温习一遍数电中用555构成的单稳态电路,分析电路以及它的一些参数的选取
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在分析之前我们需要了解一下555定时器的内部结构,如图所示:
关于其内部具体的分析,这里就不做过多的分析了,可以看看这篇文章:
http://www.360doc.com/content/17/0613/16/31804924_662709701.shtml
其内部构成:
①、两个电压比较器
②、一个与非门构成的可异步复位的RS触发器
③、输出缓冲器G(提高带负载能力)
④、放电三极管T
⑤、三个5K分压电阻(提供基准电压)
先看一下每个部分的基本功能:
第一部分:电压比较器
不做过多介绍,输入阻抗大,输出阻抗小。实现电压比较的功能,当V+>V-时,比较器输出高电平 当V->V+时,比较器输出低电平。
第二部分:RS触发器
该触发器为一个带异步复位的RS触发器,也就是图中的(4)脚,也是芯片的4脚。由于是与非门,我们知道0与任何数都是0,那么将其拉低则输出端Q为1,Q'为0,Vo输出为1。一般使用时,除非特殊用途都将其拉高,让触发器工作在正常状态。其工作在正常状态时的功能表如下表所示:
|
R'
|
S'
|
Q*
|
功能
|
|
0
|
1
|
0
|
置0
|
|
1
|
0
|
1
|
置1
|
|
1
|
1
|
Q
|
保持
|
|
0
|
0
|
1*
|
禁止
|
表中的R'和S' 不是取反的意思,这里指的是低电平有效,直接就等于上图中的R和S
第三部分:输出缓冲器G
顾名思义,一般输出缓冲器都是将输入阻抗做大,输出阻抗做小,以增强带负载能力,能够带大负载。
第四部分:放电三极管T
该部分用于7脚外接电容时给电容放电的作用,放电斜率可以很陡,放电快。(我只知道这个作用 ^_^~~~)
第五部分:三个5K分压电阻
给比较器提供基准电压,第一个正端电压默认为2/3*Vcc(可外接电压Vco,不用外接时一般接0.01uf电容到地,避免干扰),第二个负端电压为1/3*Vcc(当外接电压Vco时为1/2*Vco)。
以上为555内部结构的基本介绍。
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进入正题:
接下来介绍一下用555芯片构成单稳态电路分析以及参数选择:
先看一下其构成单稳态的基本原理图:
等效为右图
先分析几个状态,首先既然是触发器,那么肯定是需要一个触发信号源,也就是我们这里的Vin,在我们不知道电路功能的情况下,那么这里就有两种情况:①上升沿触发、②下降沿触发
那么究竟是那种?先来分析第一种,假设是上升沿触发,那么:
根据仿真也可参考其结果如图所示:
那么我们可以暂时得知,应该不是上升沿触发的情况,那么进一步分析下降沿触发,看看符不符合:
从以上分析可以看出,只有下降沿,也就是输入端为低电平时触发,而且触发信号的脉冲宽度需要比RC充电到2/3Vcc的时间要短,也就是触发信号的脉冲宽度不能比输出信号的脉冲宽度要宽,通俗一点就是说:如果输入一个方波信号的占空比为:60%(其中低电平占40%),那么输出信号的高电平占空比要大于等于40%。
借助multisim仿真软件可以得到一定的分析理论依据:
可以看到图中脉冲触发宽度为400us,而设计的输出占空比为50%(也就是暂稳态的时间为500us),是没有问题的。咱来看一张有问题的图片:
可以看到本次设置的参数为30%的占空比,也就是脉冲触发宽度为700us,而设计输出的脉冲宽度为500us,很明显脉冲触发宽度时间要大于tw(暂稳态时间),从右图的示波器看出波形是不正常的。
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接下来看一下部分元件的选取:
Vco(5脚)上电容的选取:一般选择0.01uf的电容接入到地,应为5脚接入的是比较器的正输入端,输入阻抗很大,如果悬空可能会引入不必要的干扰,导致芯片不能正常工作。
RC充电电阻电容的选取:根据需要的输出脉冲宽度进行选取,tw等于电容电压Vco由0上升到2/3Vcc所需的充电时间。计算公式我一般直接记tw≈1.1RC (单位:Ω,F,S)。
具体的公式推算,可以看下图(我们老师给的PPT),反正我是没记 哈哈~~,其实就是一个电容充放电的公式~也不难。不过直接记结论不香嘛~~~
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到此为止吧~~累死我了~~~以上纯属个人拙见,我也不知道说的对不对,欢迎一起探讨呀~~
温习一遍数电中用555构成的单稳态电路,分析电路以及它的一些参数的选取在分析之前我们需要了解一下555定时器的内部结构,如图所示:关于其内部具体的分析,这里就不做过多的分析了,可以看看这篇文章:http://www.360doc.com/content/17/0613/16/31804924_662709701.shtml其内部构成:①、两个电压比较器②、一个与非门构成的可异步复位的RS触发器③、输出缓冲器G(提高带负载能力)④、放电三极管T⑤、三个5K分压电阻(提.
555
长延时
电路
图(一)
延时
电路
由
555
振荡器与
555
单稳态
电路
组成。由IC1和和R1、RP、R2、D1、D2、C1组成无稳态多谐振荡器,振荡频率f=1.44/(R1+R2+RP)C1。图示
参数
的振荡频率约600赫兹左右。
IC1的振荡方波通过D3、R3,加至IC2的6、7脚。IC2和R4、C5、R3、C3等组成
单稳态
延时
电路
。通电初期,由于C5接在触发端2脚与地之间,故3脚呈高电平,继电器K吸合,K1-1闭合,维持给IC1、IC2供电,K2-2闭合,负载得电工作。此时,与IC2的7脚相连的
芯片
内放电管截止,因而C3开始充电。C3的充电呈阶跃式,即IC1输出方波的正脉冲期间对其充电,由于D3的接法,C3上的电压不能向IC1方向放电。当C3的充电电压超过2/3Vdd阈值电平时,
555
复位,3脚输出低电平,定时时间到,继电器K释放,K1,K2断开,负载停止工作。
555
长延时
电路
图(二)
这是一个用
555
时基
电路
做成的
单稳态
延时
电路
,与通常的
单稳态
电路
不同之处在于,5脚通过二极管D1接到Vdd,
555
的控制端5脚是与
芯片
内部分压点的2/3Vdd相连的。现该脚经D1与Vdd相连
2管脚输入为1,没有有效激励,由于放电回路,初始电压充不上去。
uo=0u_o=0uo=0,晶体管导通,充放电回路同时存在,比较 τ充\tau_{充}τ充 和 τ放\tau_{放}τ放,放电占主导作用。
τ充=RCτ放=RCESCτ充≫τ放
\tau_{充}=RC\\
\tau...
该装置应用
电路
工作原理如下图。它可以用于走廊、楼梯过道作为延时节能照明灯。上楼前在楼下按动一下 AN1-ANn中的任一个按钮,时基集成
电路
IC NE
555
的②脚受到低电平触发而置位,它的输出端③脚即即刻变为高电平,导致控制器DM的④端也为高电平,故照明灯H此刻点亮。松开按钮,由于IC NE
555
工作于
单稳态
模式,其③脚要持续输出高电平一段时间。同时电源通过R2向C2充电,当C2两端的电压达到2/3电源电压时,NE
555
自动复位,其③脚又恢复为低电平,控制器DM的④脚变为低电平于是导致内部
电路
关断,照明灯H自动熄灭。
这样,上楼时可以按下AN1-ANn中任意一只按钮,即可点亮照明灯;下楼时同理按动其中任意一只也可点亮照明灯。AN1-ANn可根据具体需要来设置。其中
单稳态
持续工作时间可由R2和C2的数值确定。