555多谐振荡器在模拟声响电路中的应用

2011-02-22 12:06:07来源: 互联网
摘要:555定时器是一种中规模集成电路,它使用灵活、方便,被广泛应用于脉冲的产生、整形、定时和延迟等电路中。文中介绍了555定时器及其逻辑功能,以及由其构成的多谐振荡器的工作原理,通过举例论述了555多谐振荡器在模拟声响电路中的应用,说明在实际生产中,只要将其各个功能加以综合应用,便可得到许多实用电路。
关键词:555定时器;多谐振荡器;模拟声响电路


1 555芯片简介
    555是一个8脚集成芯片,主要由分压器、2个高精度电压比较器、1个基本RS触发器、1个放电管和输出驱动反相器组成。其电路组成,如图1所示,符号如图2所示,功能表,如表1所示。

 

      

   (1)比较器
   电压比较器C1和C2是两个结构完全相同的理想运算放大器。比较器,如图3所示有2个输入端,分别用U+和U-表示相应输入端上所加的电压,用U0表示比较器的比较结果,U+>U-,Uo=1;U+

   

    (2)分压器。
    3个阻值均为5kΩ的电阻串联起来构成分压器(555芯片也因此而得名),为比较器C1和C2提供参考电压。当电压控制输入端5脚Vc0悬空时,如图1所示,。电压控制端5脚处如果另加控制电压Vc0,则可改变C1,C2的参考电压,。工作中不使用控制端时,一般通过一个0.01μF的电容接地,以旁路高频干扰。
    (3)基本RS触发器。
    由两个与非门组成,具有置O,置1,保持的功能。是可从外部进行置O的直接复位端,当=0时,使。
    (4)晶体管开关(放电管)。
    晶体管TD构成开关,其状态受端控制。时,晶体管截止;而=l时,晶体管导通。
    (5)输出缓冲器。
    输出缓冲器就是接在输出端的反相器G,其作用是提高定时器的带负载能力和隔离负载对定时器的影响。

2 用555定时器构成的多谐振荡器
    用555定时器可方便地组成多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等脉冲产生和整形电路。这些电路在工业控制、定时、仿声、电子乐器、防盗报警等方面有着广泛的应用。
多谐振荡器是555应用的基本电路,是指电路没有稳定状态(即方波发生器),只有两个暂稳态,其功能是产生一定频率和幅度的矩形波信号,其输出状态不断在“1”和“0”之间变换。
如图4所示,在加电状态下,由于电容C上电压不能突变,故555芯片处于置位状态,u。=1,放电管TD截止(7脚与地断开),Vcc通过R1,R2对电容C进行充电,当uc上升到时,u0=0,TD导通,电容C端电压通过R2和放电管TD对地进行放电,uc下降。当uc下降到时,u0又由0变为l,TD截止,Vcc又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程,在输出端u0产生了连续的矩形脉冲,如图5所示。其中,R1,R2和C是定时元件,它们决定了电路的充放电时间。
    其中,Tl≈0.7(Rl+R2)C,T2≈0.7R2C。


    555构成多谐振荡器工作可靠,调节方便,在信号产生、工业控制、电源变换、仿声等领域获得了广泛的应用,但其振荡频率不能太高,一般不超过几百千赫兹;且其频率稳定性较差,易受电源波动、温度变化等影响。

3 555多谐振荡器在模拟声响电路中的应用
    模拟声响电路能发出各种模拟声响,如各种乐器声、动物呜叫声、流水、刮风、下雨等自然界的声响和车船、飞机、枪炮、爆炸等现代文明所制造的声响效果。因而模拟声集成电路被广泛应用于电子玩具、仪器仪表、保安警示等领域。文中介绍由555多谐振荡器组成模拟声集成电路的应用实例,具有结构简单清晰、扩展方便、灵活易变等优点。实现时只要配置适当的阻容元件和接线即可,稍作改动就可实现不同的模拟声响,具有较高的性价比。
    (1)“叮咚”门铃声响电路。
    如图6所示,555定时器与R1,R2,R3和C2组成多谐振荡器。按钮AN未按下时,555的复位端4脚。通过R4接地,因而555处于复位状态,扬声器不发声。当按下AN后,电源通过二极管D1使得555的复位端4脚为高电平,振荡器起振。因为R1被短路,所以振荡频率较高,发出“叮”声。当松开按扭时,电容C1上的电压继续维持高电平,振荡器继续振荡,但此时R1已经接入定时电路,所以振荡频率较低,发出“咚”声。同时C1通过R4放电,当C1上电压下降到低电平时,555又被复位,振荡器停振,扬声器停止发声。

 


    (2)间歇声响电路。
    如图7所示,A和B两个555电路均为多谐振荡器。适当选择定时元件,使fA=1Hz,fB=1kHz。由于低频振荡器A的输出接高频振荡器B的复位端,故只有u01输出为高电平时,B振荡器才振荡,u01输出为0时,B停止振荡,使扬声器发出l kHz“呜呜”的间歇声响。工作波形,如图8所示。


    (3)双频音响电路(救护车)。
    将图7中A振荡器的输出u01接到B振荡器的电压控制端,即5脚Vc0,如图9所示。则振荡器A输出高电平时,振荡器B的振荡频率较低;当A输出低电平时,B的振荡频率高,从而使B振荡器的输出端产生两种频率的信号。3脚u02所接的扬声器发出“嘟、嘟……”的类似救护车的双频间歇响声。


4 警车的音响效果电路
    如图10所示,A和B两个555多谐振荡器,A与R1A,R2A和CA组成低频振荡器,B与R1B,R2B和CB组成高频振荡器。由振荡器A的6脚引出电容充放电波形(类似线性扫描波形),通过运算放大器接至振荡器B电压控制端的5脚上,对其进行调制,则u02波形的频率是变化的,将产生连续不断的“呜、呜”类似警车的音响效果。


5 结束语
    集成555定时器具有结构简单、用途广泛、价格低廉等多种优势,文中仅介绍了其应用的一个方面。在实际的生产生活中,只要将其各个功能加以综合应用,便可得到许多实用电路。

关键字:应用

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0222/article_5083.html
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