基于RLD的非稳态555定时器电路

出处:维库电子市场网 发布于:2023-09-01 16:15:47 | 558 次阅读

    在非稳态 555 多谐振荡器电路的经典配置和大多数变体中,定时特性基于电容器的充电和放电。然而,可以说,由于电容器的指数电压在性质上与电感器电流相似,因此后者可以成为 555 的替代计时元件。这在“基于电感器的非稳态 555 定时器电路”中得到了展示。在图 1中,我们提出了另一种基于电感器的非稳态 555 多谐振荡器的方法。

    图 1基于电感器、二极管电阻器的非稳态 555 定时器电路。
    上电时,电感电压 (VL) 上升并超过 555 的触发电压 2Vcc/3。引脚 3 处的输出 (Vo) 变低,引脚 7 处的放电晶体管开启,从而提供低电阻接地路径。随着 VL 以及引脚 2 (V2) 和引脚 6 (V6) 处的电压均呈指数下降,电感器电流 (IL) 开始上升。
    当V6低于555的阈值电压Vcc/3时,Vo变高,放电晶体管关闭。由于 IL 被中断,电感器电压反转,从而对续流二极管 (D) 施加正向偏置。引脚 7 被钳位到高于 Vcc 的二极管正向电压。IL 和 VL 开始下降至零,而 V2 则上升至 Vcc。    当 V2 再次超过 2Vcc/3 时,Vo 变低,放电晶体管导通,随之而来的是一系列规则的高低输出脉冲。预期波形如图 2所示。

    图 2使用 Tinkercad 模拟的波形(设置:15 ?s/div)。
    对于Vo的每个状态,我们推导了有效电路的一阶微分方程。由此我们得出用于计算脉冲宽度的公式 1 :    这些符号在表 1中定义,其中 TH 和 TL 列列出了符号所采用的特定值。我们还考虑 Rs 为电感器的直流电阻,RON = 59.135 / Vcc 0.8101为引脚 7 处放电晶体管的电阻(请参阅“设计低占空比定时器电路”),VD=0.6 V 为二极管正向电压。

    为了测试这些想法,我们准备了一个电子表格计算器,可以预测 TH、TL 和其他输出特征。然后我们选取表2中列出的元件,使用数字LCR测试仪(SZBJ BM4070)测量它们的实际值,并将数字插入计算器。Vo的预测属性列于表3中。

    表 2实验电路的元件。

    表 3预测值与测量值(Vcc=5.00 伏)。    最后,我们连接到我们的笔记本电脑、USB 供电的测试和测量设备 Digilent Analog Discovery 3 (AD3),为实验电路提供 +5 V(图 3)并观察引脚 2 和 6 的波形,以及3的IC(图4)。我们测试了来自各种 555 的 8 个芯片,发现虽然 TH 是一致的,但 TL 值却缺乏精确度。尽管如此,当我们将 AD3 测量值与表 3 中的预测值进行比较时,我们发现公式 1 很好地模拟了新多谐振荡器的输出。

    图 3将 Digilent Analog Discovery 3 连接到实验电路的 +5 V 的实验设置。

    图 4 V2、V6 和 Vo 的波形以及 Vo 的测量值。
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