555定时器构成的多谐振荡器的探究

学会※加油√ · 发表于 2013-8-21 11:07:55

本帖最后由学会※加油√ 于 2013-8-21 11:21 编辑

555定时器构成的多谐振荡器的探究

这几天一直在研究555定时器构成的几种电路，简单一点说，大致可以构成555单稳，555双稳，及555无稳（振荡器）三种电路，单稳和双稳网上资料也不少，在这里只是谈谈自己对由555构成的振荡器电路的一些见解。

由555定时器构成的多谐振荡器如图(a)所示，其工作波形见图(b)（如下附图1）

基本原理：接通电源后，电源VDD通过R1和R2对电容C充电，当Uc<1/3VDD时，振荡器输出Vo=1，放电管截止。当Uc充电到≥2/3VDD后，振荡器输出Vo翻转成0，此时放电管导通，使放电端(DIS)接地，电容C通过R2对地放电，使Uc下降。当Uc下降到≤1/3VDD后，振荡器输出Vo又翻转成1，此时放电管又截止，使放电端(DIS)不接地，电源VDD通过R1和R2又对电容C充电，又使Uc从1/3VDD上升到2/3VDD,触发器又发生翻转，如此周而复始，从而在输出端Vo得到连续变化的振荡脉冲波形。脉冲宽度TL≈0.7R2C，由电容C放电时间决定；TH=0.7(R1+R2)C，由电容C充电时间决定，脉冲周期T≈TH+TL。

上面红色标注部分为振荡电路一些时间因素的估算公式，但是仔细研究了一段时间之后发现，TH不是始终比TL大吗？也就是说输出的方波的占空比始终>50%，的确，上面的电路是不能实现占空比<50%的，那555定时器的功能不是大打折扣了吗？通过在网上请教了一些高手，发现原来另一种555定时器振荡电路可以解决这个问题。具体电路如下（附图2）

这个电路引入了两个二极管，2个4007在电路里目的是令占空比更容易控制在所需的比例，如果未有两个4007 高电平时间(R1+R2)永远比低电平(R2)的大。在对电容充电的过程中7脚截止，电源是通过上面的8.7K电阻向1nf的电容，因此TH=07*8.7k*1nf ;放电的时候7脚导通，电容通过38.6K向7脚放电，因此TL=0.7*36.3k*1nf。之后得到了一个更加精确一点的式子：

      TH=3脚输出高电平=1nF充电时间=0.693 x 8.7K x 1nF ,
      TL=3脚输出低电平=1nF放电时间=0.693 x 36.3K x 1nF,
TH=6us ,  TL=25.2us , 周期 T =31.2us , f 频率=  1/T = 32.1kHz , 占空比大约 1:4 。以上 4007 电压差未有计算在内，所以实际频率和占空比会有所差别，经过实测，频率接近38KHz，占空比为20%左右。

以上就是本人对555振荡电路的一部分理解吧，由于我也是第一次接触这个电路，所以难免文章会有一些错误或者不足，希望高手给与指正与补充。我将它整理成一份文档，希望能够帮助一些正在学习555定时器的一些朋友。

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2013.8.21

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