浅谈555集成电路构成典型振荡电路的分析和改进

时间:2022-10-24 14:35:03 来源:网友投稿

摘 要:555是一种数字模拟混合集成电路,在定时器等精密设备中的应用十分广泛。它的工作原理较为复杂,但能够运用于单稳态触发器、多谐振荡器等电路中。除此之外,它还具有灵活、稳定性高等优点,因此,在电子玩具、家用电器等产品中也有较为广泛的应用。本文对555集成电路构成的典型振荡电路中存在的问题进行分析,并提出了相应的解决方法。

关键词:555集成电路;典型振荡电路;分析;改进

1.555集成电路的特点

555集成电路的一个显著特点就是能够将模拟功能和逻辑功能有效地结合在一起,从而形成一个集成化的电路。555集成电路是数字电路与模拟电路的有机结合,具有延缓时间、发出脉冲信号等功能。555电路具有线路简洁明了、功能完善、灵活性强、使用方便等多项优点,因此,555集成电路常被用于典型的多谐振荡电路中,以代替传统的连接式控制组件构成脉冲振荡电路。

除此之外,555集成电路还具有工作效率高、稳定性强、精度高等优点。由于555集成电路采用的电压范围为2~28伏,因此能够与其他数字电路进行有效的连接。555集成电路还有一定的输出功率,能够用于对微电机、指示灯、扬声器等多种电路的调节。

2.555集成电路的类型与选择

555集成电路主要有两种类型,分别是双核型、互补金属氧化物半导体型。其中,双核型电路的性能更强,因此使用频率较高。

555集成电路构成的基本电路通常有单稳态触发电路、双稳态触发电路、无稳态工作电路。无稳态电路的输出状态是在高低之间持续转换的,从而形成了一个矩形的脉冲图像。因此,从本质上来看,这是一种脉冲振荡器,因为它能输出矩形脉冲。从电路原理上来看,这个脉冲可以看作正弦波和一系列频率相同但幅度不相同的正弦波叠加而成的,它是不需要外部的脉冲来引发振荡而自动启动的,因此,它又称为自激振荡器。

3.用于实现理想方波振荡的改进电路

笔者在研究555集成电路构成的典型脉冲振荡电路时发现,当电路形成特定的方波时,对电路的其他要素要求较高,要想实现理想方波是有的难度的。可通过对电路的简单改进,使得电路的方波变得更加理想。

(1)间接反馈型无稳态电路。根据555集成电路的特点可以得出,其开放开关的电压与输出端的电压具有相同的大小和功能,因此,当内部的放电开关断开时,电路处于开路的状态,电路中产生一个高电平。当输出端的电压等于零,内部开关闭合时,接地端接地,电路中产生低电平。从上述原理中可以看出,用放电端的电压代替输出端的电压是完全可行的。但存在的一个问题是,电路中的能源可能会出现不足,这时就需要在电路中增加一个充点电阻,使原先的电路成为拥有两个反馈电阻的电路。通过上述改进,负载电流和充电电路就能完全独立,也就是说,电路的充放电电路不会再受到负载电流的影响。

此外,从电路性能的角度来看,双极性的555集成电路放电管比一般的电路要大,采用改进后的电路能够有效地提高电容的充放电性能,电路的运行也会更加稳定安全。因此,间接反馈式电路用于改进典型的555集成振荡电路是切实可行的。

(2)压控振荡器的构成。构成压控振荡器也是555集成电路的一种常见优化方法。压控振荡器的构成是通过在电路中接入电位器来改变电路中的振荡频率。当电位器的中心电压改变时,电容器的充电时间会发生较大改变,通常变化幅度在20倍左右,而电容器的放电时间变化幅度却很小,几乎可以说是没有变化。将两者的变化绘制成图像,可以看到两个时间点之间有一个交点,这一交点就是D50%。

为了进一步提高电路振荡频率的稳定性,可以使用晶体材料。此外,可变电容的使用也可以对电路的振荡频率进行精确的调整。用晶体对振荡频率进行控制,振荡频率就与晶体的频率一致,也就是谐波的频率。通过这一优化处理,电路的振荡频率稳定性得到了极大提高,实验的数据表明,振荡频率的稳定性大致可以提高30~40个百分比。

4.结语

555集成电路构成的典型振荡电路在通过完善和优化后,其性能得到了进一步的提高。随着集成电路技术的进一步发展以及相关制造工艺的完善,由555集成电路构成的典型振荡电路必将会得到更加广泛的应用,其功能也将得到进一步的完善。

参考文献:

[1]姚海燕.555时基集成电路测试中电容的巧用[J].信息技术,2010,(8).

[2]刘钰琼.连接控制组合国产化设计——555时基电路的应用[J].硅谷,2014,(22).

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