[post] [font=新宋体]文字[/font]NE555时基电路
NE555时基电路封形式有两种,一是DIP双列直插8脚封装,另一种是SOP-8小型(SMD)封装形式。其他HA17555、LM555、CA555分属不同的公司生产的产品。内部结构和工作原理都相同。NE555属于CMOS工艺制造,下面我们将对其进行介绍。
图1是NE555的外形图,图2是它的内部功能原理框图,图3是它的内部等效电路。NE555的内部中心电路是三极管Q15和Q17加正反馈组成的RS触发器。输入控制端有直接复位Reset端,通过比较器A1,复位控制端的TH、比较器A2置位控制的T。输出端为F,另外还有集电极开路的放电管DIS。它们控制的优先权是R、T、TH。
NE555的封装形式
表1是NE555的极限参数,不同的封装形式及不同的生产厂商的器件这些参数不尽相同,极限参数是指在不损坏器件的情况下,厂商保证的界限,并非可以工作的条件,如果超过某一环境下使用,其间的安全性将不会得到保证,这使用中应加以注意。
利用NE555可以组成相当多的应用电路,甚至多达数百种应用电路,在各类书刊中均有介绍,例如家用电器控制装置、门铃、报警器、信号发生器、电路检测仪器、元器件测量仪、定时器、压频转换电路、电源应用电路、自动控制装置及其它应用电路都有着广泛的应用,这是因为NE555巧妙地将模拟电路和数字电路结合在一起的缘故。
(一)可调节的对称三角波发生器
如图所示,这是一个具有恒流充电和恒流放电的变形多谐振荡器,恒流源I1由VT1控制。当VT1导通时(3脚呈高电平),VT2导通,I1对C2充电,充电速率为dV0/dt=I1/C2,当C2电压达到阈值电平2/3VDD(8V)时,555被复位,3脚呈低电平,VT1截止,I1=0,C2通过VT3,RP1,D4放电,当放至触发电平1/3VDD(4V)时,555又被置位,输出高电平,开始第二周期的充电。本电路的振荡频率可达100KHZ。
(二)可变三角波发生器
如图所示,电路由基准脉冲产生器,输入触发的RS触发器,延时电路和积分电路等组成。各点波形如图(b)所示。
IC1(555)构成无稳态多谐振荡器,它产生的脉冲的占空比几乎是100%,它的输出作为基准脉冲CLK①。SR1是RS触发器,产生JK1触发器的触发脉冲③。IC6为反相放大器,IC7为积分器,产生锯齿三角波。VT1跨接在积分电容C两端,防止触发脉冲之间的漂移及非工作期间的积分。JK1输出的方波经IC6反相后作用于积分器,产生线性增长的锯齿电压,JK2输出的方波在继IC6倒相方波之后,也加至IC7的反相端,使积分器形成线性下降的锯齿电压波,形成对称的三角波。
本电路还可产生与时钟同步的输出方波。
(三)多种波形发生器
如图所示,本电路由555和C1及恒流充放电回路组成多谐振荡器。IC2采用5G28C作为高输入阻抗的跟随器,起隔离和阻抗变换的作用。振荡器的充放电均为恒流源充放,因而其锯齿波有良好的线性。RP1,RP2分别用于调节充电和放电时间常数,调节占空比。
图示参数的周期为0.2ms~60s。当K1闭合时,形成锯齿波,其周期为三角波的一半。
如图所示,该发生器由积分器,施密特触发器,四模拟电子开关和反相放大器等组成。可产生四种波形。
IC1,IC2采用单BIMOS运放CA3130,前者与RC元件组成积分器,后者为1:1反相放大器。IC3(555)接成施密特触发器。四模拟电子开关CD4066由IC3的输出控制,使K1~K4通,断。IC1积分器输出三角波V01,当其值超过2/3VDD时,555的3脚输出低电平,使K1,K3,K4断开,而K2接通;当积分电压V01降至1/3VDD时,K2断开,K1,K3,K4接通。IC2运放是1:1反相放大器。由于IC2的控制波形也为三角波,故输出V03为负向锯齿波。由于K1的通,断,V04输出为间歇正向锯齿波。本电路的转换系数约为2KHZ/V,如果改变输出波形的频率,可通过改变积分电容C1来实现,因为Vin的大小决定输出波形的频率。
(四)自举电压锯齿波发生器
如图所示,锯齿波发生器由555单稳定时电路和反馈自举电路组成。
IC2(LM741)运算放大器用作反馈自举电路,6脚的输出电压通过R1供给C1的锯齿电压的充电电流,电流大小由稳压管DW的箝位大小及R1的阻值决定。555的控制端5脚,外接可调控制电压,用以改变555内部比较器的基准电压值,即比较电平,来改变锯齿波的周期和振幅。
(五)线性锯齿波产生器
如图所示,锯齿波电路由单稳触发电路,恒流源电路等组成。VT1和D1,D2,R1等组成恒流充电电路,使锯齿波有良好的线性度。555单稳电路的充电时间常数主要由R2,C2来决定。该电路可在几HZ至50KHZ的宽频率范围内产生线性锯齿波。此电路可用在可变时基电路,电流-频率变换器及音频合成器等场合。
(六)自举式锯齿波产生器
如图所示,555和R2,R3,C1组成无稳态多谐振荡器,振荡器的频率
f=1.44/(R1+R2+2R3)C1
振荡频率约在665HZ。注意到C2的正反馈作用,即在VT1射随器输出锯齿波的同时,正反馈至R2的上端,故在C1充电期间,R2上的压降保持不变,即C1的充电速率不变,因而极大地保证了锯齿波的线性。其非线性可控制在1%以下,且温度稳定性好。一般选R1C2>10R2C1。
(七)线性度好的锯齿扫描电压电路
如图所示,555接成无稳态多谐振荡状态。为了产生从0电平充电的锯齿波,增加了级联放大器VT1,VT2,VT1基极接555输出端3脚,VT2与C2并接至控制端5脚,使当3脚呈高电平时,VT1导通,VT2截止,5脚的控制电压仍为集成片内的标准基准电压2/3VDD;而当3脚呈低电平时,VT1截止,VT2饱和导通,5脚电位几乎被箝至0V。因而C1放电也放至0V左右,555才置位,3脚转呈高电平,C1的充电也几乎从0V开始。VT5为场效应管,它与RP,C1组成恒流充电电路,使充电线性好。VT3,VT4接成复合射极跟随器,用于进行阻抗变换和提高负载能力。
(八)简易线性锯齿波产生器
如图所示,555触发翻转置位后,电容器C充电所产生的锯齿波,可作为示波器的扫描电压,但其线性不佳。本电路中使用恒流源代替单稳暂稳期间的定时电阻,可获得线性锯齿波。线性斜升时间
td=2/3.VDD/I充
I充=(VDD-VB-VBE)/R3
(九)方波和锯齿波产生器
如图所示,555和R2、Cl、VTl等组成一个单稳态触发电路,与一般触发器不同之处,在于VTl、Rl、Rz、R3:组成一个恒流源,对Cl进行恒流充电,使Cl上的充电电压线性度好,延时精确。延时时间td≈1.1R2C1。要求触发脉冲的周期T>td。输出波形如图(b)所示。[/post]