NE555定时器构成的多谐振荡器

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13

cc V ，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<13

ＶＣＣ，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

1t t =时刻，c u 上升到23

cc 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 =。

12t t t <<期间，_

1Q =，放电三极管Ｔ导通，电容Ｃ通过2R 放电。c u 按指数规律下降，

当c u <23cc V 时比较器1A 输出由０变为１，Ｒ－Ｓ触发器的_D R =_1D S =，Ｑ的状态不变，0u 的状态仍为低电平。

2t t =时刻，c u 下降到13

cc V ，比较器2A 输出由1变为0，R---S 触发器的_D R =1，_

D S =0，触发器处于1，定时器输出01u =。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01u =，电容放电时，0u =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12T T T =+。1T 为电容充电时间，2T 为电容放电时间。 充电时间 11212()ln 20.7()T R R C R R C =+≈+

放电时间 222ln 20.7T R C R C =≈

矩形波的振荡周期121212ln 2(2)0.7(2)T T T R R C R R C =+=+≈+

因此改变1R 、2R 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，周期来衡量外，还有一个参数：占空比q ，q=（脉宽w t ）/（周期T ），w 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11121212

2T T R R q T T T R R +===++。 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 Ω的电位器、0.15uF 的电容、400K Ω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

V CC =3V