隨著電子學的不斷發(fā)展,振蕩電路已作為一個極為實用的功能電路廣泛應用到各種各樣的儀器設備中,從而進入了無線通信等各個領域。今天,我們就以一個具有555振蕩器的LED閃光燈電路,來講一講555振蕩器。
簡而言之,555振蕩器是一種集成電路,可以輸出特定頻率的脈沖信號。555振蕩器的原理很簡單但功能強大,內部只有26個晶體管,內部的觸發(fā)器是一類數(shù)字電路。
內部結構:要了解集成電路的工作原理,我們首先需要了解其內部原理圖,555振蕩器的內部原理圖如下圖所示。
555振蕩器內部集成晶體管并不多,只有26個。iPad Pro中使用的A12 X芯片集成了超過100億個晶體管,甚至 iPhone XS的A12也集成了數(shù)十億個晶體管。盡管它們都是芯片,但它們的大小相似,只能說科學技術的進步是如此之快!
以下是555振蕩器的簡化原理圖,有色部分是模塊化的,對應于比較器和觸發(fā)器。黃色三角形和粉紅色三角形是兩個比較器,右邊的紫色三角形是R-S觸發(fā)器。
左側的綠色電阻是三個電阻,電阻值為5K,這也是555振蕩器名稱的由來。還有一個帶有556的振蕩器,556振蕩器與555振蕩器有什么區(qū)別呢?你是不是以為除了兩個5K電阻器外,另一個是6K電阻器?
當然不是啦,556振蕩器比555振蕩器多了1,但是這個1并不代表1K的電阻,而是556中包含的兩個555振蕩器模塊,這樣的命名確實令人費解!
下圖是555內部各個功能模塊的簡化圖,各個引腳定義都有不同的作用。
針腳1:電源負極
針腳8:電源正極
針腳4:重置針腳,在此處連接正極
針腳5:放電針腳,通過電容器連接到負極
引腳2和引腳6:比較器控制引腳。這兩個引腳連接在一起,根據(jù)不同的電壓控制比較器以輸出高低電平,從而控制觸發(fā)器
針腳7:采用固定接線方式連接在R1和R2之間
引腳3:脈沖信號輸出引腳,對我們來說也是有用的引腳
555可以輸出200毫安以上的電流,所以它可以驅動負載,但是有些僅輸出具有幾毫安電流的脈沖信號,因此那些555振蕩器不能驅動負載。將LED燈連接到OUT引腳和一個1K電阻串聯(lián)以限制電流。
我們知道555振蕩器的OUT引腳輸出一個矩形波,但是如何知道它的頻率呢?很簡單,上腳的R1,R2和C1可以計算出OUT引腳的輸出頻率。矩形波的頻率為;f = 1.44 /(R1 + 2R2)C1
如上圖:R1 = 100K,R2 =200K,C1 = 10uF
矩形波的輸出頻率f = 1.44 /(1000000+ 4000000)10UF = 0.288HZ555
0.288是頻率,轉換為周期:1 /0.288 = 3.4S,這意味著LED燈每1.7S改變狀態(tài)一次。
555定時器具有成本低,性能可靠的特點,只需要外接幾個電阻、電容,就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面,以上就是555振蕩器的介紹及應用。
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