本周掌握目标电路的前两个小电路（安老师视频观后）

一.利用555芯片产生方波

1.555芯片简介

标准的555芯片通常采用8个引脚的双列直插封装（DIP-8），其内部集成了两个高精度电压比较器、一个RS触发器、一个放电晶体管以及三个5kΩ的精密电阻。各引脚的功能如下：

引脚	名称	功能说明
1	GND（地）	接地，作为低电平参考点
2	TRIG（触发）	当电压降至1/3 VCC时，输出高电平
3	OUT（输出）	输出高电平或低电平，驱动能力强
4	RST（复位）	接低电平时强制芯片复位，输出低电平
5	CTRL（控制）	用于调节内部比较器的阈值电压
6	THR（阈值）	当电压升至2/3 VCC时，输出低电平
7	DIS（放电）	内部连接放电管，用于给外部电容放电
8	VCC（供电）	接电源正极（工作电压范围通常为4.5V~16V）

2.产生方波

       555定时器产生方波的核心，是通过外接电阻和电容构成一个自激振荡回路。芯片内部的两个比较器持续监控电容电压：当电容充电至2/3 VCC时，输出翻转为低电平，同时内部放电管导通让电容开始放电；当电容放电至1/3 VCC时，输出翻转为高电平，放电管截止，电容重新开始充电。如此循环往复，就在输出端得到了连续的方波信号。方波的频率由RC时间常数决定，占空比则由充放电路径的电阻比例决定。

3.频率与占空比的控制

由公式，在选定各电阻与电容数值后可以计算产生的方波频率。

由公式，可以计算占空比。

4.尝试

通过调整电位器R2，可以控制产生目标的频率。

不足：在仿真过程中容易崩溃，原因为调节到0%或100%时，其阻值在理想仿真模型中会变成0Ω，易导致放电引脚直接对地短路，或者电源通过0电阻对电容充电。这在数学上意味着电流无穷大，仿真引擎无法计算，从而报错。在实际中也容易导致R2为0.

改正：

电位器R1主要负责控制占空比，电位器R2主要控制频率。串联电阻是为了防止调零时短路。

二.低通滤波器

背景：

方波在频域上可以看作是由一个基波和无数个奇次谐波叠加而成的。低通滤波器的作用是允许低于截止频率的信号通过，同时衰减高于截止频率的信号。只要把滤波器的截止频率设置得足够低，只让方波的基波分量通过，同时将三次、五次等高次谐波大幅衰减掉，输出端就能得到一个接近理想的正弦波。

示例：

原理：

电阻R串联在电路中，负责限制电流的通过，并与电容共同决定滤波器的截止频率，控制哪些信号能通过。

电容C对高频信号的阻力极小（相当于短路），对低频信号的阻力极大（相当于断路）。并联在输出端与地之间，把高频过滤掉，让低频信号通过。

傅里叶变换本质是用正弦信号和余弦信号挨个通过相关性与原始信号计算。

模仿：

截止频率的估算公式为：

心得：

通过观看安老师视频与相关视频，我对模拟电路仿真的认识进一步加深，虽然我仍然任务模电很难，但也坚定了学习与应用的决心。