函數(shù)信號發(fā)生器是一種信號發(fā)生裝置，能產(chǎn)生某些特定的周期性時間函數(shù)波形(正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波等)信號，頻率范圍可從幾個微赫到幾十兆赫。除供通信、儀表和自動控制系統(tǒng)測試用外，還廣泛用于其他非電測量領(lǐng)域。
函數(shù)信號發(fā)生器
電路圖功能：
利用555的核心電路產(chǎn)生方波，三角波，正弦波。
整個電路的工作過程：
首先，555芯片通過外圍電阻電容組成一個多諧振蕩器，輸出一個方波。
555多諧振蕩器輸出方波后，經(jīng)電容C1耦合到由R3，C3組成的積分網(wǎng)絡(luò)。輸出三角波。這也是一個電容充放電的過程，過程如下：
當(dāng)555多諧振蕩器輸出高電平時，C3通過R3開始充電，C3的充電電壓增加。當(dāng)555多諧振蕩器輸出變成低電平時，C3通過R3放電，C3上的電壓降低。這樣在C3兩端產(chǎn)生的波形呈三角形狀。
三角波再經(jīng)低通濾波器轉(zhuǎn)換成正弦波，其原理為：根據(jù)傅立葉變換，將三角波展開為傅立葉級數(shù)可知，它含有基波和3次、5次等奇次諧波，因此通過低通濾波器取出基波，濾除高次諧波，即可將三角波轉(zhuǎn)換成正弦波。這種方法適用于固定頻率或頻率變化范圍很小的場合。電路框圖如下方左圖所示。輸入電壓和輸出電壓的波形如下方右圖所示，uO的頻率等于uI基波的頻率。
本文涵蓋了所有的555定時器IC的基本方面。您可能已經(jīng)知道，SE /東北555 Signetics公司公司介紹了1970年的一個定時器IC。在這篇文章中，我們涵蓋約555定時器IC的以下信息。
1、介紹555定時器IC
2、555定時器IC引腳配置
3、555定時器的基礎(chǔ)
4、框圖
5、工作原理
6、下載數(shù)據(jù)手冊
其中最通用的線性IC，這是第一次在1970年年初推出Signetic給公司作為名義東南/東北555定時器 555定時器。本IC是一個單片定時電路，可以產(chǎn)生精確和高度穩(wěn)定的時間延誤或振蕩 。像其他常用的運算放大器，該IC還非?？煽浚子谑褂?，成本便宜。它有一個應(yīng)用，包括各種單穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，DC - DC轉(zhuǎn)換器，數(shù)字邏輯探針，波形發(fā)生器，模擬頻率計和轉(zhuǎn)速表，溫度測量和控制設(shè)備，穩(wěn)壓器等。計時器基本上工作在兩種模式之一，無論是作為一個單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(一次性)，或作為一個非穩(wěn)態(tài)(自由運行)multivibrator.The SE 555設(shè)計的工作溫度范圍從- 55 ° C至125 °而東北555的工作溫度范圍0 °至70 ° C
555定時器的重要特點是：
從廣泛到18伏的電源電壓范圍從+ 5伏特的電源 。
下沉或采購200毫安的負(fù)載電流。
所以只有很少的外部元件的正確選擇允許超過幾百公斤赫茲的頻率幾分鐘的時間間隔，幾分鐘的時間間隔可分為，應(yīng)正確選擇外部元件。
它有一個高電流輸出，輸出可以驅(qū)動TTL。
它有一個50百萬分之(PPM)每攝氏度的溫度變化程度的溫度穩(wěn)定性，或等價的0.005% / ° C 。
定時器的占空比可調(diào)，每包的最大功耗為600毫瓦，其觸發(fā)和復(fù)位輸入邏輯兼容。
IC引腳配置
555定時器IC 是一個8針的金屬，一個8 - pin微型DIP(雙包)或14引腳DIP 。
這種IC包含23個晶體管，二極管和16 電阻。的555定時器IC終端的解釋如下 。在下面的討論中使用的PIN號碼是指8腳DIP和jQuery112406530187090393156_14824641950158引腳的金屬可以包。
555定時器的雙列直插式封裝14管腳配置
針腳1：接地端子：這個終端測量電壓。
針腳2：觸發(fā)端子：此引腳是反相輸入一個比較負(fù)責(zé)過渡觸發(fā)器設(shè)置重置。定時器的輸出取決于應(yīng)用到該引腳的外部觸發(fā)脈沖的振幅 。
3腳： 輸出端子：定時器輸出是在這個引腳。有兩種方式負(fù)載可以連接到輸出端之間的第3腳和接地引腳(引腳1)或引腳3和電源引腳(引腳8)之間。被稱為第3腳和地面電源引腳之間連接的負(fù)載的正常負(fù)載和第3腳和地面之間連接的引腳被稱為負(fù)載通常是關(guān)閉的 。
針腳4： 復(fù)位端：禁用或重置一個負(fù)脈沖，是由于它被稱為復(fù)位端此引腳的定時器 。當(dāng)此引腳為復(fù)位的目的，它應(yīng)連接到+ V CC，以避免任何可能誤觸發(fā)。
引腳5： 控制電壓終端：該終端的功能是控制閾值和觸發(fā)水平 。因此，無論是外部電壓或連接到該管腳鍋決定輸出波形的脈沖寬度。外部電壓施加到這個引腳也可以用來調(diào)節(jié)輸出波形。當(dāng)此引腳不使用，應(yīng)通過一個0.01微法拉連接接地，以避免任何噪音問題。
6腳：閾值終端：這是比較V參考電壓的2 / 3應(yīng)用到終端的電壓 CC的比較1，非反相輸入端。適用于該終端電壓幅值負(fù)責(zé)觸發(fā)器狀態(tài) 。
引腳7：放電終端：該引腳在內(nèi)部連接晶體管的集電極電容大多是這個終端和地面之間的連接 。這就是所謂的放電終端，因為晶體管飽和時，通過晶體管的電容放電。當(dāng)晶體管被切斷過的，在外部電阻和電容確定的利率電容充電。
8引腳： 電源端子：一個+5 V至+18 V的電源電壓是適用于該終端與地面(引腳1) 。
555定時器基礎(chǔ)
555定時器結(jié)合張弛振蕩器，兩個比較器，一個RS觸發(fā)器，和放電電容。
RS觸發(fā)器在555定時器IC
RS觸發(fā)器： -一對交叉耦合晶體管如圖。每個集熱器的驅(qū)動器通過電阻R 基 B對面。在這種電路的一個晶體管飽和，而另一種是切斷。舉例來說，如果是飽和的晶體管Q 1的，其集電極電壓幾乎為零 。因此，有沒有晶體管Q的基極驅(qū)動 2到切斷和集電極電壓的方法+ V CC 。這種高電壓產(chǎn)生足夠的基極電流保持在飽和的晶體管 Q 1。
另一方面，如果晶體管 Q 1截止，其集電極電壓，這是約等于+ V CC，驅(qū)動晶體管 Q 2進入飽和狀態(tài) 。這種晶體管的集電極電壓低(大約是零)，然后保持切off.Depending飽和晶體管晶體管Q 2，Q輸出是高或低，通過增加更多的組件電路， RS觸發(fā)器。RS觸發(fā)器電路，可以設(shè)定Q輸出高 或低重置它。順便說一下，互補(右)是從另一個晶體管的集電極輸出Q 。
圖顯示了一個RS觸發(fā)器的任何設(shè)計原理圖符號。電路鎖定在任一兩個國家。高S輸入設(shè)置Q到高;高R輸入復(fù)位Q來低位。輸出Q保持在給定的狀態(tài)，直到它是相反的狀態(tài)觸發(fā)。
555定時電路
基本時序
圖說明了一些基本思路，將在未來的555定時器的博客文章證明有用。假設(shè)輸出Q高，晶體管飽和，即電容C短路，不能充電，電容電壓鉗位在地面。
非反相比較器的輸入電壓被稱為閾值電壓，而被稱為反相輸入端電壓作為控制電壓RS觸發(fā)器設(shè)置，飽和晶體管保持在零閾值電壓 。然而，控制電壓是固定的2 / 3 V CC(即V在10)，因為分壓器 。
假設(shè)一個高電壓施加到R輸入。這種復(fù)位的觸發(fā)器的R - Q輸出變?yōu)榈碗娖?，晶體管截止 。現(xiàn)在是免費的電容C充電。由于這個電容C充電，閾值電壓上升。最終，閾值電壓變得稍微比(± 10 V)。比較器的輸出變高，迫使RS觸發(fā)器設(shè)置。高Q輸出晶體管飽和，這個快速的電容放電。兩個波形圖描繪了一個指數(shù)上升跨電容C，一個正脈沖出現(xiàn)在輸出Q因此電容電壓V C 是指數(shù)，而輸出是長方形，如圖所示。
555定時器的框圖如上圖所示。555定時器有兩個比較器，基本上都是2個運算放大器)，一個RS觸發(fā)器，兩個晶體管和電阻網(wǎng)絡(luò) 。
電阻網(wǎng)絡(luò)由三個相等的電阻和行為作為一個分壓器。
比較器1的比較與參考電壓+ 2 / 3的閾值電壓 VCC伏 。
比較器2的比較參考電壓+ 1 / 3伏的觸發(fā)電壓CC伏。
兩個比較器的輸出提供給觸發(fā)器 。觸發(fā)器假定它的狀態(tài)，根據(jù)兩個比較器的輸出。兩個晶體管是其中一個放電晶體管集電極連接到引腳 7。該晶體管飽和或削減過，根據(jù)觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。飽和的晶體管提供外部連接一個電容器放電路徑 。另一個晶體管的基連接到復(fù)位端 。適用于該終端重置整個定時器，不論任何輸入一個脈沖 。
工作原理
參照上述555定時器IC座圖：
比較器1的閾值輸入(引腳6)和控制輸入(引腳5)。在大多數(shù)應(yīng)用中，不是用來控制輸入，使控制電壓等于V CC 2 / 3 。這個比較器的輸出是應(yīng)用設(shè)置(S)的觸發(fā)器的輸入。每當(dāng)閾值電壓超過控制電壓，比較器1將設(shè)置觸發(fā)器，其輸出為高。一個觸發(fā)器輸出放電晶體管飽和，7腳外接電容放電?；パa信號的觸發(fā)器到引腳3，輸出。引腳3的輸出是低的。，這些條件將占上風(fēng)，直到比較器2觸發(fā)觸發(fā)器。即使在閾值輸入電壓低于 V CC，2 / 3 是比較器1不能導(dǎo)致觸發(fā)器再次發(fā)生變化。這意味著比較1只能迫使觸發(fā)器的輸出高。
要改變觸發(fā)器的輸出為低，在觸發(fā)輸入電壓必須低于1 / 3 VCC。當(dāng)這種情況發(fā)生時，比較器2觸發(fā)觸發(fā)器，迫使其輸出低，低觸發(fā)器輸出變?yōu)榉烹娋w管和力量功率放大器輸出高 。這些條件將繼續(xù)獨立的電壓觸發(fā)輸入。比較器2只能導(dǎo)致觸發(fā)器輸出低電平。
從上面的討論可以得出結(jié)論，從555定時器的低輸出，門檻上輸入電壓必須超過控制電壓或+ 2 / 3 V CC 。他們還反過來放電晶體管。要強制定時器輸出高，觸發(fā)輸入電壓必須低于1 / 3 V CC。這也變成放電晶體管關(guān)閉。
一個可用于控制輸入電壓，改變開關(guān)發(fā)生在哪些級別。為0.01納米的法拉電容在不使用時，應(yīng)第5腳和地面之間的連接，以防止這個引腳上耦合噪聲引起誤觸發(fā)。
復(fù)位(引腳4)連接到一個邏輯低電平將放在觸發(fā)器的輸出高。放電晶體管將繼續(xù)和功率放大器將輸出一個低電平。這種情況將繼續(xù)，直到復(fù)位是采取高 。這允許同步或復(fù)位電路的工作。在不使用時，復(fù)位應(yīng)與+ VCC。
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