2024模电实验挑战题5-NE555时基电路内部电路
该项目使用了KiCad软件、ADALM2000测试,实现了NE555时基电路内部电路的设计,它的主要功能为:测试NE555时基电路内部电路,了解NE555多谐振荡电路的构建。
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ADALM2000
NE555
模电实验
樱桃大丸子
更新2024-07-30
97

实验目标

1. 查阅NE555资料,了解其内部电路结构、性能和应用电路

2. 学习NE555多谐振荡电路的构建、调整和测试

实验器材

ADALM2000  

15nF X2

1k X2

1N4148 X5   

NE555 PCB

PCB板

导线

 

理论基础

555时基电路是一种集模拟功能与逻辑功能于一身的中规模集成电路,555时基电路有双极型和MOS型两种。NE555双极型的内部电路如图1所示。

图1

NE555内部电路的简化原理图如图2所示,电路包括两个比较器,一个RS触发器,一个缓冲器;以及一个对外计时放电的晶体管,以及三个阻值为5kΩ的电阻组成的电压参考电路。

图2

NE555内部电路仿真图如图3所示。

图3

利用555可以构成RC多谐振荡器,如图4所示。定时元件为R1、R2和C。多谐振荡器的振荡周期为

图4

参考答案

实验电路仿真:https://www.eetree.cn/short/27hfy6y9

实验步骤

1、内部电路电路板绘制:

a、原理图:

image.png

b、PCB:

2、电路调整过程介绍、ADALM2000测试过程及其结果

(1)、按照题目要求对外部电路进行搭建并测试电路,使用了两个1k的电阻,两个15nF的电容。

image.png

(2)、使用m2k观测输出波形,根据公式可知,算出振荡周期T=32kHz,数时间轴的格子可知占空比约为66%。

实验结论

Ne555是一个定时器芯片,它的内部结构由三个串联的5kΩ电阻、两个比较器、一个RS触发器、一个反向器和放电开关三极管组成的。三个5KΩ电阻构成一个分压器网络,该网络为两个比较器提供两个参考电压,2/3 VCC到上层比较器(比较器1)的反相端,1/3 VCC 到下层比较器(比较器2)的反相端。

负脉冲到触发输入:当触发器(pin 2)上的电压降至VCC的1/3时,比较器2输出高电平,触发器设置(输出高电平),然后引脚3(输出)输出高电平。

输出脉冲:引脚3的输出脉宽取决于由定时电阻与电容组成的RC网络的时间常数。

负脉冲到阀值输入:当阀值输入(pin 6)的电压升高到VCC的2/3时,比较器1会输出高电平,触发器会被复位(输出低电平),然后引脚3(输出)会输出低电平。

根据题目的要求,使用Ne555组成一个RC多谐振荡器,根据图4搭建外围电路。根据数据手册可知,数据手册给出的外围电路与题目的图中给的电路在5号引脚CONT上有所区别。数据手册有给出解释,5号引脚加上电容可以使得性能变得更好。在我们自己搭建的电路中有加上电容。

两个电阻的阻值给的都是1k,电容为15nF。根据公式可知,震荡周期T=32kHz。此外,在电子森林的网站上,还发现了一个好用的工具!电子森林的工具页面中,有可以直接计算出周期和占空比的工具!给出阻值和容值,直接计算出占空比和频率。


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