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基于 NE555 方波脉冲发生器的设计和应用分析

热度0票  浏览132次 时间:2017年5月20日 08:50

方波脉冲发生器是是研究脉
冲发生过程的重要工具,在电视、
通讯、遥控监测、自动化、计算
机和雷达等领域应用广泛。方波
脉冲发生器的研究设计与使用为
我国农业生产提供动力,同时也
为我国国防科研研究事业提供指
导。NE555 方波脉冲发生器属于
计时 IC 型号,本篇文章在此基础
上,主要对 NE555 方波脉冲发生
器的设计和应用作出分析。
【关键词】NE555 方波脉冲发生器 设计 应用
分析
NE555 方波脉冲发生器利用集成电路实
现脉冲电源的频率可调,主要是为了使通用的
电压幅度变化。这种类型的脉冲发生器电路结
构设计比较简单,调节电路在集合设计中的基
值和峰值均可调可控,在生产、研究领域具有
重要的使用价值。
1 NE555方波脉冲发生器的结构设计
NE555 方波脉冲发生器在设计中由多谐
振荡器构成,在起始端的电压波形一般成锯齿
状。NE555 方波脉冲发生器的基集成电路一般
为 8 脚时,基本结构简单,电容和电阻能够在
发生器使用过程中根据电路需要产生频率不同
的脉冲信号。NE555 方波脉冲发生器在各生产
领域应用广泛,因而开发出的电路应用类型也
较多。简单的 NE555 方波脉冲发生器主要组
成结构是电容器和电阻器,一些电气元件同时
还具有延时振荡的功能。NE555 方波脉冲发
生器在设计中会利用 LM358 运算放大器运放
位于引脚间的电压差,这是由于放大器内部含
有两个双运算放大器,双运算放大器增益高,
并且运算形式成相对独立状态,这种类型在单
电源中使用较多,也可应用于双电源设计中。
NE555 方波脉冲发生器延时范围比较广,需要
能够根据电气元件组合变化进行调整,小到几
微秒,大到几个小时。发生器电源幅值在设计
中一般是与 CMOS、TTL 等逻辑电路组合,
对于供电输出端电流电流的推动设计,利用
NE555 方波脉冲发生器也能直接实现自动控制
和推动。NE555 方波脉冲发生器电路设计中的
电路输入和电平输入可以与逻辑电路的高低电
平混合,并且使用稳定、计时精准,对于 RS
基于 NE555 方波脉冲发生器的设计和应用分析
文/杨俊
方波脉冲发生器是是研究脉
冲发生过程的重要工具,在电视、
通讯、遥控监测、自动化、计算
机和雷达等领域应用广泛。方波
脉冲发生器的研究设计与使用为
我国农业生产提供动力,同时也
为我国国防科研研究事业提供指
导。NE555 方波脉冲发生器属于
计时 IC 型号,本篇文章在此基础
上,主要对 NE555 方波脉冲发生
器的设计和应用作出分析。
触发器、多谐振荡器和单稳态触发器具有重要
的参考使用价值。
方波发生器在数控装置中的设计类型较
多,分立元件、石英振荡器、TTL 集成电路
构成振荡器的主体,并且能够实现频率可调。
其中电容和电阻是调节频率的主要方法。针对
NE555 方波脉冲发生器的设计研究主要有以下
几个方面需要做好设计控制。开关转换,转换
开关的主要作用是转换“工作”和“校验”两
种不同的工作状态。方波发生器在“工作”装
态和“校验”状态输出的方波信号频率均不同。
其精准度主要需要依靠电位器的电阻值来进行
控制,要求工作频率按照工作需求保证频率范
围可控,例如微机数控装置需要将工作频率保
持在 0~1500Hz。延时电路,利用数控机床完
成生产中需要用到微型机,加工速度变化调整
的过程中,要使振荡器信号输出的频率精准,
开机前要完成信号频率检验。定时器,NE555
方波脉冲发生器的定时器芯片是振荡器元件构
成的核心部分,可代替使用 LM555 定时器,
两者均为延时精准、工作状态稳定的器件,振
荡频率由外接电容值和电阻值调节。
2 方波脉冲发生器焊接应用
NE555 方波脉冲发生器利用集成电路设
计可以对给定的信号进行方式转换,直接替代
焊机信号控制工作,在完成焊机改造后进一步
实现一机多用,提高工作效率。铝合金脉冲
MIG 焊一般采用直流弧和脉冲弧两种焊接电
源。铝合金脉冲 MIG 焊对占空比调节有一定
要求,设计范围保证在 15%~100%。调节输入
电压过程中由于锯齿波电压在 5~10V 之间,3
脚电压输入也在这个范围内,这就要求调节范
围要留足空间。晶闸管式脉冲弧焊给定电压值
需要调节,调节方向为方波脉冲的基值电压和
峰值电压。高电平电压输入时,三极管处于饱
和状态,基值电压输出由电位器控制,低平电
压输入时,三极管处于截止状态,闭合开关,
脉冲电流输出后可作脉冲弧焊电源用,闭合开
关情况下输出的电源则可以作直流弧焊电源
用,一机多用的工作原理由此而来。NE555 方
波脉冲发生器在脉冲焊接中使用需要做好控制
电路与脉冲电压结合,实现对输出的焊接电流
控制,当给定的电压幅值较高,会有相应幅值
脉冲电流由主电路输出;电压幅值较低时,也
会有对应基值电流输出。电流工作中脉冲频率
和电流输出脉宽比的调节可以通过电压占空比
和频率的调节来实现。电弧电压和焊接电流的
采集分析可利用汉诺威焊接分析仪完成,关于
电压值采集比较平缓的问题是因为焊接电弧形
式多呈现非线性负载,焊机电感输出较大时,
输出的电流脉冲波形会受到影响,导致波形失
真,但是观察焊缝和熔滴过渡能够使脉冲焊接
电路满足实验要求。
NE555 方波脉冲发生器作为输出频率可
调的方波发生器,能够保持定时器的核心精度,
对一般数控装置操作来说,简易可控,实效性
高。其耗电量低,价格低廉,使用价值高,精
确度保证在 0.5% 左右,体积偏小,携带或装
置方便,基本温度影响系数小,电压影响系数
仅为 0.05% 每伏。NE555 方波脉冲发生器电
路集成连接中,终端信号输出稳定,波形呈对
称分布。在机器加工过程中,采用的多圈电位
器精度高,频率调整可以设置细调旋钮和粗调
旋钮,针对运行速度不同的数控机床,需要提
前设置频率变动范围。利用 NE555 方波脉冲
发生器电路集成特点,与 LM358 运算放大器
结合,对占空比、脉冲峰值脉冲基值和脉冲频
率进行设计,能够有效实现方波脉冲发生器相
关数值的独立调节。 NE555 方波脉冲发生器
电路设计符合铝合金脉冲 MIG 使用要求,可
正常应用于 NB-500 焊机焊接。
3 结语
NE555 方波脉冲发生器作为一种设计新
颖、效用突出的方波器类型,在实际应用中,
频率可调、性能稳定,且计时精确度高,可以
作为生产等仪器主要脉冲源,如微机数控和其
他数控装置等。NE555 方波脉冲发生器设计
在工业生产中的数控安装和国防科研究应用较
广,市场推广价值高。
参考文献
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设计 [J]. 电子制作 ,2016(11):74-75.
[2] 文华兵 , 陈常婷 , 刘频 . 基于 NE555 方波
脉冲发生器的设计及应用 [J]. 现代电子
技术 ,2014(11):138-139+144.
[3] 江禹文 . 高精度频率连续可调方波发
生 器 [J]. 汕 头 大 学 学 报 ( 自 然 科 学
版 ),1987(02):53-57.
作者单位
四川核工业技师学院 四川省成都市 611130



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