电子电路模电数电计算器
IC 555 Timer Calculator
555定时器频率与占空比计算器
555 是最常见的定时芯片，无稳态接法下它输出连续方波：频率由外接两只电阻和一只电容决定，高电平时间只走 R1+R2，低电平时间只走 R2，所以占空比天然大于 50%。这个工具把 R1、R2、C 直接算成频率、周期、高低电平时间与占空比，改电阻值可以立刻看到波形参数怎么走。
使用方法
- 选择无稳态（Astable）工作模式
- 填入 R1、R2 的阻值与定时电容 C 的容量
- 读取频率、周期、高电平时间 th、低电平时间 tl 与占空比
计算公式
| 输出频率 | f = 1.44 / ((R1 + 2·R2) · C) R1、R2 单位 Ω，C 单位 F。系数 1.44 即 1/ln2，来自 1/3 与 2/3 Vcc 两个阈值 |
|---|---|
| 高电平时间 | th = 0.693 · (R1 + R2) · C 电容从 1/3 充到 2/3 Vcc 的阶段 |
| 低电平时间 | tl = 0.693 · R2 · C 电容从 2/3 放电到 1/3 Vcc 的阶段，只经过 R2 |
| 占空比 | D = (R1 + R2) / (R1 + 2·R2) × 100% R1 越小占空比越接近 50%，但无法低于 50% |
计算示例
R1 = 1 kΩ，R2 = 100 kΩ，C = 10 nF
- R1 + 2R2 = 1 k + 200 k = 201 kΩ
- f = 1.44 / (201000 × 10×10⁻⁹) ≈ 716 Hz
- th = 0.693 × 101 k × 10 nF ≈ 0.70 ms，tl = 0.693 × 100 k × 10 nF ≈ 0.69 ms
- D = 101 / 201 ≈ 50.2%
结果：频率约 716 Hz，占空比 50.2%，接近对称方波
要点与常见误区
- 想要占空比低于 50%，需要在 R2 两端并一只小信号二极管，让充电只走 R1、放电走 R2。
- R1 取值过小（低于 1 kΩ）时放电瞬间电流会顶到芯片极限，长期工作容易发热甚至损坏。
- 电解电容容量误差常在 ±20%，实际频率偏差主要来自电容而不是电阻，要求精度时改用 C0G 陶瓷电容。
常见问题
- 555 最大能输出多高频率？
- 常规双极型 555 可靠工作到约 500 kHz，再高应换 CMOS 版本的 TLC555 或改用专用振荡器，否则波形边沿和占空比都会失真。
- 为什么算出来的频率和实测差一截？
- 先看电容实际容量：标称 10 nF 的瓷片电容常常只有 8～9 nF；其次看第 5 脚是否接了 10 nF 去耦电容，悬空时阈值电压会漂。
- 占空比能不能做成 50% 以下？
- 可以。在 R2 与第 7 脚之间串一只二极管（阳极朝电容），充电只经 R1、放电经 R2，占空比就变成 R1/(R1+R2)，可低于 50%。
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