定时器构成多谐振荡器.doc

薁螀芆555定时器构成的多谐振荡器袆螅螃制作人:张展培Ap0305136薁袇羃冼志敏Ap0305129蚈薄肀黄云Ap0305114蚁芈蚇肅莂蒅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器件,它性能优良,适用范围很广,外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器,以及不需外接元件就可组成施密特触发器。因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。螁蚈螂本实验根据555定时器的功能强以及其适用范围广的特点,设计实验研究它的内部特性和简单应用。螇膁膀一、原理袁聿肈1、555定时器内部结构芅膄羃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)羁芆薁及管脚排列如图(B)所示。羇羃芀肀蚇芅它由分压器、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R—S触发器端的输入信号。基本R--S触发器的输出状态受比较器、的输出端控制。莅蚂蚅多谐振荡器工作原理膀肈芀由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。***螅莀膀葿蚆设电容的初始电压=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==0<VCC,比较器A1输出为高电平,A2输出为低电平,即,(1表示高电位,0表示低电位),触发器置1,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C充电,逐渐升高。当上升到时,输出由0翻转为1,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1。薅蒄肂时刻,上升到,比较器的输出由1变为0,这时,,触发器复0,定时器输出。芀袀莃期间,,放电三极管T导通,电容C通过放电。按指数规律下降,当时比较器输出由0变为1,R-S触发器的,Q的状态不变,的状态仍为低电平。芆芃蒀时刻,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。莀羆肇通过上述分析可知,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,螄肁袄蒀莇肁其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。蒆肄薀薀螈蒇3、振荡周期羄袃节由图(D)可知,振荡周期。为电容充电时间,为电容放电时间。蚀腿袀充电时间蚆薂薀放电时间虿薀薄矩形波的振荡周期肄蚅羄因此改变、和电容C的值,便可改变矩形波的周期和频率。蝿螇虿对于矩形波,除了用幅度,周期来衡量外,还有一个参数:占空比q,q=(脉宽)/(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。袆莄蚀二、实验衿膈羅1、实验目的薈膃蒂(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。罿蕿蚂(3)测量多谐振荡器输出波、频率与各元件的关系。羅羂蝿2、实验仪器:聿羀莆555定时器、两个是量程5K的电位器、、400K电阻、双踪示波器、多用途稳压电源、万用表。蚇羄膄实验步骤腿肆蒁测量555定时器的特性膅螃衿艿蒇螇袇薂薂按右(G)图连接好电路,=3V莅薅罿调节电源1使UTH大于或等于2V,此时调节电源2使UTL由大到小或由小到大,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相应值蚂艿膈同(3)测量UTH小于2V时相应的UTL、U0值肇莄莄调节电源2使大于1V或小于1V,同时改变UTH值,观察U0的变化,记录相应数据螂蚀芃(注:UTH、、UTL电压不能调得过大应不大于4V,以免烧坏集成块)蒅肃聿测量多谐振荡器输出波形特性袂袇莅按(右)图连接好电路,其中400K为负载电阻。,调节2个5K电位器的电阻,改变输出波形参数,并判断、阻值与波形的关系羂芈羂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。蚄袅腿数据处理羂虿螆(1)555定时器的特性(数据如下表1)莆蚃蒃由实验的数据,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。肂聿螀袄蒂腿(V)膂膆膆(V)薆膁芅(V)节薇蕿>