555定时器构成的多谐振荡器_(时钟)

(V)
0.985 0.980 0.975 1.000
(V)
由0.040V突变为1.20V 由0.35V突变为0.043V 由0.35V突变为1.24V 由1.26V突变为0.041V 保持原来的0.035V左 右
>1V
高电位 在0.5V到4V之间改变 低电位 在0.5V到4V之间改变 高电位 在0.5V到4V之间改变
/
二、实验 1、实验目的
（1）初步了解集成555定时器的基本原理。 （2）掌握学会使用双踪示 波器。 （3）测量多谐振荡器输出波、频率与各元件的关系。
2、实验仪器：
555定时器、两个是量程5K的电位器、0.15uF的电容、400K电阻、 双踪示波器、多用途稳压电源、万用表。
2、 实验步骤
测量555定时器的特性
测量多谐振荡器输出波形特性
（1） 按（右）图连接好电路，其中400K为负载电阻。 （2） 把电源电压调到4.5V，调节2个5K电位器的电阻，改变输出波 形参数，并判断、阻值与波形的关系 （3） 记录下一组波形参数（、、T、f、、），同时绘制所观察到的 波形，最后关掉电源，用万用表电阻挡测量此时、值。
f= 1.605
=379.1 =247.8 =626.9 =1.595KHZ 得出实验频率的相对误差： 100%=0.6 % 实验得出的波形如右图(F)： 输出矩形波的占空比 =0.6
5．实验分析
（1）多谐振荡器巧妙地运用了电容的冲放电及与非门的通断条件把直流 电转换成脉冲信号，此脉冲信号经放大，再经变压器变压可实现直流 电转换成交流电。 （2）根据555定时器的功能特性，利用电容的充电需要一定的时间，经 元件组合，可成为一个定时智能电路，以及其它智能开关报警器等。
(1) 按右（G）图连接好电路，把电源电压调到最小以免烧坏会集成 块 (2) 打开各电源调节按钮使VCC=3V (3) 调节电源1使UTH大于或等于2V，此时调节电源2使UTL由大到小 或由小到大，并观察万用表电压档的电压，当电压发生突然变化 时，记录UTL值及U0相应值 (4) 同（3）测量UTH小于2V时相应的UTL、U0值 (5) 调节电源2使大于1V或小于1V，同时改变UTH值，观察U0的变 化，记录相应数据 （注：UTH、、UTL电压不能调得过大应不大于4V，以免烧坏集成块）
3、振荡周期
由图（D）可知，振荡周期。为电容充电时间，为电容放电时间。 充电时间 放电时间 矩形波的振荡周期 因此改变、和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率。 对于矩形波，除了用幅度，周期来衡量外，还有一个参数：占空 比q，q=（脉宽） （周期T），指输出一个周期内高电平所占的时间。 图（C）所示电路输出矩形波的占空比。
保持原来的1.41V左右 保持原来的0.041V左 右 保持原来的1.26V左右
<1V
（表1）
> > < <
> < > > （表2）
低电位 高电位 保持原状态不变 保持原状态不变
（2）555定时器构成的多谐振荡器 实验中得出某一组波形的数据如下： T1==370.5 T2==249.0 T=T1+T2=619.5 U0=2.44V Uc=2V R1= 1.25 =0.1V =1V R2=2.36 由上原理中的周期公式计算理论周期和频率： 已知：C=0.15UF R1=1.25 R2=2.36
2、多谐振荡器工作原理
由555定时器组成的多谐振荡器如图(C)所示，其中R1、R2和电容C为 外接元件。其工作波如图(D)所示。 设电容的初始电压＝０，t＝０时接通电源，由于电容电压不能突 变，所以高、低触发端＝＝０<ＶＣＣ，比较器Ａ1输出为高电平，Ａ２输 出为低电平，即，（1表示高电位，0表示低电位），触发器置１，定时 器输出此时，定时器内部放电三极管截止，电源经，向电容Ｃ充电，逐 渐升高。当上升到时，输出由０翻转为１，这时，触发顺保持状态不 变。所以0<t<期间，定时器输出为高电平１。 时刻，上升到，比较器的输出由１变为０，这时，，触发器复０， 定时器输出。 期间，，放电三极管Ｔ导通，电容Ｃ通过放电。按指数规律下降， 当时比较器输出由０变为１，Ｒ－Ｓ触发器的，Ｑ的状态不变，的状态 仍为低电平。 时刻，下降到，比较器输出由1变为0，R---S触发器的1，0，触发 器处于1，定时器输出。此时电源再次向电容C放电，重复上述过程。 通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出，电容放电时，0， 电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信 号输入，却能输出矩形波， 其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。
电子课程设计
——电子秒表
学院：电子信息工程学院 专业、班级：电气121501班 姓名：景国阳 学号：201215010109 指导教师：李小松 2014年12 月
555定时器构成的多谐振荡器
555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件， 它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组 成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发 器。因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控 制等方面。 本实验根据555定时器的功能强以及其适用范围广的特点，设计实
验研究它的内部特性和简单应用。
一、原理 1、555定时器内部结构
555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路,其 内部结构如图（A） 及管脚排列如图（B）所示。 它由分压器、比较器、基本R--S触发器和放电三极管等部分组成。分压 器由三个5的等值电阻串联而成。分压器为比较器、提供参考电压，比 较器的参考电压为，加在同相输入端，比较器的参考电压为，加在反相 输入端。比较器由两个结构相同的集成运放、组成。高电平触发信号加 在的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R-S触发器端的输入信号；低电平触发信号加在的同相输入端，与反相输 入端的参考电压比较后，其结果作为基本R—S触发器端的输入信号。 基本R--S触发器的输出状态受比较器、的输出端控制。
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3、 数据处理
（1）555定时器的特性（数据如下表1） 由实验的数据，可得到定时器3脚输出的电压受2、6脚电压的制 约，当2、6脚电压VTL、VTH满足一定条件时3脚输出高电平，满足 其他条件时，输出低电平，即表（2）中VTL、VTH与U0的关系。
(V) >2V <2V
低电位 在0.5V到4V之间改变 大小 小大 大小 小大