NE555定时器构成的多谐振荡器

1、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。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5的等值电阻串联而成。分压器为比较器、提供参考电压，比较器的参考电压为，加在同相输入端，比较器的参考电压为，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放、组成。高电平触发信号加在的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R-S触发器端的输入信号；低电平触发信号加在的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器端的输入

2、信号。基本R-S触发器的输出状态受比较器、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R1、R2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，t时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端<，比较器1输出为高电平，输出为低电平，即，（1表示高电位，0表示低电位），触发器置，定时器输出此时，定时器内部放电三极管截止，电源经，向电容充电，逐渐升高。当上升到时，输出由翻转为，这时，触发顺保持状态不变。所以0<t<期间，定时器输出为高电平。时刻，上升到，比较器的输出由变为，这时，触发器复，定时器输出。期间，放电三极管导

3、通，电容通过放电。按指数规律下降，当时比较器输出由变为，触发器的，的状态不变，的状态仍为低电平。时刻，下降到，比较器输出由1变为0，R-S触发器的1，0，触发器处于1，定时器输出。此时电源再次向电容C放电，重复上述过程。通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出，电容放电时，0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。3、振荡周期由图（D）可知，振荡周期。为电容充电时间，为电容放电时间。充电时间 放电时间 矩形波的振荡周期因此改变、和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率。对于矩形波，除了用幅度，周期来衡

4、量外，还有一个参数：占空比q，q=（脉宽）/（周期T），指输出一个周期内高电平所占的时间。图（C）所示电路输出矩形波的占空比。 二、实验1、实验目的（1）初步了解集成555定时器的基本原理。 （2）掌握学会使用双踪示波器。（3）测量多谐振荡器输出波、频率与各元件的关系。2、实验仪器：555定时器、两个是量程5K的电位器、0.15uF的电容、400K电阻、双踪示波器、多用途稳压电源、万用表。3、 实验步骤测量555定时器的特性(1) 按右（G）图连接好电路，把电源电压调到最小以免烧坏会集成块(2) 打开各电源调节按钮使VCC=3V(3) 调节电源1使UTH大于或等于2V，此时调节电源2使UTL由

5、大到小或由小到大，并观察万用表电压档的电压，当电压发生突然变化时，记录UTL值及U0相应值(4) 同（3）测量UTH小于2V时相应的UTL、U0值(5) 调节电源2使大于1V或小于1V，同时改变UTH值，观察U0的变化，记录相应数据（注：UTH、UTL电压不能调得过大应不大于4V，以免烧坏集成块）测量多谐振荡器输出波形特性（1） 按（右）图连接好电路，其中400K为负载电阻。（2） 把电源电压调到4.5V，调节2个5K电位器的电阻，改变输出波形参数，并判断、阻值与波形的关系（3） 记录下一组波形参数（、T、f、），同时绘制所观察到的波形，最后关掉电源，用万用表电阻挡测量此时、值。4、 数据处理

6、 （1）555定时器的特性（数据如下表1）由实验的数据，可得到定时器3脚输出的电压受2、6脚电压的制约，当2、6脚电压VTL、VTH满足一定条件时3脚输出高电平，满足其他条件时，输出低电平，即表（2）中VTL、VTH与U0的关系。 (V) (V)(V)>2V大小0.985由0.040V突变为1.20V小大0.980由0.35V突变为0.043V<2V大小0.975由0.35V突变为1.24V小大1.000由1.26V突变为0.041V低电位 在0.5V到4V之间改变>1V保持原来的0.035V左右高电位 在0.5V到4V之间改变保持原来的1.41V左右低电位 在0.5V到4V

7、之间改变<1V保持原来的0.041V左右高电位 在0.5V到4V之间改变保持原来的1.26V左右（表1） >>低电位><高电位<>保持原状态不变<>保持原状态不变（表2）（2）555定时器构成的多谐振荡器实验中得出某一组波形的数据如下：T1=370.5 T2=249.0 T=T1+T2=619.5 f= 1.605U0=2.44V Uc=2V R1= 1.25 =0.1V =1V R2=2.36 由上原理中的周期公式计算理论周期和频率：已知：C=0.15UF R1=1.25 R2=2.36=379.1=247.8=626.9=1.595KHZ得出实验频率的相对误差：100%=0.6 %实验得出的波形如右图(F)：输出矩形波的占空比 =0.6 5实验分析 （1）多谐振荡器巧妙地运用了电容的冲放