没有比 555 定时器等器件的完美方波输出更令人满意的事情了。然而,如果将该输出作为音频信号,那么很快就会发现这种输出听起来是多么的刺耳。简单的解决方案是使用一系列的电容和电阻,将方波转换为正弦波,从而产生听起来自然舒适的音频信号。

555 定时器的输出

原始输出方波通过电位器调节音高。波形样本取自测试点 TP4-TP6。

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图 1.具有测试点的 555 音调电路。

波形转换

555 器件的输出端有一个 750 Ω 电阻以及 TP4 端的一个 0.22uf 电容,构成了从完美方波到“鲨齿”形波的第一次转换。见(图 2)。在 TP5 端的另一组电阻/电容产生“锯齿”波,然后在 TP6 处产生更加正弦化的波。最后的输出电容使该波形具有了更明确的正弦波形状,并将任何直流信号解耦。增加电阻也将输出衰减到耳机水平,与波形塑形一起创造出令人愉悦的音调。

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图 2.测试点波形。

总结

使用内置了音量控制功能的耳机对每个测试点进行采样,是体验方波的刺耳程度与准正弦波的平滑程度的极好方法。在此例中,使用简单的无源器件改变方波。在更复杂的电路中,可以使用计数器或通过 Wien 桥配置的运算放大器来构建。