一、ne555简介
ne555是一种通用的定时器/发生器芯片，由美国的Signetics公司设计并于1972年推出。它可广泛应用于定时、脉冲、计数、测量、控制等领域，成为模拟和数码电路中非常重要的一种IC。
二、ne555方波发生器
ne555方波发生器是ne555电路的一种应用，它能够稳定地产生一种频率为f、占空比为50%的方波信号。ne555方波发生器的原理是利用ne555的内部电荷泵电路（Charge Pump Circuit）构成Astable多谐振荡器（Multivibrator），通过调整R1、R2和C1的数值，可以获得不同的频率和占空比的输出信号。
三、ne555方波发生器原理
ne555方波发生器的原理图如下：
+-----------------------------+
| |
| |
| +-------+ |
| | | |
| +-+ | |
| | | | |
C1| +-+-+ | |
| | | | | |
+---|---+ | | | NE555| |
| R1 | | | | | |
| | +--+ +-+ | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | --- GND | |
| | | | | |
+-+ +---|-----+---------+------+
| | |
| | |
| | |
+-+ +-------+
R2
其中R1和R2用于控制输出波形的频率，C1用于控制输出波形的占空比。
当电路电源上电后，ne555的2脚和6脚都会被连接到Vcc，此时ne555内部的电荷泵电路会快速地从1脚向5脚充电，直到电压达到2/3 Vcc，ne555的输出引脚3就会翻转为低电平。当电荷泵电路开始从5脚向1脚放电时，当电压下降到1/3 Vcc时，输出引脚3就会翻转为高电平。这样就完成了一次方波的输出。
下面我们来具体分析ne555方波发生器的工作原理：
1、当输出为低电平时（稳压器内部电容充电时），C1通过R2和R1进行充电。
2、当电荷从C1流过R1和R2时，ne555的2脚和6脚的电压会下降，当电压降到1/3 Vcc以下时，输出就会翻转为高电平。
3、此时，C1通过R1进行放电，直到电压降到2/3 Vcc以下，输出就会再次翻转为低电平。
4、当C1再次充电到1/3 Vcc以上时，输出又会翻转为高电平，如此往复，就形成了一种频率为f、占空比为50%的方波信号。
四、ne555方波发生器调试
ne555方波发生器的调试涉及到R1、R2和C1的数值的选择，从而获得不同的频率和占空比的输出信号。
1、计算频率：
频率f的计算公式为：f=1.44/((R1+2*R2)*C1) Hz。
在设计电路时，R1和R2的数值尽量不要太小，这样可以有效降低电路的功率消耗，C1的数值要根据实际需求进行选择。
2、调整占空比：
占空比的计算公式为：D=(R1+R2)/(R1+2*R2)。
可以发现，当R1和R2的比值较大时，占空比会接近于50%。如果需要调整占空比，可以通过改变R1和R2的比值或者改变C1的数值来实现。
五、ne555方波发生器电路示例
下面是一份ne555方波发生器的电路设计示例：
+----------------------------+
| |
| |
| +-------+ |
| | | |
| +-+ | |
| 10k | |10k | |
C1 | | | | |
| +-+-+ | |
+-----|---+ | | | | |
| 10k | | | | | NE555| |
| | | | | | | |
| | +------+ +-+ | |
| | | | |
| | +----+ | |
| | | | |
| | | O |
| | | | |
| | | +------+-----> Output
| | | | |
| | | 4k7 | |
| | | _\_ / |
| | | | |/ |
| | | | \_ diode|
| | | | \_|
| | | | 1N4148 |
| GND GND GND
该电路频率的计算公式为：f=1.44/(C1*(10k+2*10k))=7.2/C1 Hz。
占空比的计算公式为：D=(10k+10k)/(10k+2*10k)=2/3。
该电路的输出波形如下：
/\
/ \
/ \
/ \
/ \
_/ \_
| |
|____________|
t
六、小结
本文详细介绍了ne555方波发生器的原理和应用，对于需要使用ne555的工程师来说，了解和掌握ne555方波发生器的设计和调试是非常有必要的。
原创文章，作者：BRELG，如若转载，请注明出处：https://www.506064.com/n/372536.html
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