一個555模擬定時器的設計思路
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-02-06 15:58:26
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。可變占空比、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 1三角形/鋸齒/等。振蕩器。
A2 的積分器本質上是反相的,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 調節(jié)。圖 2顯示了旋轉 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)。
根據(jù)圖 2,將 R2 設置為跨度中值 (0.5) 會產生對稱的三角波形,而接近 0 或 1.0 的設置會產生鋸齒波。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。
請注意,R3 對 Pout 或 –Pout 幅度沒有影響,它們始終具有完整的 Vss 到 Vdd 偏移。
振蕩頻率受波形和振幅變化的影響,但波形和振幅與頻率無關,且相互獨立。因此簡單的設置方法是先調整波形(R2)和幅度(R3),再設置頻率(R1)。這將限度地減少重復交互“追尾”調整的需要。
為 C2 顯示的 0.01?F 適用于 kHz 范圍內的工作頻率,但當然可以針對幾乎任何范圍進行更改,為較低頻率增加 C2,為更高頻率減小 C2。
所有輸出都經(jīng)過主動緩沖和低阻抗,使其對負載不敏感,并且很少需要額外的緩沖。
溫度穩(wěn)定性主要取決于電阻器和電容器的溫度系數(shù),因為 555 和 2372 在這方面非常出色。
總 Vdd 電流消耗將取決于 Vdd、工作頻率和輸出負載,但通常小于 3mA。該振蕩器在低至 3V 的電源電壓下工作的能力低于大多數(shù)其他基于 555 的線性斜坡發(fā)生器。
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