3 多谐振荡器的工作特性仿真分析 多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号便能自动产生矩形脉冲。利用
Schematics绘制的由555定时器构成的多谐振荡器电路如图7所示。启动PSPICE瞬态分析功能。观察电容C1的 端电压和555的输出端Vout的电压，得到如图8所示的波形，我们发现，图8中555的输出电压Vout始终保持高 电平，并没有产生预期的振荡。
3.2 有效起振方法 通过多次实验，找出了模拟实际振荡电路的一种有效起振方法，即可在电容c1 两端加一个微小的电压初始
值 具体步骤为：进行瞬态分析时，在simulstion settings中激活Skip the initial transient biaspoint calculation选 项，从而忽略初始瞬态偏置点的计算，直接使用各元件的起始条件来作瞬态分析。利用电容上的初始电压来模 拟起振源，从而激发振荡电路产生持续的振荡。

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工作特性进行了仿真分析和研究，针对PSPICE 中555定时器
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构成的多谐振荡器不起振的问题提出了模拟振荡电路的有效
·仿真软件Multisim与PSpice在电路设计中的功能比较
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3.1 PSPICE中555多谐振荡器不能起振的原因分析 分析可知，PSPICE中555多谐振荡器不能起振的原因在于起振源，实际振荡电路之所以能自行起振是由于起
振源的存在。实际振荡电路的起振源主要由两方面因素构成：一是由振荡电路晶体管内部的噪声和电路噪声 (电阻热噪声等)引起；二是由电路接通电源瞬间的冲击电流引起。但是直接利用PSPICE对图7电路进行模拟仿 真时，PSPICE会将电路中的555定时器、电阻、电容、电源等元件和电路的接通过程都理想化，所以不能产生 任何噪声。没有起振源，自然就不能产生振荡。
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基于PSPICE的555定时器电路仿真分析
时间:2007-08-13 来源: 作者:郭文强 侯勇严 点击：3317 字体大小:【大 中 小】
摘要：555定时器作为应用广泛的一种数字一模拟混合集成
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专业提供稳压电源,变压器,调压器,产品 通过
电路，其原理分析比较复杂。作者在文中应用PSPICE对555 ISO9001,T:021-64100648,64535160
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555构成的多谐振荡器在理论上满足起振条件，应该输出振荡周期约为[R1+2×R2]×C1×ln2，占空比约为 [(R1+R2)/(R1+2×R2)]的矩形波，但在应用PSPICE进行仿真分析时却不能振荡。
集成电路，利用它能很方便地构成施密特触发器、单稳态触
发器和多谐振荡器等功能电路 由于其使用灵活、方便，因而
被广泛应用于信号的产生与变换、控制与检测、家用电器以及电子玩具等领域 。
PSPICE作为著名的电路设计与仿真软件之一，具有仿真速度快、精度高等优点，并且集成了几乎所有电子
4 结束语 本文利用PSPICE对由555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的工作特性进行了仿真分
析和研究。针对多谐振荡器不起振的问题，找出了模拟振荡电路的有效起振方法。利用PSPICE求解电路只需 画出电路仿真图形，就能获取和处理实验数据，形成直观的波形图 ，非常方便快捷，其电路仿真无论在分析 精度、实验效果等方面都有很好的性能。
由图6可见，电容c1存在自动充放电过程。当电容c1从0 V充电到约3.33 V之前。555定时器的输出始终保持 高电平，而一旦电容充电到3.33 V，555的输出立即转换为低电平，随后电容c1开始从3.33 V迅速放电到0 V， 此后又开始新的充放电过程。在555的输出端Vout可以获得周期性的矩形脉冲，而脉冲的宽度约为1.75 ms， 与理论计算值1.1×R1×C1相符。并且输出脉冲的宽度与输入信号VPULSE的脉宽和幅度无关。
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2 单稳态触发器的工作特性仿真分析 单稳态触发器广泛应用于脉冲整形、延时以及定时等。利用Schematics绘制的由555定时器构成的单稳态触
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期性的矩形脉冲波，构成多谐振荡器。矩形脉冲的周期约为0.62 ms，占空比约为56%，且其值只与电阻、电 容值有关，与理论计算结果相符。仿真结果表明，电容上的初始电压，只是激发了振荡电路的振荡，并不会改 变电路起振后的输出波形，也不会影响对振荡电路起振特性的研究。因此，本文提出的PSPICE中555多谐振荡 器的起振方法是一种快速、有效的起振方法。
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电路设计和分析所需的器件、信号源、电源、万用表和示波器。PSPICE用于电路仿真时，以源程序或图形方
式输入，能自动进行电路检查、生成图表、模拟和计算电路。它不仅可以对模拟电子线路进行不同输入状态的
时间响应、频率响应、噪声和其它性能的分析优化，以达到电路最优的性能指标设计，还可以分析数字电子线
路和模数混合电路。
1 施密特触发器的工作特性仿真分析 在PSPICE的Schematics绘图编辑器中，555定时器的图形符号及管脚图如图1所示，其中管脚1是公共端，
管脚2为触发端，管脚3为输出端，管脚4为复位端，管脚5是控制电压输入端，管脚6为阈值端，管脚7是内部 三极管的放电端，管脚8是电源端。
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发器电路如图5所示，输入信号Vi为脉冲电压源(VPULSE)，设置其参数为：V1=5 V，V2=0V，PER(周期)=1 ms，PW(脉宽)=0.3 ms。对单稳态触发器而言，PULSE只是用来作为外触发脉冲，其幅度和脉宽不会影响输出 信号。进行瞬态分析后，得到如图6所示的输出电压波形图，其中类似于锯齿波的是电容C1两端的电压，而方 波则是555的输出端Vout的电压波形。
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· 用 prote · Proteus · Modelsim · VHDL · ModelSim
利用PSPICE的Schematics绘图编辑器绘制的555定时器构成的施密特触发器电路如图2所示。输入信号V1为 三角波，用分段线性源VPWL来实现，其幅值在0V与5V之间线性变化，管脚8接直流电压源Vcc=5V。利用 PSPICE的瞬态分析功能进行仿真，瞬态分析(Time Domain Transient)是指在给定输入激励信号的作用下，计 算电路输出端的瞬态响应，其实质就是计算时域响应。设置瞬态分析参数为从零时刻开始记录数据，到4s结 束，最大步长为5ms，得到555的输出端Vout 的电压波形与输入电压波形如图3所示。由图3可见，该电路能将 输入三角波转换成方波输出，且当输入三角波电压升高，输出电平发生转换时所对应的门限电压约为3.33 V， 而当输入三角波电压降低，输出电平发生转换时所对应的门限电压约为1.67 V，即上门限电压与下门限电压不 同，输入与输出问具有迟滞特性。将输入信号换成正弦信号后，得到输入输出电压的波形(如图4所示)，依然 表现出迟滞特性，且上门限电压与下门限电压仍分别为3.33 V和1.67 V，而这正是施密特触发器电路的工作特 性。仿真结果与理论计算结果的上门限电压2Vcc/3、下门限电压Vcc/3相符。显然，利用555定时器构成的施密 特触发器电路具有结构简单、使用方便的优点。