详解555函数信号发生器电路的工作过程

函数信号发生器是一种信号发生装置，能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。

函数信号发生器

电路图功能：

利用555的核心电路产生方波，三角波，正弦波。

整个电路的工作过程：

首先，555芯片通过外围电阻电容组成一个多谐振荡器，输出一个方波。

555多谐振荡器输出方波后，经电容C1耦合到由R3，C3组成的积分网络。输出三角波。这也是一个电容充放电的过程，过程如下：

当555多谐振荡器输出高电平时，C3通过R3开始充电，C3的充电电压增加。当555多谐振荡器输出变成低电平时，C3通过R3放电，C3上的电压降低。这样在C3两端产生的波形呈三角形状。

三角波再经低通滤波器转换成正弦波，其原理为：根据傅立叶变换，将三角波展开为傅立叶级数可知，它含有基波和3次、5次等奇次谐波，因此通过低通滤波器取出基波，滤除高次谐波，即可将三角波转换成正弦波。这种方法适用于固定频率或频率变化范围很小的场合。电路框图如下方左图所示。输入电压和输出电压的波形如下方右图所示，uO的频率等于uI基波的频率。

本文涵盖了所有的555定时器IC的基本方面。您可能已经知道，SE /东北555 Signetics公司公司介绍了1970年的一个定时器IC。在这篇文章中，我们涵盖约555定时器IC的以下信息。

1、介绍555定时器IC

2、555定时器IC引脚配置

3、555定时器的基础

4、框图

5、工作原理

6、下载数据手册

其中最通用的线性IC，这是第一次在1970年年初推出Signetic给公司作为名义东南/东北555定时器 555定时器。本IC是一个单片定时电路，可以产生精确和高度稳定的时间延误或振荡 。像其他常用的运算放大器，该IC还非常可靠，易于使用，成本便宜。它有一个应用，包括各种单稳态和非稳态多谐振荡器，DC - DC转换器，数字逻辑探针，波形发生器，模拟频率计和转速表，温度测量和控制设备，稳压器等。计时器基本上工作在两种模式之一，无论是作为一个单稳态多谐振荡器(一次性)，或作为一个非稳态(自由运行)multivibrator.The SE 555设计的工作温度范围从- 55 ° C至125 °而东北555的工作温度范围0 °至70 ° C

555定时器的重要特点是：

从广泛到18伏的电源电压范围从+ 5伏特的电源 。

下沉或采购200毫安的负载电流。

所以只有很少的外部元件的正确选择允许超过几百公斤赫兹的频率几分钟的时间间隔，几分钟的时间间隔可分为，应正确选择外部元件。

它有一个高电流输出，输出可以驱动TTL。

它有一个50百万分之(PPM)每摄氏度的温度变化程度的温度稳定性，或等价的0.005% / ° C 。

定时器的占空比可调，每包的最大功耗为600毫瓦，其触发和复位输入逻辑兼容。

IC引脚配置

555定时器IC 是一个8针的金属，一个8 - pin微型DIP(双包)或14引脚DIP 。

这种IC包含23个晶体管，二极管和16 电阻。的555定时器IC终端的解释如下 。在下面的讨论中使用的PIN号码是指8脚DIP和jQuery112406530187090393156_14824641950158引脚的金属可以包。

555定时器的双列直插式封装14管脚配置

针脚1：接地端子：这个终端测量电压。

针脚2：触发端子：此引脚是反相输入一个比较负责过渡触发器设置重置。定时器的输出取决于应用到该引脚的外部触发脉冲的振幅 。

3脚： 输出端子：定时器输出是在这个引脚。有两种方式负载可以连接到输出端之间的第3脚和接地引脚(引脚1)或引脚3和电源引脚(引脚8)之间。被称为第3脚和地面电源引脚之间连接的负载的正常负载和第3脚和地面之间连接的引脚被称为负载通常是关闭的 。

针脚4： 复位端：禁用或重置一个负脉冲，是由于它被称为复位端此引脚的定时器 。当此引脚为复位的目的，它应连接到+ V CC，以避免任何可能误触发。

引脚5： 控制电压终端：该终端的功能是控制阈值和触发水平 。因此，无论是外部电压或连接到该管脚锅决定输出波形的脉冲宽度。外部电压施加到这个引脚也可以用来调节输出波形。当此引脚不使用，应通过一个0.01微法拉连接接地，以避免任何噪音问题。

6脚：阈值终端：这是比较V参考电压的2 / 3应用到终端的电压 CC的比较1，非反相输入端。适用于该终端电压幅值负责触发器状态 。

引脚7：放电终端：该引脚在内部连接晶体管的集电极电容大多是这个终端和地面之间的连接 。这就是所谓的放电终端，因为晶体管饱和时，通过晶体管的电容放电。当晶体管被切断过的，在外部电阻和电容确定的利率电容充电。

8引脚： 电源端子：一个+5 V至+18 V的电源电压是适用于该终端与地面(引脚1) 。

555定时器基础

555定时器结合张弛振荡器，两个比较器，一个RS触发器，和放电电容。

RS触发器在555定时器IC

RS触发器： -一对交叉耦合晶体管如图。每个集热器的驱动器通过电阻R 基 B对面。在这种电路的一个晶体管饱和，而另一种是切断。举例来说，如果是饱和的晶体管Q 1的，其集电极电压几乎为零 。因此，有没有晶体管Q的基极驱动 2到切断和集电极电压的方法+ V CC 。这种高电压产生足够的基极电流保持在饱和的晶体管 Q 1。

另一方面，如果晶体管 Q 1截止，其集电极电压，这是约等于+ V CC，驱动晶体管 Q 2进入饱和状态 。这种晶体管的集电极电压低(大约是零)，然后保持切off.Depending饱和晶体管晶体管Q 2，Q输出是高或低，通过增加更多的组件电路， RS触发器。RS触发器电路，可以设定Q输出高 或低重置它。顺便说一下，互补(右)是从另一个晶体管的集电极输出Q 。

图显示了一个RS触发器的任何设计原理图符号。电路锁定在任一两个国家。高S输入设置Q到高;高R输入复位Q来低位。输出Q保持在给定的状态，直到它是相反的状态触发。

555定时电路

基本时序

图说明了一些基本思路，将在未来的555定时器的博客文章证明有用。假设输出Q高，晶体管饱和，即电容C短路，不能充电，电容电压钳位在地面。

非反相比较器的输入电压被称为阈值电压，而被称为反相输入端电压作为控制电压RS触发器设置，饱和晶体管保持在零阈值电压 。然而，控制电压是固定的2 / 3 V CC(即V在10)，因为分压器 。

假设一个高电压施加到R输入。这种复位的触发器的R - Q输出变为低电平 ，晶体管截止 。现在是免费的电容C充电。由于这个电容C充电，阈值电压上升。最终，阈值电压变得稍微比(± 10 V)。比较器的输出变高，迫使RS触发器设置。高Q输出晶体管饱和，这个快速的电容放电。两个波形图描绘了一个指数上升跨电容C，一个正脉冲出现在输出Q因此电容电压V C 是指数，而输出是长方形，如图所示。

555定时器的框图如上图所示。555定时器有两个比较器，基本上都是2个运算放大器)，一个RS触发器，两个晶体管和电阻网络 。

电阻网络由三个相等的电阻和行为作为一个分压器。

比较器1的比较与参考电压+ 2 / 3的阈值电压 VCC伏 。

比较器2的比较参考电压+ 1 / 3伏的触发电压CC伏。

两个比较器的输出提供给触发器 。触发器假定它的状态，根据两个比较器的输出。两个晶体管是其中一个放电晶体管集电极连接到引脚 7。该晶体管饱和或削减过，根据触发器的输出状态。饱和的晶体管提供外部连接一个电容器放电路径 。另一个晶体管的基连接到复位端 。适用于该终端重置整个定时器，不论任何输入一个脉冲 。

工作原理

参照上述555定时器IC座图：

比较器1的阈值输入(引脚6)和控制输入(引脚5)。在大多数应用中，不是用来控制输入，使控制电压等于V CC 2 / 3 。这个比较器的输出是应用设置(S)的触发器的输入。每当阈值电压超过控制电压，比较器1将设置触发器，其输出为高。一个触发器输出放电晶体管饱和，7脚外接电容放电。互补信号的触发器到引脚3，输出。引脚3的输出是低的。，这些条件将占上风，直到比较器2触发触发器。即使在阈值输入电压低于 V CC，2 / 3 是比较器1不能导致触发器再次发生变化。这意味着比较1只能迫使触发器的输出高。

要改变触发器的输出为低，在触发输入电压必须低于1 / 3 VCC。当这种情况发生时，比较器2触发触发器，迫使其输出低，低触发器输出变为放电晶体管和力量功率放大器输出高 。这些条件将继续独立的电压触发输入。比较器2只能导致触发器输出低电平。

从上面的讨论可以得出结论，从555定时器的低输出，门槛上输入电压必须超过控制电压或+ 2 / 3 V CC 。他们还反过来放电晶体管。要强制定时器输出高，触发输入电压必须低于1 / 3 V CC。这也变成放电晶体管关闭。

一个可用于控制输入电压，改变开关发生在哪些级别。为0.01纳米的法拉电容在不使用时，应第5脚和地面之间的连接，以防止这个引脚上耦合噪声引起误触发。

复位(引脚4)连接到一个逻辑低电平将放在触发器的输出高。放电晶体管将继续和功率放大器将输出一个低电平。这种情况将继续，直到复位是采取高 。这允许同步或复位电路的工作。在不使用时，复位应与+ VCC。