第7节 555 音频振荡器 (修订中)
[TOC]
零件和材料
- 两节 6 伏电池
- 一个电容，0.1 µF，非极化（Radio Shack 目录 #272-135）
- 一个 555 定时器 IC（Radio Shack 目录 #276-1723）
- 两个发光二极管（Radio Shack 目录号 276-026 或同等产品）
- 一个 1 MΩ 电阻
- 一个 100 kΩ 电阻器
- 两个 510 Ω 电阻器
- 带耳机的音频检测器
- 示波器（推荐，但不是必需的）
示波器可用于分析该电路产生的波形，但这不是必需的。音频检测器是本实验非常有用的测试设备，尤其是在您没有示波器的情况下。
交叉引用
电路课程，第 4 卷，第 10 章：“多谐振荡器 (opens new window)”
学习目标
原理图，示意图
插图
指示
“555”集成电路是用于多种功能的通用定时器。在这个实验中，我们探索了它作为非稳态多谐振荡器或振荡器的用途。如图所示连接到一个电容器和两个电阻器，它将自由振荡，以方波输出电压驱动 LED 开关。
该电路的工作原理是对电容器 (opens new window)进行交替充电和放电。__当Thresh 端子__检测到的电压超过电源电压 (Vcc) 的 2/3时，555 通过将Disch端子接地开始对电容器放电。
__当Trig__端子检测到的电压低于电源电压的 1/3时，它停止对电容器放电。因此，当__Thresh__和__Trig 端子都连接到电容器的正极端子时，电容器电压将以“__锯齿”模式在 1/3 和 2/3 电源电压之间循环。
在充电周期中，电容器通过 1 MΩ 和 100 kΩ 电阻的串联组合接收充电电流。一旦[555 定时器上的](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt- (opens new window)
555 的输出端产生一个方波电压信号，当电容器充电时为“高”（接近 Vcc ），而当电容器放电时为“低”（接近 0 伏）。这种交替的高/低电压信号以相反的模式驱动两个 LED：当一个打开时，另一个将关闭。因为电容的充放电时间不等，所以输出方波波形的“高”和“低”时间也会不等。
这可以从两个 LED 的相对亮度中看出：一个会比另一个亮得多，因为它在每个循环中开启的时间更长。
方波的“高”和“低”时间之间的相等或不相等表示为该波的_占空比_。具有 50% 占空比的方波是完全对称的：它的“高”时间正好等于它的“低”时间。10% 时间“_高”和 90% 时间“_低”的方波据说具有 10% 的占空比。
在该电路中，输出波形的“高”时间超过“低”时间，导致占空比大于 50%。
使用音频检测器（或示波器）来研究该电路产生的不同电压波形。尝试不同的电阻值和/或电容值，看看它们对输出频率或充电/放电时间有什么影响。
相关练习：
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