方波振荡电路设计

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1、方波振荡电路设计电气工程与自动化系王文川方波振荡电路设计1.1发展趋势由555时基电路构成常见的最基本的典型应用电路有：单稳态触发电路、双稳态触发电路、无稳态电路，而用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、脉冲信号发生器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等总体方案设计方案一：用UA741放大电路外接若干二极管、电阻电容，这种方案硬件电路复杂，可靠性差，方案二：用MAX0832集成芯片产生所需方波，可靠性好，稳定

2、性好，但经济价值很贵方案三：用NE555集成芯片外接几个电阻电容，和二极管设计一个发生器。在此我选择了方案三，通过它，产生的方波虽然不是很好看，但经过施密特整形会得到较好的波形，且经济比较为合理，也能达到实验的要求。硬件设计3.1工作原理（一）555时基电路的电路结构和逻辑功能1.电路结构及逻辑功能图1为555时基电路的电路结构和8脚双列直插式的引脚图，由图可知555电路由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、放电管和输出缓冲器5个部分组成。它的各个引脚功能如下：1脚：GND(或Vss)外接电源负端VSS或接

3、地，一般情况下接地。8脚：VCC(或VDD)外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5～16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3～18V。一般情况下选用5V。3脚：OUT（或Vo）输出端。2脚：TR低触发端。6脚：TH高触发端。4脚：R是直接清零端。当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。5脚：CO(或VC)为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰

4、。7脚：D放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。电阻分压器由三个5kΩ的等值电阻串联而成。电阻分压器为比较器C1、C2提供参考电压，比较器C1的参考电压为2/3Vcc，加在同相输入端，比较器C2的参考电压为1/3Vcc，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组成。高电平触发信号加在C1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RS触发器R端的输入信号；低电平触发信号加在C2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RS触发器S端的输入信号。基本

5、RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器C1、C2基准电压分别为2/3Vcc，1/3Vcc的情况下，555时基电路的功能表如表1示.2.555时基电路的主要参数555时基电路的主要参数有电源电压、静态电流、定时精度、阈值电压、阈值电流、触发电压、触发电流、复位电压、复位电流、放电电流、驱动电流及最高工作频率。3.等效电路555时基电路内部既有模拟电路，又有数字电路，读图和应用十分不便，为便于一目了然地理解555的功能，可以将555电路的数字与模拟功能合在一起考虑

6、，进行化简。图2是图1（a）中555电路的内电路方框图简化成为带一个放电开关的特殊的RS触发器，其逻辑功能见表2所示。化简后的特殊RS触发器输出电压Vo与输入电压VTH及VTR的关系见表4所示。3.2.555构成占空比可调的多谐振荡器首先是将555定时器的2脚与6脚接在一起，构成施密特触发器。施密特触发器的电压传输特性是反相的。电阻R5和电容C构成一个RC积分电路，其输入端接施密特触发器的输出端，其输出端接施密特触发器的输入端。除此以外，增加了一个电阻R6，R6与555定时器内部的放电管TD构成了一个反相器。逻

7、辑上，这个反相器的输出与555定时器的输出完全相同。因此，这个施密特触发器有两个输出端，分别为555定时器的3号脚和7号脚。施密特触发器的一个输出端（7号脚）接RC积分电路的输入端，RC积分电路的输出端接施密特触发器的输入端。这就是我用555定时器构成多谐振荡器的思路。图3方波发生电路图图中0.01uf电容C、4.7KΩ电阻R5和4.7KΩ电阻R6作为振荡器的定时元件，4.7KΩ电位器Rw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、

8、R2之间的电位器R7，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Co接地。二极管D3与D4用来决定电容充、放电电流流经电阻的途径（充电时D3导通，D4截止；放电时D4导通，D3截止）。占空比：。电路开始工作时，先对C4充电，充电电流通过R6,D3,R7和R8；放电时通过R8,R8,D4,R5.当R6=R5时，调至中心点，因充放电的时间基本相等，可使得其的占空比