关于产生PWM波的发生电路的学习记录

使用NE555产生方波发生器的设计需求:

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| 输出频率: | 1k/10k/100k/200K/500K/ |
| 输出占空比: | 50% |

一、NE555芯片介绍

NE555是一种集成电路,其内部包括了电压比较器,RS触发器,反相器等,外部引脚则提供了与其他电路元件连接的接口。NE555的设计目的是为了提供一种简单方便的定时器解决方案。

  • NE555引脚说明

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| 引脚 | 功能 |
| 1(GND) | 接地,提供参考零电位 |
| 2(TRIG)Trigger | 触发输入端口,当输入低电平时触发 |
| 3(OUT) | 输出端口,NE555信号输出,取决于工作状态和外围电路设计 |
| 4(Reset) | 复位端口,低电平复位 |
| 5(Cont)control voltage | 控制电压端,若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串一个0.01uF电容接地,以防干扰 |
| 6(Thres)Threshold | 阈值输入端,它决定了定时器输出端关闭的电压水平。当阈值引脚的电压超过2/3Vcc时,输出端将关闭(输出低电平)。在某些应用中,阈值引脚可以用来控制输出端的行为。例如,在多谐振荡器或PWM发生器中,通过改变阈值引脚的电压,可以改变输出信号的占空比 |
| 7(Disch)Discharge | 放电端口,该端口与放电管集电极相连,用做定时器时的电容电放路径 |
| 8(Vcc) | 供电 |

  • NE555内部结构框图
  • 核心谐振矩形波发生的原理

矩形波发生电路:在没有外加输入信号的情况下,依靠电路自激振荡,自动产生矩形波输出电压的电路。

核心要点:

  1. 矩形波电压只有两种状态,不是高电平就是低电平,因此电压比较器是其重要组成部分。
  2. 电路要产生振荡,即在没有外加输入的情况下,输出的两种状态能够自动的相互转换,因此输出必须通过一定的方式引回到输入,以控制输出状态的切换。也就是电路必须存在反馈方式。
  3. 输出状态按一定时间间隔交替变化,即产生周期性变化,因此电路中要有延迟环节来确定每种状态的的持续时间。

矩形波发生电路由反向输入的滞回比较器和RC电路组成。

对应到该NE555来说,RS锁存器S为1时,2号引脚的电压低于1/3Vcc,S为0时,2号引脚的电压高于1/3Vcc.同样的,R要为1时,6号引脚的电压得高于2/3Vcc,R为0时,要求6号引脚的电压低于2/3Vcc.因此可以得NE555的输入输出关系表

电源VCC通过RA,RB给电容C进行充电,在2号引脚低于1/3Vcc时,输出高电平,1/3Vcc-2/3Vcc时,依旧是输出高电平,当高于2/3VCC时,Vo1为高电平,输出为低电平,Q1导通,电容通过Rb进入7好引脚进过Q1放电到地。2/3Vcc-1/3Vcc,当再次到达1/3Vcc时,Vo1为低电平,Q1关断,输出为高电平,重新进行充电。

原理图为:

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