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需要生成50%占空比方波,门控555第一脉冲过长怎么办?

2024-01-23 17:45:13 STEPHEN WOODWARD 阅读:
之前我的一个设计实例“该怎么让门控555非稳态多谐振荡器顺利得到使用?”解决了传统拓扑的555非稳态电路在启动时由RESET引脚门控从振荡关闭到振荡开启时产生的第一个脉冲过长的问题,不太传统的555非稳态拓扑也会遭受相同的第一脉冲问题···

不太传统的555非稳态拓扑中增加了第一脉冲过长的弊病,对于需要生成50%占空比对称方波的基于CMOS和双极型的振荡器也是如此。9Voednc

之前我的一个设计实例“该怎么让门控555非稳态多谐振荡器顺利得到使用?”解决了传统拓扑的555非稳态电路在启动时由RESET引脚门控从振荡关闭到振荡开启时产生的第一个脉冲过长的问题。参见图1和图2。9Voednc

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图1 当通过RESET引脚门控从振荡关闭到振荡开启时,第一个振荡周期在启动时第一个脉冲过长。9Voednc

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图2 通过C2在振荡启动时注入电荷来均衡脉冲长度。9Voednc

然而,这种设计实例没有解决的问题是,不太传统的555非稳态拓扑也会遭受相同的第一脉冲问题。这类电路的重要实例是生成50%占空比对称方波的振荡器,如图3所示。9Voednc

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图3 第一脉冲的问题也出现在CMOS 555常用的50%占空比方波拓扑中。9Voednc

令人欣慰的是,前文提到的修复方法也适用于此类振荡器,如图4所示。9Voednc

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图4 应用于CMOS 50%占空比方波振荡器的C2电荷注入修复方法。9Voednc

这样,CMOS 555方波发生器的问题就解决了。但类似的双极型振荡器呢?9Voednc

尽管双极型555年代久远,但仍被设计用于当代应用中。选择双极型555的原因包括有它要比CMOS具有更高的额定电源电压(18V vs 15V)和更大的输出电流能力(数百毫安 vs 数十毫安)。但是,当需要50%占空比方波输出时,它们确实要以不同的方式布线,例如添加一个电阻器(如之前的设计实例“添加一个电阻器,为双极性LM555振荡器提供50%的占空比”中所述)。参见图5。9Voednc

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图5 采用门控50%占空比方波配置的双极型555。9Voednc

C2的电荷注入技巧仍然可以纠正图5的第一个脉冲,但有一个复杂的情况。当保持复位时,图5的电路不会将定时电容器一直放电至零,而只会放电至Vz,其中:9Voednc

Vz = R3(R2 + R3)-1 V+9Voednc

= 0.184 V+9Voednc

因此,我们的老办法C2=C1/2是行不通的。我们需要的是更小的电荷注入,如图6所示,C2 = 0.175 C1。9Voednc

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图6 经修改的C2电荷注入,用于双极型555的方波产生。9Voednc

(原文刊登于EDN美国版,参考链接:More gated 555 astable multivibrators hit the ground running,由Ricardo Xie编译)9Voednc

责编:Ricardo
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