基于NE555P芯片的555多谐振荡器的LED闪烁电路

本文以ti公司生产的ne555p芯片为例来说明(不同厂家生产的555芯片几乎都是一样的)。
无稳态振荡器(自激多谐振荡器)——astablemultivibrator(分立元器件搭建)
多谐振荡器电路是一种矩形波产生电路(属于数字电路,三极管不工作在放大线性区)。这种电路不需要外加触发信号便能连续地、周期性地自行产生矩形脉冲。该脉冲是由基波和多次谐波构成,因此称为多谐振荡器电路。
可以由分立器件搭建。
1. 电路实例
2. 电路详解
(1)首先我们得明白,世界上没有任何两个参数一模一样的三极管,每一个三极管就算型号一样,参数多多少少都会有差异,只不过是很微小而已,对于普通电路这个一般可以忽略,但是这个小结论是多谐振 荡器可以起振的根本原因。当电路刚接上电源时,两个晶体管都是截止状态。不过,当这两个晶体管的基极电压一起上升时,由于晶体管制造过程中不可能把每个晶体管的导通延时控制得一样,所以必然有其中一个晶体管抢先导通。于是此电路便进入其中一种状态,而且也保证可以持续振荡。
(2)第二个我们要明白的基本原理就是:通电瞬间,电容可以视作短路,在一定时间(很短),电容会电荷充满,变成断路状态。
(3)第三个我们需要明白的基本原理就是:三极管在发射结和集电结都处于正偏状态下为饱和状态。在集电结反向偏置,发射结偏置电压小于pn结开启电压,发射极电流为零的情况下为截止状态。
然后我们就可以开始分析电路了。
(4)上电瞬间c2右端与c1左端在电阻的上拉作用下都会由高电平,这个高电位都可以让两个三极管导通,但因为参数的微小差异,必然有一个三极管先导通,我们假设bg1先导通,因为正反馈,bg1导通直至进入饱和状态(bg2原理一样),则这时vc1被三极管拉到接近0电位而使其小于三极管be开启电压。
(5)由于电容c2两端电压不能突变,所以因为电容c2电压为左正右负,而电容c2电压左端电压为接近0电位,所以c2右端电压被强行拉低为负电位,而c2右端电压等于bg2基极电压,有高电位被拉到负电 位,则bg2的be两极反向偏置,确保为截止状态,此时达到第一个暂稳态:bg1饱和,bg2截止。
(6)同时电容c2两端电压虽不会突变,但是不是不变,在这段时间内ec会通过电阻rb2给c2充电,则c2电压会逐渐由左正右负(相对来说)变为左负右正,这时右边的bg1导通,c2左边一直维持为接近0电 位,而右边电压由被拉低到负电位逐渐变成正电位直至到达0.6v(三极管导通电压)
(7)到达0.6v之后,bg2开始导通直到变为饱和状态,这时bg2的集电极被拉低到接近0电位,因为一开始c1充电使得c1电压极性为左负右正,此时c1右端又是接近0电位,同理根据电容电压不能突变原理,c左端电压由高电位被强行拉低到负电位,所以可以确保bg1进入截止状态,此时到达第二个暂稳态:bg1截止,bg2导通。
(8)如此周而复始,bg1与bg2将轮流导通。此时可以在电路中加入二极管使其出现交替闪烁的现象,此时rb1与rb2起到限流电阻的作用。多谐振荡电路的振荡周期=t1+t2. t1≈0.7rb1c1,t2≈0.7rb2c2.
以上电路的电阻电容参数都是完全对称的,如果要获得两个led点亮时间不一样的现象,改变两边rc参数即可。当两边对称时,总周期t=1.4rc
3.波形表示
555多谐振荡器芯片(以ti公司的ne555p芯片为例)
1.实物图片(dip封装)
2. 厂家datasheet芯片引脚图顺序说明:
3.overview与一些参数
(1)555计时器是一个易于使用的从10µs到小时或从>r1,则d≈1/2,即输出信号 的正负向脉冲宽度相等的矩形波(方波)。
6. 第二扩展电路:可调节闪烁速度的闪光灯电路
调节可变电阻rp1可以改变输出的振荡信号的频率,信号从3脚输出一个高低电平,控制led1和led2闪烁。当输出高电平的时候,led2亮,led1不亮;当输出低电平的时候,led2不亮,led1亮;3脚不停地输出高低电平的方波,其效果看起来就是双灯闪烁,而且闪烁的速度可调。
以上

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