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555定时器无稳态振荡器:LED演示与占空比探索

元件与材料

示波器有助于分析波形,若无则音频探测器是实用替代。

交叉参考

电路课程,第4卷,第10章:"多谐振荡器"

学习目标

原理图

555定时器无稳态振荡器:LED演示与占空比探索

实物接线图

555定时器无稳态振荡器:LED演示与占空比探索

实验步骤

555 IC是一种多功能定时器,配合电容和两个电阻可作为无稳态多谐振荡器工作。它自由振荡,产生方波输出使两个LED交替亮灭。

电路通过交替充放电电容工作。当阈值引脚电压超过2/3 VCC时,555放电电容。当触发引脚电压降至1/3 VCC以下时停止放电,导致电容电压在1/3和2/3 VCC间呈锯齿波振荡。

充电周期中,电流流经串联的1MΩ和100kΩ电阻,产生长时间常数。当放电引脚被内部晶体管拉低时,电容仅通过100kΩ电阻放电,产生短得多的时间常数。由此产生的方波"高"周期长于"低"周期,占空比大于50%。

555的输出引脚在电容充电时为高(≈VCC),放电时为低(≈0V)。此交替信号以相反相位驱动两个LED,因此一个LED点亮时间更长,反映占空比。

使用音频探测器或示波器观察波形。改变电阻和电容值以观察频率和占空比变化。

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