555模擬定時器的設計思路

555定時器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能電路。只要外部配接少數(shù)幾個阻容元件便可組成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路。555定時器的電壓范圍寬，雙極型555定時器為5~16 V，CMOS 555定時器為3~18 V。可提供與TTL及CMOS數(shù)字電路兼容的接口電平。555定時器還可以輸出一定的功率，可驅(qū)動微電機、指示燈、揚聲器等。它在脈沖波形的產(chǎn)生與變換、儀器與儀表、測量與控制、家用電器與電子玩具等領域都用著廣泛的應用。

TTL單定時器型號的最后3位數(shù)為555，雙定時器的為556；CMOS但定時器的最后4位數(shù)為7555，雙定時器的為7556.它們的邏輯功能和外部引線排列完全相同。

555模擬定時器是一種用于實現(xiàn)定時功能的模擬電子電路，它可以根據(jù)輸入信號的變化來控制輸出信號的變化，從而實現(xiàn)定時功能。它的特點是結(jié)構(gòu)簡單、功能強大、可靠性高，可以用于實現(xiàn)各種定時功能，如定時器、計時器、計數(shù)器等。

555模擬定時器的設計思路是先確定定時器的工作模式，然后根據(jù)工作模式確定定時器的電路結(jié)構(gòu)，最后根據(jù)電路結(jié)構(gòu)設計定時器的電路。555模擬定時器的電路結(jié)構(gòu)主要由三個部分組成：觸發(fā)器、比較器和放大器。觸發(fā)器用于檢測定時器的輸入信號，比較器用于比較定時器的輸入信號和設定的時間，放大器用于放大定時器的輸出信號。

一個555模擬定時器的設計思路，可以產(chǎn)生任意三角波/鋸齒波，其波形和頻率由電位器控制。

如果您能列出圍繞 555 模擬定時器設計的所有振蕩器的列表，那將令人難以置信?？勺冋伎毡?、線性斜坡、三角形、鋸齒波等填充了這個擁擠的電路聚寶盆。此處描述的拓撲探索了一些新的和有用的可能性，因此（希望）不會簡單地增加迷戀。

圖 1顯示了新的振蕩器，基于 CMOS 555 U1，在反饋環(huán)路中帶有 RRIO（軌到軌輸入-輸出）運算放大器積分器 A2，生成具有可調(diào)頻率（通過R1）的線性三角輸出信號（Tout），波形（通過R2）和振幅（通過R3）。這是它的工作原理。

圖 1三角形/鋸齒/等。振蕩器。

A2 的積分器本質(zhì)上是反相的，因此信號鏈中的某處需要互補信號反相以取消反轉(zhuǎn)并允許 A2 為 U1 提供正反饋。這是 A1 的工作——盡管作為初級反相器的職責對于自重的運算放大器來說可能有點貶低。

A1 的軌到軌輸出（–Pout = Vss 到 Vdd）和波形設置V R2（同樣是 Vss 到 Vdd）之間的差異是 A2 集成的輸入，產(chǎn)生線性斜坡

dV/dT = -（–Pout – V R2 ）/R1C2。這種關系使得振蕩器頻率與 R1 成反比，理論上隨著 R1 接近全 CW = 零電阻而無限增加。

（ –Pout – V R2 ）微分關系使 Tout 波形可通過R2 調(diào)節(jié)。圖 2顯示了旋轉(zhuǎn) R2（從 0.05 到 0.95 CW）對 Tout 的影響。A2 的 RR 輸入使它工作，即使 R2 運行任意接近 Vdd（完全 CW）或 Vss（完全 CCW）。

圖 2三角輸出（Tout）波形與 R2 的關系。

根據(jù)圖 2，將 R2 設置為跨度中值（0.5）會產(chǎn)生對稱的三角波形，而接近 0 或 1.0 的設置會產(chǎn)生鋸齒波。脈沖輸出 Pout 的占空比也跟隨 R2，范圍從 R2 接近零時接近 0%，R2 在中跨度時為 50%，R2 接近全 CW 時接近 100%，而反函數(shù) –Pout 提供補充。

圖 3顯示了 R3、R4、R5 反饋環(huán)路如何控制 Tout 幅度，從接近零（R3 完全逆時針）到2Vdd/3（全順時針）可變，后者是通常 555 Vdd/3 振蕩跨度的兩倍。這通過在復合信號輸入到 U1 的Th（閾值）和Tr（觸發(fā)）引腳之前將 Pout 和 –Pout 脈沖的可調(diào)比率與 A2 的斜坡相加來實現(xiàn)。該總和抵消了 A2 斜坡的開關點。Tout 保持以Vdd/2為中心對稱。