淺談555集成電路構(gòu)成典型振蕩電路的分析和改進(jìn)

郝昭

摘 要：555是一種數(shù)字模擬混合集成電路，在定時器等精密設(shè)備中的應(yīng)用十分廣泛。它的工作原理較為復(fù)雜，但能夠運用于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路中。除此之外，它還具有靈活、穩(wěn)定性高等優(yōu)點，因此，在電子玩具、家用電器等產(chǎn)品中也有較為廣泛的應(yīng)用。本文對555集成電路構(gòu)成的典型振蕩電路中存在的問題進(jìn)行分析，并提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：555集成電路；典型振蕩電路；分析；改進(jìn)

1.555集成電路的特點

555集成電路的一個顯著特點就是能夠?qū)⒛M功能和邏輯功能有效地結(jié)合在一起，從而形成一個集成化的電路。555集成電路是數(shù)字電路與模擬電路的有機結(jié)合，具有延緩時間、發(fā)出脈沖信號等功能。555電路具有線路簡潔明了、功能完善、靈活性強、使用方便等多項優(yōu)點，因此，555集成電路常被用于典型的多諧振蕩電路中，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連接式控制組件構(gòu)成脈沖振蕩電路。

除此之外，555集成電路還具有工作效率高、穩(wěn)定性強、精度高等優(yōu)點。由于555集成電路采用的電壓范圍為2～28伏，因此能夠與其他數(shù)字電路進(jìn)行有效的連接。555集成電路還有一定的輸出功率，能夠用于對微電機、指示燈、揚聲器等多種電路的調(diào)節(jié)。

2.555集成電路的類型與選擇

555集成電路主要有兩種類型，分別是雙核型、互補金屬氧化物半導(dǎo)體型。其中，雙核型電路的性能更強，因此使用頻率較高。

555集成電路構(gòu)成的基本電路通常有單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、無穩(wěn)態(tài)工作電路。無穩(wěn)態(tài)電路的輸出狀態(tài)是在高低之間持續(xù)轉(zhuǎn)換的，從而形成了一個矩形的脈沖圖像。因此，從本質(zhì)上來看，這是一種脈沖振蕩器，因為它能輸出矩形脈沖。從電路原理上來看，這個脈沖可以看作正弦波和一系列頻率相同但幅度不相同的正弦波疊加而成的，它是不需要外部的脈沖來引發(fā)振蕩而自動啟動的，因此，它又稱為自激振蕩器。

3.用于實現(xiàn)理想方波振蕩的改進(jìn)電路

筆者在研究555集成電路構(gòu)成的典型脈沖振蕩電路時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電路形成特定的方波時，對電路的其他要素要求較高，要想實現(xiàn)理想方波是有的難度的?？赏ㄟ^對電路的簡單改進(jìn)，使得電路的方波變得更加理想。

（1）間接反饋型無穩(wěn)態(tài)電路。根據(jù)555集成電路的特點可以得出，其開放開關(guān)的電壓與輸出端的電壓具有相同的大小和功能，因此，當(dāng)內(nèi)部的放電開關(guān)斷開時，電路處于開路的狀態(tài)，電路中產(chǎn)生一個高電平。當(dāng)輸出端的電壓等于零，內(nèi)部開關(guān)閉合時，接地端接地，電路中產(chǎn)生低電平。從上述原理中可以看出，用放電端的電壓代替輸出端的電壓是完全可行的。但存在的一個問題是，電路中的能源可能會出現(xiàn)不足，這時就需要在電路中增加一個充點電阻，使原先的電路成為擁有兩個反饋電阻的電路。通過上述改進(jìn)，負(fù)載電流和充電電路就能完全獨立，也就是說，電路的充放電電路不會再受到負(fù)載電流的影響。

此外，從電路性能的角度來看，雙極性的555集成電路放電管比一般的電路要大，采用改進(jìn)后的電路能夠有效地提高電容的充放電性能，電路的運行也會更加穩(wěn)定安全。因此，間接反饋式電路用于改進(jìn)典型的555集成振蕩電路是切實可行的。

（2）壓控振蕩器的構(gòu)成。構(gòu)成壓控振蕩器也是555集成電路的一種常見優(yōu)化方法。壓控振蕩器的構(gòu)成是通過在電路中接入電位器來改變電路中的振蕩頻率。當(dāng)電位器的中心電壓改變時，電容器的充電時間會發(fā)生較大改變，通常變化幅度在20倍左右，而電容器的放電時間變化幅度卻很小，幾乎可以說是沒有變化。將兩者的變化繪制成圖像，可以看到兩個時間點之間有一個交點，這一交點就是D50%。

為了進(jìn)一步提高電路振蕩頻率的穩(wěn)定性，可以使用晶體材料。此外，可變電容的使用也可以對電路的振蕩頻率進(jìn)行精確的調(diào)整。用晶體對振蕩頻率進(jìn)行控制，振蕩頻率就與晶體的頻率一致，也就是諧波的頻率。通過這一優(yōu)化處理，電路的振蕩頻率穩(wěn)定性得到了極大提高，實驗的數(shù)據(jù)表明，振蕩頻率的穩(wěn)定性大致可以提高30～40個百分比。

4.結(jié)語

555集成電路構(gòu)成的典型振蕩電路在通過完善和優(yōu)化后，其性能得到了進(jìn)一步的提高。隨著集成電路技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及相關(guān)制造工藝的完善，由555集成電路構(gòu)成的典型振蕩電路必將會得到更加廣泛的應(yīng)用，其功能也將得到進(jìn)一步的完善。

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