555在无稳态模式(Astable Mode)下,其输出频率由外部电阻和电容决定。若将控制电压(CV)引脚接入可变电压源,即可实现压控频率调制(VCO)。
555 恒流积分模型
无稳态 555 内部结构可简化为:
上比较器 2/3 Vcc,下比较器 1/3 Vcc
当 Vc 触及 2/3 Vcc 瞬间内部放电管导通,形成回扫→ 周期锯齿完成。
斜坡斜率 k = I/C 决定扫速;幅度固定 1/3 Vcc → 保证线性度 90 % 以上
主流用法是使用NE555产生锯齿波电压,驱动VCO的VT端(调谐电压端),从而实现扫频输出:
555定时器配置为锯齿波发生器
输出通过RC积分电路形成线性上升/下降的电压斜坡;
此斜坡电压接入VCO的调谐端(VT),控制其输出频率连续变化;
实现线性扫频或周期性扫频功能。
调节电位器可改变斜坡速率,即扫频速度。
斜坡斜率:
k = I/C = (Vcc / R) / C
扫频宽度:
Δf = Kvco · ΔV = Kvco · (2/3 Vcc)
想宽一些?
减小 R (充电电阻): 增大充电电流I,提高锯齿波电压上升斜率k,从而提高扫频速度 (df/dt) 。但需注意 ,在固定的锯齿波周期内,斜率k增大意味着ΔV可能会减小(如果放电速率不变),反而可能减小扫频宽度Δf。要维持Δf不变或增大,在减小R的同时,可能需要调整锯齿波周期或放电参数。
选择更高 Kvco 的 VCO 器件: 直接有效增大扫频宽度Δf。
提高 Vcc: 理论上可以增大ΔV(因为ΔV通常基于Vcc的比例,如1/3 Vcc),从而增大Δf。但必须确保所有元件(555, VCO, 运放等)的额定电压满足要求,且功耗和散热可控。
VCO电路可以选择成品VCO,也可以自己搭建,主要电路就是LC谐振与放大器。LC谐振采用变容二极管的电压反偏实现对频率的调谐。
优点 | 缺点 |
成本低,结构简单 | 频率精度和稳定性较差 |
易于调节扫频范围与速度 | 扫频线性度受RC参数影响 |
可与VCO模块直接接口 | 高频应用受限 |
“干扰距离”: 接上功率放大器(PA)就可以扩大有效干扰距离。感兴趣可以自己打板试试对wifi的干扰。