555定时器阈值电压自浮动的探讨

　　555IC定时器^[1,2] 定时时间的长短由定时器和外部定时元件的时间常数决定。在外部定时元件一定的情况下,则定时主要取决于555IC内部2个比较器的基准电压决定的阈值电压(V_TH,V_TR)。改变555IC的控制电压(V_CO),就改变了比较器的基准电压和阈值电压,就可达到调整定时长短的目的。改变控制电压(V_CO)的方式方法通常为外加控制电压。本文以新颖独特的方式,用反馈的方法改变控制电压(V_CO),使阈值电压自浮动,达到自动控制阈值电压、延长定时的目的,电路简单,有突出的优点。

　　1　555IC定时器阈值电压自浮动的基本原理

　　将555IC的电压控制端(V_CO)5脚经二极管与输出端V _O(或辅助输出端(DIS)7脚)相连,如图1所示,就构成了555IC阈值电压自浮动电路。二极管D起反馈和电平转移作用。显然这种接法构成了反馈———数字信号的反馈。工作原理等效电路如图2所示。

　　555IC的输出电压V _O为数字信号。当V _O为低电平V_OL时,(同时放电端7脚内部的放电三极管T6导通),5脚电压下降为(V_OL+V _D),(通常小于V_CC/3),这就使阈值端6脚的阈值电压V _TH为(V_OL+VD),触发端2脚的阈值电压VTR为(V_OL+V _D )/ 2,即2个阈值电压下浮。

　　当555IC的输出VO为高电平V_OH时,(同时放电端7脚内部的放电三极管T6截止),5脚电压上升为2V_CC/3,这就使阈值端6脚的阈值电压V_TH为2V_CC/3,触发端2脚的阈值电压V _TR为VCC/3,即2个阈值电压上浮。

　　显然如此的反馈实现了555IC定时器阈值电压的自浮动。

　　应当注意,反馈形式和元件应当合适,可在导线、电阻、电容、二极管中选择。反馈电压的大小必须能保证555IC所构成的电路能正常工作,需要时应进行电平转移。

　　2　555IC阈值电压自浮动的应用

　　555IC阈值电压自浮动可以延长555IC的定时时间(在外部定时元件的时间常数一定的情况下),或减小外部定时元件的定时常数(在定时时间一定的情况下)。这对减小电路体积和制作成本很有实用价值。

　　下面仅就阈值电压自浮动原理在555多谐振荡器的应用进行探讨。

　　2.1　举　例

　　图3是把阈值电压自浮动原理用于555多谐振荡的电路之一例。

　　该电路使能的2个阈值电压分别为VTH=2V_CC/ 3和V_TR=(V_OL+V _D)/ 2,因此,电容C上的充电电压VC的范围增大为(V_OL+V _D)/2~2V_CC/3,故振荡周期成倍延长,振荡电路的V _C和V _O的工作波形如图4所示