555定时器频率漂移问题

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555定时器频率漂移问题 [复制链接]

 

手册电路图与计算公式

 

实际给的参数如下表

实际搭出电路后测试，理论计算与实际有差距，且频率越高差距越大，并且过程中还发现频率越高正占空比越大，并不是理论计算上面的不变

不知道这个是怎么回事

是否是应为我的电阻取值过大造成，又或者是别的原因

maychang

完全正常。所谓 “理论计算” 也是近似的，忽略了实际工作一些条件，与实际工作的振荡频率有差异是正常的。

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maychang 发表于 2022-8-15 09:10 完全正常。所谓 “理论计算” 也是近似的，忽略了实际工作一些条件，与实际工作的振荡频率有差异 ...

你看后面两个数据，不觉得这差异离谱吗？

jimtien

考虑实际电路的电阻电容的误差、分布参数再看看？

maychang

S3S4S5S6 发表于 2022-8-15 11:04 你看后面两个数据，不觉得这差异离谱吗？

完全正常。

你的第一个表(黄色)最后一行CT为1.00E-11，想必是10pF。但555的6脚和2脚输入电容就有数pF，该输入电容是与CT并联的，更何况引脚和导线之间还存在分布电容。这样一来，CT实际数值就要比10pF大得多，振荡频率自然也就低得多。

理论计算公式可没有把引脚输入电容计算在内，而是忽略掉了。

maychang

S3S4S5S6 发表于 2022-8-15 11:04 你看后面两个数据，不觉得这差异离谱吗？

上图复制自555的说明书中附图。该图中电容量最小是0.001uF，也就是1nF或者1000pF。

要振荡到100kHz，RA和2RB电阻之和应该为10千欧或者以下。

maychang

S3S4S5S6 发表于 2022-8-15 11:04 你看后面两个数据，不觉得这差异离谱吗？

当CT数值较大时，两个输入端的输入电容可以忽略，如你黄色表中第一行，CT为1000pF，此时振荡频率与理论计算值相差不大，而CT较小时，相差较大。这完全正常，就是忽略了分布电容所致。

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maychang 发表于 2022-8-15 11:52 当CT数值较大时，两个输入端的输入电容可以忽略，如你黄色表中第一行，CT为1000pF，此时振荡频率与理论计 ...

最近在测试PCB上的分布电容，采用间接方法，计算公式采用首帖中的公式。首先用LCR仪测出要焊接的电容值C0;将其焊接在震荡电路中，用示波器测试出此时震荡频率F

套用首帖中的公式，经过计算要达到F时C1的取值，该C1的值包含C0和分布电容C

分布电容C=C1-C0,经过多组测试后发现分布电容不是固定值。会随着频率而变化，测试数据如下表

表格中C寄生就是你回帖中说的分布电容；C取值是电容的标称值，C实测是用LCR仪对标称值进行测量得到的，反推C是用首帖公式计算要得到实测频率时电容的取值

问题是分布电容会变化的原因是什么

 

maychang

S3S4S5S6 发表于 2022-9-15 10:36 最近在测试PCB上的分布电容，采用间接方法，计算公式采用首帖中的公式。首先用LCR仪测出要焊接的电容值C0 ...

表中最右边那列数值，是根据第三列 “C实测” 计算出来的，测量使用LCR仪，对吧？

LCR仪测量电容，尤其是这么小的电容，存在相当大的误差(可能是正也可能是负)。再根据 “C实测” 计算，误差就会更大，而且很可能各个频率上误差各不相同，计算的结果也不同。

maychang

S3S4S5S6 发表于 2022-9-15 10:36 最近在测试PCB上的分布电容，采用间接方法，计算公式采用首帖中的公式。首先用LCR仪测出要焊接的电容值C0 ...

我想到的另一种可能，是导线比较长，未计入分布电感。但从表中数据看，数百kHz频率，寄生电感影响不应该这么大。所以，仍是测量误差计算结果可能性比较大。

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maychang 发表于 2022-9-15 11:44 表中最右边那列数值，是根据第三列 “C实测” 计算出来的，测量使用LCR仪，对吧？ LCR仪测 ...

这个是LCR仪的测量量程，测量是比较准确的，测量电容时频率是1M，结合这个曲线，来看在1M的时候可以到fF级的

maychang

S3S4S5S6 发表于 2022-9-15 11:57 这个是LCR仪的测量量程，测量是比较准确的，测量电容时频率是1M，结合这个曲线，来看在1M的时候可以到fF ...

LCR测试仪的测量范围和精度，这个事情，我就不知道了。

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maychang 发表于 2022-9-15 11:46 我想到的另一种可能，是导线比较长，未计入分布电感。但从表中数据看，数百kHz频率，寄生电感影响不应该 ...

你说的未计入分布电感，这个我倒是从来没考虑过，突然想到，如果RC震荡电路里面混入电感会怎样

 

maychang

S3S4S5S6 发表于 2022-9-15 14:16 你说的未计入分布电感，这个我倒是从来没考虑过，突然想到，如果RC震荡电路里面混入电感会怎样   ...

我不知道你下那么大功夫研究555构成的弛张振荡器频率偏移是什么目的。

RC振荡电路，本来频率稳定性就不高(相比LC这样的正弦振荡电路而言)。为稳定频率，不得不使用石英晶体。很多单片机，内部集成了RC振荡器，但仍保留了接外部石英晶体的引脚，在内部RC振荡器频率稳定性不能满足要求时使用外部石英晶体振荡器。

RC振荡电路也分正弦振荡电路(如文氏电桥振荡电路)和弛张振荡电路，弛张振荡电路的频率稳定性比正弦振荡电路更差。

当然，如果就是研究弛张振荡电路的频率稳定性，那当然就要测量并分析各种分布参数。

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maychang 发表于 2022-9-15 14:37 我不知道你下那么大功夫研究555构成的弛张振荡器频率偏移是什么目的。 RC振荡电路，本来频率稳定性就 ...

是的，研究寄生电容对震荡电路频率的影响以及震荡电路输出频率的稳定性

maychang

S3S4S5S6 发表于 2022-9-15 15:08 是的，研究寄生电容对震荡电路频率的影响以及震荡电路输出频率的稳定性

『研究寄生电容对震荡电路频率的影响以及震荡电路输出频率的稳定性』

是研究指定的555弛张振荡电路受到的影响吗？

maychang

S3S4S5S6 发表于 2022-9-15 15:08 是的，研究寄生电容对震荡电路频率的影响以及震荡电路输出频率的稳定性

振荡电路输出频率的稳定性，通常用频率变化与某参数变化的比来表示。那么就应该改变某参数(同时保持其它参数不变)，测量频率的变化。例如，改变电源电压，同时测量输出频率的变化，得到输出频率对电源电压的稳定性(从数学角度，就是个偏导数)。

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maychang 发表于 2022-9-15 15:39 『研究寄生电容对震荡电路频率的影响以及震荡电路输出频率的稳定性』 是研究指定的555弛张振荡电路受 ...

电路就是首帖给出的555震荡电路，要研究的有两个

1、对该电路输出频率/占空比的计算（首帖中虽然提供公式，但是不知是如何推导出来的，因此需要进行实验验证，进而衍生出寄生电容的问题）

2、电阻/电容的精度对输出频率波动的影响

 

maychang

S3S4S5S6 发表于 2022-9-15 16:05 电路就是首帖给出的555震荡电路，要研究的有两个 1、对该电路输出频率/占空比的计算（首帖中虽然提供 ...

555芯片内部有三个大约5千欧电阻构成的分压器，对电源电压分压。首帖中的公式，记得就是这两个分压点电压对外部RC充电放电，充电放电时间之和就是振荡的周期。首帖图片中也有2/3VDD和1/3VDD两条水平直线。至于三角波波形瞬时值高于2/3VDD或者低于1/3VDD，那可能是比较器动作的延迟。

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maychang 发表于 2022-9-16 09:43 555芯片内部有三个大约5千欧电阻构成的分压器，对电源电压分压。首帖中的公式，记得就是这两个分压点电压 ...

 

这个是我推导出来的充电时间计算公式和手册上给出来的不一样，请指教一下问题出在哪里

@maychang

@gmchen