1、15级 模 拟 电 子 技 术 实 验 四实 验 内 容 ： 用 Multisim 采 用 555 计 时 芯 片 设 计 方 波 产 生 电 路【 实 验 要 求 】使 用 Multisim 采 用 555 计 时 芯 片 设 计 一 个 方 波 产 生 电 路 ，并 分 析 其 基 本 工 作 原 理 。 注 ： 所 产 生 的 方 波 占 空 比 为 50 。【 实 验 内 容 】所 设 计 的 电 路 图 如 下 ：对 所 设 计 的 电 路 进 行 仿 真 ， 得 到 了 占 空 比 为 50 的 方 波 如 下电 路 原 理 分 析555 芯 片 内 部 电 路 图 和 引 脚 图
2、各 引 脚 介 绍 ：1脚 GND： 地 ； 2脚 TR： 低 电 平 触 发 端 ； 3脚 OUT： 输 出 端4脚 R： 复 位 端 ； 5脚 CV： 控 制 电 压 端 6脚 TH： 高 电 平 触 发 端7脚 DIS： 放 电 端 ； 8脚 VCC： 电 源在 分 析 555电 路 之 前 ， 对 芯 片 内 部 的 两 个 比 较 器 、 触 发 器 、 开 关 以 及 输 出 做 出 说明 ：比 较 器 ： 由 两 个 结 构 相 同 的 集 成 运 放 A1、 A2构 成 。A1用 来 比 较 参 考 电 压 UR1和 高 电 平 触 发 端 电 压 UTH：当 UTHUR1,集
3、 成 运 放 A1输 出 Uo1=0;当 UTHUR2,集 成 运 放 A2输 出 Uo2=1;当 UTRUR2,集 成 运 放 A2 输 出 Uo2=0。触 发 器 ： 两 个 交 叉 耦 的 与 非 门R端 低 电 平 有 效 ， 输 出 Q为 0； S端 低 电 平 有 效 ， 输 出 Q为 1； R、 S同 为 高 电 平 时 ， 保 持 原 来 状 态 ， 具 有 记 忆 功 能 。开 关 及 输 出 ：放 电 开 关 由 一 个 晶 体 三 极 管 组 成 ， 称 其 为 放 电 管 ， 其 基 极 受 基 本 RS触 发 器 。 输 出 端 Q 控 制 。 当 Q=0 时 ， 放
4、 电 管 导 通 ， 放 电 端 D 通过 导 通 的 三 极 管 为 外 电 路 提 供 放 电 的 通 路 ； 当 Q=1， 放 电 管 截 止 ，放 电 通 路 被 截 断 。555 电 路 原 理 分 析 ：如 上 图 所 示 ， 假 设 电 容 初 始 电 压 为 零 ， 则 UTH=UTR=0UDD/3,接 通 电源 ， 电 容 两 端 电 压 不 能 突 变 ， 通 过 集 成 运 放 A1和 A2比 较 得 ， UO1=1，UO2=0,根 据 与 非 门 交 叉 耦 合 真 值 表 ， Q=1， 放 电 管 截 止 ， 放 电 通 路 被截 断 ， 电 源 通 过 R1和 R2
5、向 电 容 充 电 ， 当 UC 2UDD/3， 时 通 过 通 过集 成 运 放 A1和 A2比 较 得 ， UO1=0， UO2=1,根 据 与 非 门 交 叉 耦 合 真值 表 ， Q=0， 放 电 管 导 通 ， 放 电 通 路 接 通 ， 电 容 通 过 R2和 D端 三 极管 放 电 ， 其 两 端 电 压 不 增 反 降 。 降 到 UC UDD/3时 ， 又 开 始 往 复 循 环 ，形 成 方 波 。下 面 我 们 来 讨 论 占 空 比 问 题电 容 充 电 时 得 时 间 常 数 1=(R1+R2)C,电 容 放 电 时 得 时 间 常 数 2=R2C所 产 生 的 方 波 周 期 T=t1+t2t1正 比 于 1， t2正 比 于 2根 据 占 空 比 得 定 义 得 21 211 2q RR RRTt 老 师 要 求 得 占 空 比 为 50 ， 实 际 上 要 使 R1=0， 调 至 零 后 ， Multisim仿 真 并 无 图 像 ， 只 能 使 R1无 限 接 近 于 零 ， 故 取 1%倍 R1， 其 占 空 比 接近 50%。
