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555振蕩電路

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ID:211873 發(fā)表于 2017-6-16 15:38 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
   555振蕩電路
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1.熟悉集成定時(shí)器555的工作原理及功能;
2.了解555定時(shí)器的使用方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
555集成定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字電路相混合的集成電路。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用靈活,用途十分廣泛,可以組成多種波形發(fā)生器、多諧振蕩器、定時(shí)延時(shí)電路、雙穩(wěn)觸發(fā)電路、報(bào)警電路、檢測(cè)電路、頻率變換電路等。
555定時(shí)器的電路原理圖及管腳排列圖分別如圖27-1和27-2所示。

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gif


555含有兩個(gè)比較器A1、A2。A1參考電壓為file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.gif,A2參考電壓為file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image005.gif。當(dāng)file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.gif時(shí),A2輸出為1;當(dāng)file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.gif時(shí),A2輸出為0,則使R-S觸發(fā)器置1。當(dāng)file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.gif時(shí),A1輸出為1;file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.gif時(shí),A1輸出為0,使R-S觸發(fā)器置0。5端為電壓控制端,通過外接一個(gè)參考電源,可以改變上、下觸發(fā)電位值,不用時(shí),可通過一個(gè)0.01μF旁路電容接地。4端為觸發(fā)器復(fù)位端,不用時(shí)應(yīng)接高電平?傊,555相當(dāng)于一個(gè)可用模擬電壓來控制翻轉(zhuǎn)的R-S觸發(fā)器。
555電路有無穩(wěn)態(tài)、單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)三種基本工作方式。用這三種方式中的一種或多種組合起來可以組成各種實(shí)用電子電路(用得最多的是前兩種方式)。
用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器的原理圖如圖27-3所示。R1、R2、C是外接元件。當(dāng)uc因電源接通對(duì)C充電而上升到file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.gif時(shí),比較器A1輸出為低電平,使R-S觸發(fā)器輸出置0,T導(dǎo)通,電容C通過T放電;當(dāng)uc因電容放電而減小到略低于file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif時(shí),比較器A2輸出為低電平,使R-S觸發(fā)器輸出置1,T截止,電容C繼續(xù)充電直到uc略高于file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.gif時(shí),觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)到0,從而完成一個(gè)周期振蕩。其振蕩周期可用下式計(jì)算:
     T=0.7(R1+2R2)C
用555定時(shí)器組成的單穩(wěn)觸發(fā)器的原理如圖27-4所示。R、C是外接元件。ui輸入為一個(gè)負(fù)的觸發(fā)脈沖信號(hào)。負(fù)脈沖到來前ui為高電平,其值大于file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif,比較器A2輸出為1,R-S觸發(fā)器輸出為0,即處在穩(wěn)定狀態(tài);當(dāng)負(fù)觸發(fā)脈沖到來時(shí),因ui<file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif,故A2輸出為0,R-S觸發(fā)器置為1,T截止,C充電,進(jìn)入暫穩(wěn)期;脈沖結(jié)束后,A2輸出為1,但uC繼續(xù)上升,直至
略高于file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.gif時(shí),故A1輸出為0,使R-S觸發(fā)器置為0,暫穩(wěn)期結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)態(tài),C通過T放電。此觸發(fā)器由一窄脈沖觸發(fā),可得到一寬的矩形脈沖,其脈沖寬度為:
       tP=RC ln3»1.1RC

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image015.gif
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.gif


三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求
1.用555設(shè)計(jì)一個(gè)多諧振蕩器(參考參數(shù)R1=5.1KW,R2=50KW,C=0.01mF)
要求:
(1)設(shè)計(jì)一個(gè)占空比可調(diào)的多諧振蕩器,選擇適當(dāng)?shù)钠骷䥇?shù);
(2)填寫表27-1。
(3)改變電容C和R2(100KW),觀察對(duì)振蕩波形的影響。
表27-1
  
計(jì)算值
  
f=
占空比=
測(cè)量值
f1=
占空比=
2.用555定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路(參考參數(shù)R=50KW,C=0.0mF)
要求:
(1)設(shè)計(jì)一個(gè)單脈沖寬度可調(diào)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,選擇適當(dāng)?shù)钠骷䥇?shù);
(2)填寫表27-2。
(3)調(diào)整電位器RP,觀察對(duì)觸發(fā)脈沖寬度的影響。提供觸發(fā)脈沖可由555多諧振蕩器提供。
表27-2
  
計(jì)算值
  
f=
占空比=
測(cè)量值
f1=
占空比=
四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備見表27-3。
表27-3
  
名稱
  
型號(hào)與規(guī)格
數(shù)量
模擬電子實(shí)驗(yàn)箱
RTMD-6B
1臺(tái)
雙蹤示波器
XJ-602C
1臺(tái)
555定時(shí)器
2片
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線路圖;   555振蕩電路
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1.熟悉集成定時(shí)器555的工作原理及功能;
2.了解555定時(shí)器的使用方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
555集成定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字電路相混合的集成電路。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用靈活,用途十分廣泛,可以組成多種波形發(fā)生器、多諧振蕩器、定時(shí)延時(shí)電路、雙穩(wěn)觸發(fā)電路、報(bào)警電路、檢測(cè)電路、頻率變換電路等。
555定時(shí)器的電路原理圖及管腳排列圖分別如圖27-1和27-2所示。

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.gif


555含有兩個(gè)比較器A1、A2。A1參考電壓為file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.gif,A2參考電壓為file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image005.gif。當(dāng)file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.gif時(shí),A2輸出為1;當(dāng)file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.gif時(shí),A2輸出為0,則使R-S觸發(fā)器置1。當(dāng)file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.gif時(shí),A1輸出為1;file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.gif時(shí),A1輸出為0,使R-S觸發(fā)器置0。5端為電壓控制端,通過外接一個(gè)參考電源,可以改變上、下觸發(fā)電位值,不用時(shí),可通過一個(gè)0.01μF旁路電容接地。4端為觸發(fā)器復(fù)位端,不用時(shí)應(yīng)接高電平。總之,555相當(dāng)于一個(gè)可用模擬電壓來控制翻轉(zhuǎn)的R-S觸發(fā)器。
555電路有無穩(wěn)態(tài)、單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)三種基本工作方式。用這三種方式中的一種或多種組合起來可以組成各種實(shí)用電子電路(用得最多的是前兩種方式)。
用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器的原理圖如圖27-3所示。R1、R2、C是外接元件。當(dāng)uc因電源接通對(duì)C充電而上升到file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.gif時(shí),比較器A1輸出為低電平,使R-S觸發(fā)器輸出置0,T導(dǎo)通,電容C通過T放電;當(dāng)uc因電容放電而減小到略低于file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif時(shí),比較器A2輸出為低電平,使R-S觸發(fā)器輸出置1,T截止,電容C繼續(xù)充電直到uc略高于file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.gif時(shí),觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)到0,從而完成一個(gè)周期振蕩。其振蕩周期可用下式計(jì)算:
     T=0.7(R1+2R2)C
用555定時(shí)器組成的單穩(wěn)觸發(fā)器的原理如圖27-4所示。R、C是外接元件。ui輸入為一個(gè)負(fù)的觸發(fā)脈沖信號(hào)。負(fù)脈沖到來前ui為高電平,其值大于file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif,比較器A2輸出為1,R-S觸發(fā)器輸出為0,即處在穩(wěn)定狀態(tài);當(dāng)負(fù)觸發(fā)脈沖到來時(shí),因ui<file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif,故A2輸出為0,R-S觸發(fā)器置為1,T截止,C充電,進(jìn)入暫穩(wěn)期;脈沖結(jié)束后,A2輸出為1,但uC繼續(xù)上升,直至
略高于file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image003.gif時(shí),故A1輸出為0,使R-S觸發(fā)器置為0,暫穩(wěn)期結(jié)束進(jìn)入穩(wěn)態(tài),C通過T放電。此觸發(fā)器由一窄脈沖觸發(fā),可得到一寬的矩形脈沖,其脈沖寬度為:
       tP=RC ln3»1.1RC

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image015.gif
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.gif


三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求
1.用555設(shè)計(jì)一個(gè)多諧振蕩器(參考參數(shù)R1=5.1KW,R2=50KW,C=0.01mF)
要求:
(1)設(shè)計(jì)一個(gè)占空比可調(diào)的多諧振蕩器,選擇適當(dāng)?shù)钠骷䥇?shù);
(2)填寫表27-1。
(3)改變電容C和R2(100KW),觀察對(duì)振蕩波形的影響。
表27-1
  
計(jì)算值
  
f=
占空比=
測(cè)量值
f1=
占空比=
2.用555定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路(參考參數(shù)R=50KW,C=0.0mF)
要求:
(1)設(shè)計(jì)一個(gè)單脈沖寬度可調(diào)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,選擇適當(dāng)?shù)钠骷䥇?shù);
(2)填寫表27-2。
(3)調(diào)整電位器RP,觀察對(duì)觸發(fā)脈沖寬度的影響。提供觸發(fā)脈沖可由555多諧振蕩器提供。
表27-2
  
計(jì)算值
  
f=
占空比=
測(cè)量值
f1=
占空比=
四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備見表27-3。
表27-3
  
名稱
  
型號(hào)與規(guī)格
數(shù)量
模擬電子實(shí)驗(yàn)箱
RTMD-6B
1臺(tái)
雙蹤示波器
XJ-602C
1臺(tái)
555定時(shí)器
2片
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求
1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線路圖;
2.填寫實(shí)驗(yàn)要求中的數(shù)據(jù)表格。
六、注意事項(xiàng)
調(diào)節(jié)比較合理的脈沖寬度的信號(hào)源作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)信號(hào)。
七、思考題
1.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路,輸出脈沖寬度是否應(yīng)大于觸發(fā)脈沖寬度?
2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路,估算電路的振蕩頻率(理論值);
3.完成下列填空:
(1)多諧振蕩器產(chǎn)生      (三角形波,矩形波),多諧振蕩周期T=;
(2)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器從穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到暫穩(wěn)態(tài)(需要,不需要)外加觸發(fā)信號(hào);從暫穩(wěn)態(tài)返回到穩(wěn)態(tài)
       (需要,不需要)外加觸發(fā)信號(hào);
(3) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度tP         。
2.填寫實(shí)驗(yàn)要求中的數(shù)據(jù)表格。
六、注意事項(xiàng)
調(diào)節(jié)比較合理的脈沖寬度的信號(hào)源作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入觸發(fā)信號(hào)。
七、思考題
1.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路,輸出脈沖寬度是否應(yīng)大于觸發(fā)脈沖寬度?
2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路,估算電路的振蕩頻率(理論值);
3.完成下列填空:
(1)多諧振蕩器產(chǎn)生      (三角形波,矩形波),多諧振蕩周期T=;
(2)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器從穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到暫穩(wěn)態(tài)(需要,不需要)外加觸發(fā)信號(hào);從暫穩(wěn)態(tài)返回到穩(wěn)態(tài)
       (需要,不需要)外加觸發(fā)信號(hào);
(3) 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出脈沖寬度tP        

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