占空比可调的方波发生器 基于555的电路原理图与制作

方波发生器的工作原理由集成运算放大器组成的方波发生器包括迟滞比较电路和RC积分电路两部分。由于矩形波电压只有两种状态,要么高电平,要么低电平,电压比较器是其中的重要组成部分。因为需要振荡来自动转换输出的两种状态,所以必须在电路中引入反馈。因为输出状态要以一定的时间间隔交替变化,即周期性变化,所以电路中要有一个延时环节来决定每个状态的持续时间,即RC积分电路。

根据555定时器改变阈值电压的值输出高电平或低电平的原理,可以产生方波,通过电位器改变电阻的阻值来调节占空比,控制高低电平的时间。通过调整输入电压值,然后用万用表测量输出电压值,可以保证输出幅度为某一值;根据振荡频率公式,知道电阻值和输出振荡频率就可以计算出所需的电容值,保证振荡频率为某个值。为了保证波形的稳定,由555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率采用差通道形式,受电源电压和温度变化的影响很小。为了简化电路和计算,采用两个二极管单向导通,使电容的充放电电路分开,电路不重复,计算更简单。

占空比可调的方波发生器电路图(1)输入模块

二极管D1和D2的单向导通性可以将电容C的充放电回路分开,通过调节电位器可以调节多谐振荡器的占空比。

(2)处理模块:

55定时器各引脚的功能如下:

1.脚:外部电源或地的负极(GND)。

2英尺:TR触发输入。

3针:输出端(out或Vo)。

4针:RD复位端子,步进复位,低电平有效。当连接低电平时,无论TR或TH输入什么,电路总是输出“0”。为了使电路正常工作,这四个引脚应连接到电源。

引脚5:控制电压端子CO(或VC)。如果此端子外部连接电压,则两个内部比较器的参考电压可以改变。不使用此端子时,应将其与一个0.01F电容串联接地,以防止干扰。

6英尺:TH高触发端(阈值输入)。

7英尺:放电结束。

引脚8:外部电源VCC(VDD)。

(3)输出模块:

连接到上位处理模块555的3针输出端。

(4)总电路图

一旦电压VDD加到电路上,振荡器就开始振动。上电开始时,因为C上的电压不能突然变化,即2脚的电位起始电平低,所以置555,3脚高。C RA,D1用来给它充电,充电时间t=0.7RAC,当电压充到2/3 VDD的阈值电平时,555复位,3脚转为低电平。此时C通过Dl、RB、555内部的放电管放电,放电时间T=0.7RBC .则振荡周期为T=t-rush-t-discharge。

(5)设计目标:若占空比为D,则D=t-pulse/t-pulse=RA/(RA RB)=RA/RP,调节定位器RP,当其中心滑动到顶部时,D=RA/RP=0/10K=0;当RP1的中心滑到底部时,D=RA/RP=10K/10K=100%

(6)确定参数:根据技术要求,振荡频率f=10KHz,f=1.43/(RA RB)C=1.43/

电容C的值是0.143uF,我们用C=0.1uF。

占空比可调的方波发生器的硬件制造(1)将各个元器件放在电路板上,按照原理图进行布局。

(2)焊接。焊接过程中,要边焊边检查,防止漏焊和连焊。

测试(1)检查电路中各元件连接是否可靠,尺寸是否合理,特别是NE555一定要连接正确。

(2)在一切正常的情况下,给电路提供12V电源。此时立即触摸NE555是否烫手,如果烫手,立即切断电源。

(3)如果NE555不热,这意味着NE555正在工作