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555组成的多谐振荡器频率计算

2023-03-02 22:20 作者:有人插袋记得拍照  | 我要投稿

555定时器可以产生方波信号,那么这个方波信号的频率是如何得出的以及过程是如何呢?接下来花很短的时间来了解下!电路图和波形如下:

假设R2=2.4k,R1= 1.2k,C = 0.22uf。

为了算得频率,我们要先知道它的周期,而周期由高电平持续时间 t_%7Bph%7D%20 和低电平持续时间 t_%7Bpl%7D%20 组成。

我们先看t_%7Bpl%7D%20

从波形图可以看出,低电平就是电容放电再到充电那一刻的时间区间,根据555内部原理图我们可以得到放电回路。

放电回路

是一个非常典型的RC电路零输入响应模型。时间常数%5Ctau%20%3D%20R_%7B2%7D%20C 。

当图中三极管导通的时候,Uc电压就会开始衰减,直到趋于0。

回到我们的问题,我们是需要计算这个放电时间。

我们知道Uc的电压衰减与时间 t 有这样的关系:

                                          u_%7Bc%7D(t)%20%3D%20U_%7B0%7De%5E%5Cfrac%7B-t%7D%7B%5Ctau%20%7D%20

在我们的需求里需要算的时间,所以我们要先把上式用反函数处理下:

                                          t(u_%7Bc%7D%20)%20%3D%5Ctau%20%20ln%5Cfrac%7BU_%7B0%7D%20%7D%7Bu_%7Bc%7D%20%7D%20

根据波形图,电容开始放电的那一刻是%5Cfrac%7B2%7D%7B3%7DVcc%20  ,到%5Cfrac%7B1%7D%7B3%7DVcc%20 开始充电。所以放电的电压区间就是%5Cfrac%7B2%7D%7B3%7DVcc%20  ~  %5Cfrac%7B1%7D%7B3%7DVcc%20  , 设 U_%7B0%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B2V_%7Bcc%7D%20%7D%7B3%7D%20%20, 我们求U_%7Bc%7D%20%20%3D%20%5Cfrac%7BVcc%7D%7B3%7D%20 时 的时间 就可以知道放电时间了。其中%5Ctau%20%20%3D%20R_%7B2%7D%20C

算得 t = 0.38ms,故t_%7Bpl%0A%7D%20 = 0.38ms。

对于算t_%7Bph%7D%20,上面的公式给的是放电过程的函数,对于充电也是一样的,唯一值得注意的是,充电回路和放电回路有区别:

充电回路

充电的%5Ctau%20%5C%20%3D%20%EF%BC%88R%2BR_%7B2%7D%EF%BC%89C。算得t_%7Bph%7D%20 = 0.55ms

所以频率 = f%20%3D%20%5Cfrac%7B1%7D%7Bt_%7Bph%7D%2Bt_%7Bpl%7D%20%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B1%7D%7B(0.55%2B0.38)%5Ctimes%2010%5E-3%20%20%7D%20%20%3D%20102.04Hz

以上



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