模拟开关将555定时器转换为脉宽调制器

本设计理念描述了一种从基于555的自由运行振荡器产生可变占空比波形的新方法。该电路的宽调制范围、对宽占空比值范围内的高度线性控制以及出色的线性度使其成为基于 PWM（脉宽调制）的控制应用的理想选择。 图1 显示了基本电路，其工作原理如下：当IC时1 输出变高，开关S1 关闭，和 IC1 的内部放电，开关 S2 打开。电容器 C1 通过 R 收费1 和 R2 。当集成电路1 的输出变低，S1 打开，S2 关闭、放电 C1 通过 R2 和 R3 。

图1 外部模拟开关和 555 定时器提供具有固定占空比的自由运行振荡器。

通用配置适用于产生固定值占空比。为了获得连续可变占空比， 图2 演示如何连接电位计 R4 到 R 的公共交汇点1 / 12 和 R3 。输出波形的占空比，DT C，遵循等式：DT C=（R1 +R2 +R增值 ）/（R1 +2R2 +R3 +R罐 ），其中 R罐 是电位器的端到端电阻，R增值 是 R 的分数罐 转子和R之间1 。如方程所示，DT C 线性依赖于 R增值 。开关 S1 包括 4066 CMOS 四通道双边单刀单掷开关、IC 的一个部分2 。

图2 增加一个电位计，R4 ，以产生具有手动可变占空比的输出脉冲。

您可以在 图3 评估占空比线性度。旋转开关和抽头串联 16kO 电阻器串提供 10kHz 信号，具有 9 个分立、等间距的占空比值，范围为 2% 至 98%。为获得准确的结果，请使用 51/2 位万用表匹配电阻 R 的值4 通过 R11 和泰克 3012 示波器或等效的示波器来收集 DT C 数据。

图3 为了获得用于线性度评估的固定占空比值，可以用旋转开关和串联的精密电阻串代替电位计。

微软的Excel电子表格软件包括线性分析，该分析返回占空比测量的以下趋势线：DT C=0.7565×R增值 +2.1548;R2 =1.R 的值为 12 Excel 计算显示传递函数是完全线性的。开关 S1 的导通电阻，特别是其漏电流略微影响DT C-对-R增值 方程的斜率和截距，但方程保持严格线性。仅使用其中一个 IC2 的四个开关消除了其他电路使用其余开关时可能发生的漏电效应和串扰。此外，对电阻网络使用适度的低值可进一步降低漏电流对电路性能的影响。