器,实验电路如图7.1所示。
其中,RP=10K,C=0.047uF。
图7.1 单稳态触发器(1)在单稳态触发器的输入端接入频率f=25KHz的连续脉冲信号Ui,用双踪示波器观察输出信号Uo、Uc及Ui 的波形并记录之,注意对应关系。
(2)调节电位器,改变Rp的阻值,观察输出电压Uo和电容上电压Uc的波形变化情况及对脉冲宽度Tw的影响,并做好记录。
2.由555构成的多谐振荡器实验电路如图7.2所示。
其中,R1=1K,R2=3.3K,C=0.022uF。
图7.2 多谐振荡器(1)用示波器观察输出电压Uo和电容上电压Uc的波形并绘出;(2)改变更换R、C的数值,观察输出波形的变化情况,R、C变化对脉冲宽度Tw、振荡周期T、振荡频率fo和占空比D的影响。
*3.如图7.3所示电路是救护车扬声器发声电路。
在图中给定的电路参数下,试完成图7.3 救护车扬声器发声模拟电路(1)估算扬声器发声的高、低音的持续时间;(2)试验该电路;(3)将右侧555的4脚断开,然后接电源正极,5脚断开后接左侧555的输出端,重新试验电路。
五、实验报告1.整理所纪录的各实验有关波形,并进行定性分析;2.总结电路参数对单稳态触发器和多谐振荡器的影响。
555定时器及其应用班级:03051001班学号:姓名:同组成员:一、实验目的1.熟悉555集成定时器的组成及工作原理;2.掌握555集成定时器的逻辑功能和典型应用。
二、试验设备数字电路试验箱、数字双踪示波器、函数信号发生器、NE555、电阻和电容三、试验原理555定时器是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路,外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器,单稳电路,施密特触发器等,应用十分广泛。
由于内部电压标准使用了三个5K电阻,故取名555电路。
器电路类型有双极型和CMOS型两大类,二者的结构与工作原理类似。
几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556;所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556,二者的逻辑功能和引脚排列完全相同,易于互换。
555和7555是单定时器。
556和7556是双定时器。
双极型的电源电压为VCC=+5V~+15V,输出的最大电流可达200mA,CMOS型的电源电压为+3V~+18V。
555定时器的原理图如图(1)所示,引线排列如图(2)所示,其功能表如表(1)所示。
555定时器的内部含有两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关管T,比较器的参考电压由三只5K 的电阻器构成的分压器提供。
它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。
A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号自6脚,即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电开关管导通;当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时,触发器复位,555的3脚输出高电平,同时放电开关管截止。
图(1)图(2)表(1)D R 是复位端(4脚),当D R =0,555输出低电平。
正常工作时D R 接为高电平。
VCO 是控制电压端(5脚),平时输出2/3VCC 作为比较器A1的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电压,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个0.01uf 的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平稳定。
555多谐振荡器1. 引言555多谐振荡器是一种常用的电子元件,广泛应用于信号发生、频率调制、计时器等电路中。
本文将介绍555多谐振荡器的基本原理、工作方式以及应用场景。
2. 基本原理555多谐振荡器基于555定时器芯片,其内部包含比较器、RS触发器、放大器和电流源等部件。
通过控制电流源和外部电阻、电容的组合,可以实现不同频率的输出信号。
3. 工作方式555多谐振荡器可选择为单稳态或自由运放模式。
3.1 单稳态在单稳态模式下,555多谐振荡器仅在输入触发脉冲时才会生成一个特定宽度的输出脉冲。
在触发脉冲到来时,RS触发器的Q输出翻转,放电引脚可自动放电,并在一段时间后恢复到初始状态。
3.2 自由运放在自由运放模式下,555多谐振荡器将连续地输出一个频率可调的矩形波。
通过改变电阻和电容的值,可以改变输出波形的频率。
4. 电路搭建搭建555多谐振荡器电路需要以下元件: - 555定时器芯片 - 电阻 - 电容 - 电源具体电路搭建过程可以参考以下步骤: 1. 将555定时器芯片插入电路板中。
2. 连接合适的电阻和电容到芯片的引脚。
3. 连接电源并确保极性正确。
4. 检查电路连接是否正确。
5. 准备测试设备,如示波器,以监测输出波形。
5. 应用场景555多谐振荡器具有广泛的应用场景,下面列举几个常见的应用示例:5.1 信号发生器通过使用555多谐振荡器可以生成各种频率的信号,例如音频信号、脉冲信号等。
因此,它被广泛应用于信号发生器领域。
5.2 频率调制555多谐振荡器可用于频率调制电路中,通过改变电阻和电容的值,可以调整输出信号的频率,从而实现频率调制的功能。
5.3 计时器555多谐振荡器可以作为计时器使用。
通过选择合适的电容和电阻值,可以精确地控制输出信号的周期,实现精确计时功能。
6. 结论本文介绍了555多谐振荡器的基本原理、工作方式以及应用场景。
555多谐振荡器是一种通用的电子元件,在信号发生、频率调制和计时器等领域有着广泛的应用。
NE555定时器构成的多谐振荡器一、原理1、555定时器内部结构555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路,其内部结构如图(A )及管脚排列如图(B )所示。
A∞A∞它由分压器、比较器、基本R--S 触发器和放电三极管等部分组成。
分压器由三个5K 的等值电阻串联而成。
分压器为比较器1A 、2A 提供参考电压,比较器1A 的参考电压为23cc V ,加在同相输入端,比较器2A 的参考电压为13ccV ,加在反相输入端。
比较器由两个结构相同的集成运放1A 、2A 组成。
高电平触发信号加在1A 的反相输入端,与同相输入端的参考电压比较后,其结果作为基本R--S 触发器_D R 端的输入信号;低电平触发信号加在2A 的同相输入端,与反相输入端的参考电压比较后,其结果作为基本R —S 触发器_D S 端的输入信号。
基本R--S 触发器的输出状态受比较器1A 、2A 的输出端控制。
2、 多谐振荡器工作原理由555定时器组成的多谐振荡器如图(C)所示,其中R 1、R 2和电容C 为外接元件。
其工作波如图(D)所示。
设电容的初始电压c U =0,t =0时接通电源,由于电容电压不能突变,所以高、低触发端TH V =TL V =0<13VCC,比较器A1输出为高电平,A2输出为低电平,即_1D R =,_0D S =(1表示高电位,0表示低电位),R S -触发器置1,定时器输出01u =此时_0Q =,定时器内部放电三极管截止,电源cc V 经1R ,2R 向电容C充电,c u 逐渐升高。
当c u 上升到13cc V 时,2A 输出由0翻转为1,这时__1D D R S ==,R S -触发顺保持状态不变。
所以0<t<1t 期间,定时器输出0u 为高电平1。
1t t =时刻,c u 上升到23cc V ,比较器1A 的输出由1变为0,这时_0D R =,_1D S =,R S -触发器复0,定时器输出00u =。
555定时器构成的多谐振荡器简介555定时器是一种常用的IC芯片,常用于实现定时器和振荡器等功能。
本文将介绍使用555定时器构成的多谐振荡器电路及其基本原理。
多谐振荡器电路图多谐振荡器是一种能够同时产生多个频率的振荡器。
使用555定时器可以构成多谐振荡器电路,其电路图如下:+---------+| || 7 |<-- C1 --+| --- | |Vin ---|1 | |\\ || | 555 | | R1 || | |/ || --- | |Vout1 ---|3 | |<-- C2 --+| |Vout2 ---|2 | || --- || | | R2| | 555 || --- || || 6 || |+---------+其中,Vin为输入电压,C1和C2为两个电容器,R1和R2为两个电阻。
Vout1和Vout2为输出电压,可以产生多个不同频率的信号。
基本原理555定时器在555定时器中,有三个引脚被定义为控制引脚,分别是引脚2(TRIG),引脚4(Reset),和引脚5(Control Voltage)。
在振荡电路中一般不用到引脚4和5,因此本文不再介绍。
当555定时器的Trigger引脚接收到低电平时,输出电压将由高电平瞬间变为低电平。
当Threshold引脚接收到高电平时,输出电压由低电平变为高电平。
当Output引脚处于高电平时,内部集成电路中的Transistor处于开启状态;当Output引脚处于低电平时,Transistor处于关闭状态。
多谐振荡器多谐振荡器是一种同时产生多个不同频率的振荡器。
在555定时器构成的多谐振荡器中,电容器C1和C2的作用是限制电阻R1和R2的充放电时间,从而产生不同频率的输出信号。
当输入电压高于一定电平时,电容器开始充电,直到Trigger引脚接收到低电平时,输出电压由高变为低。
随着时间的增加,电容器重新开始充电,直到Threshold引脚接收到高电平,输出电压又由低变为高。
555定时器构成的多谐振荡器制作人:张展培 Ap0305136冼志敏 Ap0305129 黄云 Ap0305114555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件,它性能优良,适用范围很广,外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器,以及不需外接元件就可组成施密特触发器。
因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。
本实验根据555定时器的功能强以及其适用范围广的特点,设计实验研究它的内部特性和简单应用。
一、原理1、555定时器内部构造555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路,其内部构造如图〔A 〕及管脚排列如图〔B 〕所示。
它由分压器、比拟器、根本R--S 触发器和放电三极管等局部组成。
分压器由三个5K 的等值电阻串联而成。
分压器为比拟器1A 、2A 提供参考电压,比拟器1A 的参考电压为23cc V ,加在同相输入端,比拟器2A 的参考电压为13cc V ,加在反相输入端。
比拟器由两个构造一样的集成运放1A 、2A 组成。
高电平触发信号加在1A 的反相输入端,与同相输入端的参考电压比拟后,其结果作为根本R--S 触发器_D R 端的输入信号;低电平触发信号加在2A 的同相输入端,与反相输入端的参考电压比拟后,其结果作为根本R —S 触发器_D S 端的输入信号。
根本R--S 触发器的输出状态受比拟器1A 、2A 的输出端控制。
2、多谐振荡器工作原理由555定时器组成的多谐振荡器如图(C)所示,其中R 1、R 2和电容C 为外接元件。
其工作波如图(D)所示。
设电容的初始电压c U =0,t =0时接通电源,由于电容电压不能突变,所以高、低触发端TH V =TL V =0<13VCC,比拟器A1输出为高电平,A2输出为低电平,即_1D R =,_0D S =〔1表示高电位,0表示低电位〕,R S -触发器置1,定时器输出01u =此时_0Q =,定时器内部放电三极管截止,电源cc V 经1R ,2R 向电容C充电,c u 逐渐升高。
555集成定时器及其应用实验报告一、实验内容与目的1.单稳态触发器功能的测试,对于不同的外界元件参数,测定输出信号幅度和暂稳时间。
2.多谐振荡器功能的测试与验证,给定一个外界元件,测量输出波形的频率、占空比,并且计算理论值,算出频率的相对误差。
实验仪器:自制硬件基础电路实验箱,双踪示波器,数字万用表,集成定时器NE555 2片;电阻100kΩ、10kΩ各2只;51kΩ、5.1kΩ、4.7kΩ各1只;电容30μF、10μF、0.1μF、2200pF各1只;电位器100kΩ1只;元器件:LM555。
二、实验预习内容:本实验旨在了解555定时器的内部结构和工作原理:单稳态触发器、多谐振荡器的工作原理。
实验资料:(1)构成单稳态触发器电路如下图所示,接通电源→电容C充电(至2/3Vcc)→RS触发器置0→Vo =0,T导通,C放电,此时电路处于稳定状态。
当2加入VI<1/3Vcc时,RS触发器置1,输出Vo=1,使T 截止。
电容C开始充电,按指数规律上升,当电容C 充电到2/3Vcc时,A1翻转,使输出Vo=0。
此时T又重新导通,C很快放电,暂稳态结束,恢复稳态,为下一个触发脉冲的到来作好准备。
其中输出Vo脉冲的持续时间tw=1.1RC,一般取R=1kΩ--10MΩ,C>1000PF,只要满足VI的重复周期大于tp0 ,电路即可工作,实现较精确的定时。
(2) 多谐振荡器电路如下图所示,电路无稳态,仅存在两个暂稳态,亦不需外加触发信号,即可产生振荡(振荡过程自行分析)。
电容C在1/3Vcc--2/3Vcc之间充电和放电,输出信号的振荡参数为:周期T=0.7 C(R1+2R2)频率f=1/T=1.44/(R1+2R2)C,占空比D=( R1+R2 )/( R1+2R2)。
555电路要求R1与R2 均应大于或等于1kΩ ,使R1+R2 应小于或等于3.3MΩ。
三、实验过程与数据分析1.单稳态触发器逻辑功能的测试。
实验八 555定时器--实验报告要求一、实验目的(0.5分)掌握555定时器的结构和工作原理,学会对此芯片的正确使用;学会分析和测试用555定时器构成的多谐振荡器,单稳态触发器,施密特触发器等三种典型电路。
二、实验设备与器件(0.5分)三、实验原理和电路(1分)1.器件特性555定时器是一种中规模集成电路,外形为双列直插8脚结构,体积很小,使用起来方便。
只要在外部配上几个适当的阻容元件,就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。
它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。
引脚功能:V i1(TH ):高电平触发端,简称高触发端,又称阈值端,标志为TH 。
.(a) 555的逻辑符号(b) 555的引脚排列图2 555定时器逻辑符号和引脚图1 555定时器内部结构 Vi1(TH)Vi2Vco..V i2(TR ):低电平触发端,简称低触发端,标志为TR 。
V CO :控制电压端。
V O :输出端。
Dis :放电端。
Rd :复位端。
555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R 组成的分压网络,产生31V CC 和32V CC 两个基准电压;两个电压比较器C 1、C 2;一个由与非门G 1、G 2组成的基本RS 触发器(低电平触发);放电三极管T 和输出反相缓冲器G 3。
555定时器的控制功能说明见表1。
2.施密特触发器由555定时器组成的施密特触发器见图3;在数字电路中用于脉冲信号的整形。
当输入V i 是不规则信号时,经史密特触发器处理后,输出为规则的方波;将史密特触发器用于数据通讯电路中,具有一定的抗干扰能力。
图 3施密特发器电路的电路图和波形图 3.单稳态触发器图4所示为单稳态触发器的电路和波形图。
单稳态触发器在数字电路中常用于规整信号的脉冲宽度(T W ):将脉宽不一致的信号输入单稳态触发器后,可输出脉宽一致的脉冲信号。
555电路组成的多谐振荡器
一、实训目的
1.掌握电阻、电容、555定时器等常用电子元器件的特性及应用;
2.掌握常用电子元器件的识别与检测方法;
3.根据电子电路要求,从提供的电子元器件中正确的选择、应用;
4.能读懂555电路构成的多谐振荡器的电路原理图,能够分析工作原理,理解其工作过程;
5.掌握电子元器件在PCB板上的安装和焊接工艺;
6.掌握常用的仪器仪表(如万用表、直流稳压电源、示波器器等)的使用;
7.能够根据要求,完成产品的调试。
二、实训器材
1.设备
直流稳压电源、双踪示波器。
2.原材料
555电路芯片、电阻、电容
等元件、PCB板、连接导线、
焊锡、松香、烙铁架等。
三、实验步骤
1.读懂电路图,如图;
2.按图接线正确选择元件,判别元件的好坏。
图中元件参数如下:R1=1KΩ R2=1KΩ
C1=22μF C2=104pF
3.按照操作规范,正确焊接线路元件;
4.用示波器观察并测量OUT端波形的频率。
四、实验报告
1.按实验内容各步要求整理实验数据。
2.画出实验中的相应波形图。
3.总结时基电路基本电路及使用方法。
四、思考题
若将电阻值改为R
1=15KΩ,R
2
=10KΩ,电容C不变,波形频率有何变化?。
3.555多谐振荡器石英晶体振荡器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点,被应用于家用电器和通信设备中。
因其具有极高的频率稳定性,故主要用在要求频率十分稳定的振荡电路中作谐振元件。
用石英晶体振荡器作为脉冲产生器,能够使数字时钟达到很高的精度。
同时成本也相对较高。
这里是采用的是有555芯片组成的多谐振荡器来作为频率脉冲产生器,其输出的脉冲频率为1KHz 。
555芯片组成的多谐振荡器要输出符合要求的频率脉冲,其对电阻和电容的精度要求较高。
不太容易输出严格符合要求的频率脉冲。
由公式得:T ≈0.7(R2 + 2R1)C2f = 1/ T ≈1.44/(R2 + 2R1)C2 计算得:C2 = 1.0uF ;R2 = 440Ω; R1 = 500Ω经仿真模拟把R2 调整为400Ω时,输出频率更加接近于1KHz 。
A1555_VIRTUALGNDDISOUTRST VCCTHR CONTRI C10.01µFC21.0µFR1500ΩR2400Ω图6. 555多谐振荡器电路图图7. 555多谐振荡器模拟结果4.千分频器千分频器由3个74LS90级联而成,每级分频将频率为上一级的十分之一。
三级级联组成千分频器,把555多谐振荡器产生的1KHz 脉冲降低到1Hz 即一个脉冲周期为1S ,用以供计数器计数,达到时钟的效果。
U174LS90N QA 12QB 9QD11QC 8INB 1R916R927R012INA 14R023U274LS90N QA 12QB 9QD11QC 8INB 1R916R927R012INA 14R023U374LS90NQA 12QB 9QD11QC 8INB 1R916R927R012INA 14R023图8. 千分频器电路图。
555多谐振荡器的工作原理_电子技术创新实训_电子实训多谐振荡器的工作原理
多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路,由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波,故称为多谐振荡器。
多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态,在自身因素的作用下,电路就在两个暂稳态之间来回转换,故又称它为无稳态电路。
由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示,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T充=(R1,R2)C。
由于放电管VT导通,电容C通过电阻R2和放电管放电,电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关,放电时间常数T放,R2C0随着C
的放电,uc下降,当uc下降到(1/3)Vcc时,输出uo。
为高电平,放电管VT截止,Vcc再次对电容c充电,电路又翻转到第一暂稳态。
不难理解,接通电源后,电路就在两个暂稳态之间来回翻转,则输出可得矩形波。
电路一旦起振后,uc电压总是在(1/3,2/3)Vcc 之间变化。
图1(b)所示为工作波形。
555。
多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。
“多谐”指矩形波中除了基波成分外,还含有丰富的高次谐波成分。
多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态。
在工作时,电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换,由此产生矩形波脉冲信号,常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。
一、用555定时器构成的多谐振荡器1.电路组成:用555定时器构成的多谐振荡器电路如图6-11(a)所示:图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件,决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。
定时器的触发输入端(2脚)和阀值输入端(6脚)与电容相连;集电极开路输出端(7脚)接R1、R2相连处,用以控制电容C 的充、放电;外界控制输入端(5脚)通过0.01uF电容接地。
2.工作原理:多谐振荡器的工作波形如图6-11(b)所示:电路接通电源的瞬间,由于电容C来不及充电,Vc=0v,所以555定时器状态为1,输出Vo为高电平。
同时,集电极输出端(7脚)对地断开,电源Vcc对电容C充电,电路进入暂稳态I,此后,电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。
多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。
暂稳态Ⅰ的维持时间,即输出Vo的正向脉冲宽度T1≈0.7(R1+R2)C;暂稳态Ⅱ的维持时间,即输出Vo的负向脉冲宽度T2≈0.7R2C。
因此,振荡周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C,振荡频率f=1/T。
正向脉冲宽度T1与振荡周期T 之比称矩形波的占空比D,由上述条件可得D=(R1+R2)/(R1+2R2),若使R2>>R1,则D≈1/2,即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波(方波)。
二、多谐振荡器应用举例:1.模拟声响发生器:将两个多谐振荡器连接起来,前一个振荡器的输出接到后一个振荡器的复位端,后一个振荡器的输出接到扬声器上。
这样,只有当前一个振荡器输出高电平时,才驱动后一个振荡器振荡,扬声器发声;而前一个振荡器输出低电平时,导致后面振荡器复位并停止震荡,此时扬声器无音频输出。
韶关学院
仿真实验报告册
仿真实验课程名称:数字电子技术实验仿真
仿真实验项目名称:基于555定时器的多谐振荡器的设计
仿真类型(填■):(基础□、综合□、设计■)
院系:物理与机电工程学院专业班级:13电子(2)班
姓名:学号:
指导老师:刘堃完成时间:成绩:
一、实验目的
1、熟悉555集成时基电路的电路结构、工作原理及其特点;掌握555集成时基电路的基本
应用。
2、掌握Multisim10软件在数字电子技术实验中的应用。
二、实验设备
Multisim10软件。
三、实验原理 (1)555定时器
集成芯片555是一种能够产生时间延迟和多种脉冲信号的控制电路,是数字、模拟混合型的中规模集成电路。
芯片引脚排列如图1所示,内部电路如图2所示。
电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器,广泛应用于信号的产生、变换、控制与检测。
它的内部电压标准使用了三个5 k Ω的电阻,故取名555电路。
电路类型有双极型和CMOS 型两大类,两者的工作原理和结构相似。
几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556;所有的CMOS 产品型号最后四位数码都是7555或7556,两者的逻辑功能和引脚排列完全相同,易于互换。
555和7555是单定时器,556和7556是双定时器。
双极型的555电路电源电压为+5 V ~ +15 V ,输出的最大电流可达200 mA ;CMOS 型的电源电压是+3 V~+18 V 。
555内部电路有两个电压比较器、基本RS
触发器和放电开关管T 。
比较器的参考电压由三只5 k Ω的电阻分压提供,比较器A 1同相端参考电平为CC V 3
2、比较器A 2的反相端参考
电平为CC V 3
1。
A 1和A 2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号超出CC
V 3
2时,比较器A 1翻转,触发器复位,555的输出端○
3脚输出低电平,开关管导通,电路充电。
当输入信号低于CC V 3
1时,比较器A 2翻转,触发器置位,开关管截止,电路放电,555的○
3脚输出高电平。
D R 是复位端,当其为0时,555输出低电平。
应用时通常开路或接V CC 。
○5脚是控制电压端,平时输出CC
V 3
2作为比较器A 1的参考电平,当○5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个μF 的电容器至地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定。
T 为放电管,当T 导通时,经过脚○
7至电容器,提供低阻放电电路。
图1 555芯片引脚排列图 图2 555定时器内部电路
(2)555定时器构成多谐振荡器
如图3,由555定时器和外接元件R 1、R 2、C 构成多谐振荡器,脚○
2与脚○6直接相连。
电路没有稳态,仅存在两个暂稳态,电路不需要外接触发信号,电源通过R 1、R 2向C 充电,
以及C 通过R 2向放电端D C 放电,使电路产生振荡。
电容C 在CC V 32
和CC V 3
1之间充电和放电,
从而在输出端得到一系列的矩形波,其波形如图4所示。
图3 555构成多谐振荡器 图4 多谐振荡器的波形
振荡器输出信号的时间参数是:
T =21w w t t +
1w t =(R 1+R 2)C
2w t =2C
式中,1w t 为V C 由CC V 31上升到CC V 32所需的时间,2w t 为电容C 放电所需的时间。
555电路要求R 1与R 2均应不小于1k Ω,但两者之和应不大于Ω。
外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性,555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。
因此,这种形式的多谐振荡器应用广泛。
三、实验设计任务
用555电路构成多谐振荡器,要求振荡波形的频率为2kHz 的方波,输出占空比q=2/3。
画出设计电路图,按电路图接线,双踪示波器观察并记录V c 与V O的波形,验证频率。
已知F C F C μμ010100.,.==。
四、设计分析
ms C R R C R C R R t t T w w 127070702122121=+=++=+=)(..)(. 322707021211=++==
C R R C R R T t q w )(.)(.,已知F C q μ103
2.,== 解得:Ω==k R R 762421.
五、实验元器件
六、实验原理图
七、实验结果
八、实验结果分析与总结
由示波器显示波形可知,得到的方波周期T=,所以频率为f=,相对误差为%。
由示波器显示波形可知,得到的方波周期T=,T1=μs,占空比q=,相对误差为%。
九、参考文献
蒋卓勤、邓玉元主编,《Multisim2001及其在电子设计中的应用》,西安电子科技大学出版社,。
阎石主编,《数字电子技术基础(第五版)》,高等教育出版社,。
朱庆欢、邓友娥主编,《电工电子技术实验》,暨南大学出版社,.。