555振荡器工作原理.docx
555 多谐振荡器 工作原理
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5K 的
等值电阻串联而成。分压器为比较器A、A提供参考电压，比较器A的参考电压为2V ，
1 2 1
3 cc
加在同相输入端，比较器A的参考电压为1V
，加在反相输入端。比较器由两个结构相同
2 3 cc
的集成运放A、A组成。高电平触发信号加在A的反相输入端，与同相输入端的参考电压
1 2 1
_ A
比较后，其结果作为基本R--S触发器RD端的输入信号；低电平触发信号加在
的同相输
2
_
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S
D
端的输入信号。
基本R--S触发器的输出状态受比较器A、A
的输出端控制。
1 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U
c
1
＝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V
TH
＝V ＝０ Ｖ
3TL ＣＣ
3
，比较器Ａ1
输出为高电平，Ａ
输出为低电平，即R
２ D
?1，
_ _
S ?0（1表示高电位，0表示低电位），R?S触发器置１，定时器输出u
D 0
?1此时Q?0，
定时器内部放电三极管截止，电源V
cc
经R，R
1 2
向电容Ｃ充电，u
c
逐渐升高。当u
c
上升到
1 _ _
V
3 cc
时，A
2
输出由０翻转为１，这时R
D
?S ?1，R?S触发顺保持状态不变。所以0tt
D 1
期间，定时器输出u为高电平１。
0
2
t?t
时刻，u
上升到 V
，比较器A的输出由１变为０，这时R
?0，S
?1，R?S
1 c 3 cc 1 D D
触发器复０，定时器输出u ?0。
0
t?t?t
1 2
2
期间，Q?1，放电三极管Ｔ导通，电容Ｃ通过R
_2
_
放电。u
c
按指数规律下降，
当u ? V
时比较器A输出由０变为１，Ｒ－Ｓ触发器的R
?S ?1，Ｑ的状态不变，
c 3 cc 1 D D
u的状态仍为低电平。
0
1 _
t?t
时刻，u下降到 V ，比较器A输出由1变为0，R---S触发器的R
?1，
2 c 3 cc 2 D
S_ ?0，触发器处于1，定时器输出u
S
D 0
?1。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u ?1，电容放电时，u ?0，电容不
0 0
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。
3、振荡周期
由图（D）可知，振荡周期T?T
1
T。T
2 1
为电容充电时间，T
2
为电容放电时间。
充电时间T
1
?(R
1
?R)Cln2?0.7(R
2 1
R)C
2
放电时间T
2
?RCln2?0.7RC
2 2
矩形波的振荡周期T?T?T
1 2
?ln2(R
1
2R
2
)C?0.7(R
1
2R)C
2
因此改变R、R
1 2
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t ）
w
/
（周期T），t
w
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
T T R?R
q? 1? 1 ? 1 2 。
T T?T
1 2
R?2R
1 2