555 音频振荡器
零件和材料
- 两节 6 伏电池
- 一个电容器，0.1 µF，非极化（Radio Shack 目录 # 272-135）
- 一个 555 定时器 IC（Radio Shack 目录号 #276-1723）
- 两个发光二极管（Radio Shack 目录号 # 276-026 或同等产品）
- 一个 1 MΩ 电阻器
- 一个 100 kΩ 电阻器
- 两个 510 Ω 电阻器
- 带耳机的音频检测器
- 示波器（推荐，但不是必需的）
示波器在分析该电路产生的波形时很有用，但这不是必需的。音频检测器是本实验非常有用的测试设备，尤其是在您没有示波器的情况下。
交叉引用
电路课程 ，第 4 卷，第 10 章：“多谐振荡器”
学习目标
- 说明如何将 555 定时器用作非稳态多谐振荡器
- 说明工作周期的工作知识
原理图
插图
说明
“555”集成电路是可用于多种功能的通用定时器。在这个实验中，我们探索了它作为非稳态多谐振荡器或振荡器的用途。如图所示连接到一个电容器和两个电阻器，它会自由振荡，以方波输出电压驱动 LED 亮起和熄灭。
该电路的工作原理是对电容器交替充电和放电。 555 通过将 Disch 接地开始对电容器放电 Thresh 端检测到的电压 超过电源电压 (Vcc) 的 2/3。
当 Trig 检测到电压时，它停止对电容器放电 端子低于电源电压的 1/3。因此，当两个 Thresh 和触发 端子连接到电容器的正极，电容器电压将在 1/3 和 2/3 电源电压之间循环“锯齿 ”模式。
在充电周期中，电容器通过 1 MΩ 和 100 kΩ 电阻的串联组合接收充电电流。一旦Disch 555 定时器上的端子变为地电位（连接在该端子和地之间的 555 内部的晶体管导通），电容器的放电电流只需通过 100 kΩ 电阻器。结果是充电的RC时间常数远大于放电的RC时间常数，导致充电时间大大超过放电时间。
555 的出局 端子产生方波电压信号，该信号在电容器充电时为“高”（接近 Vcc），而在电容器放电时为“低”（接近 0 伏）。这种交替的高/低电压信号以相反的模式驱动两个 LED：一个点亮，另一个熄灭。由于电容的充放电次数不等，输出方波波形的“高”、“低”次数也不等。
这可以从两个 LED 的相对亮度中看出：一个会比另一个亮得多，因为它在每个周期中点亮的时间更长。
“high”之间的平等或不平等 ”和“低 ”方波的次数表示为该波的占空比 .占空比为 50% 的方波是完全对称的：它的“高 ”时间正好等于它的“low “ 时间。一个“高的方波 ” 10% 的时间和“低 “据说 90% 的时间都有 10% 的占空比。
在该电路中，输出波形具有“高 ” 时间超过“低 ”时间，导致占空比大于 50%。
使用音频检测器（或示波器）调查该电路产生的不同电压波形。尝试不同的电阻值和/或电容值，看看它们对输出频率或充电/放电时间有什么影响。
相关工作表：
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定时器电路工作表
工业技术