基于NE555的脉冲发生器输入电阻分析

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1、2009年全国电工理论与新技术学术年会论文集基于NE555的脉冲发生器输入电阻分析李臻于歆杰清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统国家重点实验室，北京，100084摘要：本文设计了基于NE555定时器的脉冲发生器，其脉冲频率、幅值、l与空比及电源端等效输入电阻均能根据需要做出调整。文章分析了脉冲发生器电源端的等效输入电阻，指出了教科书中给出的简化分析方法之不足，给出了改进的方法，并用实验验证了方法的正确性。文章最后仿真了当电源电压降低时输入电阻的变化情况，得出了输入电阻随电源电压的减小而增加的结论，NB,C在

2、实验数据的基础上，拟合了555芯片电源电压与相应管脚电流的关系式，可由此关系式精确地计算出相应状态的输入电阻。关键词：NE555，脉冲发生器，输入电阻。InputResistanceAnalysisofPulseGeneratorBasedonNE555LiZhen，YuXinjieStateKeyLabofPowerSystem，DepartmentofElectricalEngineering，TsinghuaUniversity,Beijing100084，ChinaAbstract：Apulsegene

3、ratorbasedonNE555timerhasbeendesigned，ofwhichthefrequency。amplitude，dutyratioandinputresistancecanbeadiustedifnecessary．Theinputresistanceofthesupplysidehasbeenanalyzed；someinadequaciesofthesimplifiedmethodintextbookhavebeenpointedout．Theimprovedmethodshaveb

4、eendiscussedandverifiedbyexperiments．Thechangerulesofinputresistancealongwiththedropofsupplyvoltagehavebeensimulated．Basedonexperimentaldata,anequationfittingtherelationshipofsupplyvoltageandsupplyCUlTentofNE555hasbeensimulated．bywhichtheinputresistancecanbe

5、calculatedprecisely．Keywords：NE555，pulsegenerator，inputresistance．2．参数设计及Multisim仿真在“对有源植入式医疗仪器进行无线充电的关键技术研究”课题中，为了验证充电系统的正确性，按照参考文献[1】，脉冲发生器接线图如图1所需要模拟心脏起搏器产生的脉冲信号并给出该信不o号发生器的输入电阻。本文基于NE555芯片及外围Vs元器件搭建了脉冲发生器，研究了从脉冲发生器电源端看入的等效输入电阻，以满足无线充电系统实验过程中对电池负载电阻的要求。在分

6、析脉冲发生器电源端输入电阻时，教科书中给出的简化方法存在较大误差。本文分析了教科书中给出的简化分析方法的不足之处，指出计算电源端电流时，应采用NE555的数据手册上的典型值，而不能仅分析其内部的某一支路上的电流作为整个输入端的电流。实验结果证明，本文所采取的改进方法是正确的。文章定性分析了当电源电压低于文献所推荐的NE555．T作电压时输入电阻随电源电压变化的曲线，根据实验测量结果拟合了NE555芯片电源电压及相应管脚电流的关系式，进而可方便地推算出某图l脉冲发生器接线图一电压下的等效输入电阻。其脉冲周期为国家

7、自然科学基金(50507011、50877039)资助Z兰(尺l+尺2)*C*in2(1)—20～竺!!!!!二堡!!!!!!!!!!!!占空比为e2茄t㈨二极管Dl、D2的作用是限定电流的流向，以调节输出脉冲的占空比IlJ。仿照实际心脏起搏器的输出脉冲参数，设计了频率为lHZ、占空比为1／100，脉冲幅值为5v的555脉冲发生器(其中，脉冲的频率、占空比和幅值可根据需要调整)．根据式(1)和式(2)，实际制作电路板对，取R-=68k．Q，R2=680P．Q，C=-2．2一，Cr=10nF，Dl、D2为SS34

8、=极管，555定时器采用意法半导体(ST)的NE555芯片。按照上述参数．使用Multlsim软件的仿真结果如图2所示。F=三三三三三三三三三=气_§盎i篓～量。。琵鍪篓渣!其中^支路为外接电路，五、^分别为管脚4和管脚8的j．作电流。分析』1支路时，按照对屯容c充放电时的实际屯流流向叉可分为圈4的充电等效翻和播5的放电等效图(图示中小_弓i，表示屯流的动态过程)。王。，V旧H4≯r图