半个多世纪以来，无处不在而又极为有用的555模拟定时器，已成为一个长期备受赞誉和批评的对象。前者的大部分和后者的一些是有道理的，但即使是像555这样获得长期、广泛、流行使用的器件，有时一个假设的缺点也会发展成“常识”的状态，只是因为其中有一个简单的修复被忽略了。一个典型例子是我们经常陈述(但错误)的概念，即我们很难诱导原始(双极性)版555电路以50%占空比产生对称方波振荡。
这个观点的起源似乎是早期的555数据手册和应用笔记，其中阐述了图1中所示的非稳态振荡拓扑。它的输出占空比表达式=(R1+R2):R2告诉我们，除非R1=0，否则要实现50%占空比是不可能的。由于从Discharge引脚到Vs的短路似乎比方波更有可能使该器件输出冒烟，因此结论如下：50%占空比的方波确实不可能实现。
图1：“传统的双电阻”555振荡器。
然而，幸运的是，如图2所示，经典的双电阻拓扑并不是用555实现方波的唯一方法。具体来说，如果将第三个电阻器(R3)与Discharge引脚串联，则就会引入新的信号电平=Vd=Vs(R3/(R1+R3))作为C1指数放电的渐近极限，因此就会拉伸振荡周期的T2阶段。此外，T2的RC时间常数将会从R2C1增加到(R2+R1R3/(R1+R3))C1。
图2：新的“三电阻”拓扑。
实际结果是，如果R2=R1且R3=0.225×R1，则
T1=ln(2)×(2R1)C1
T2=ln((2/3Vs–Vd)/(Vs/3–Vd))×(R1+R1R3/(R1+R3))C1=ln(2)×(2R1)C1
T1=T2
fosc=0.36/(R1C1)
占空比=50%
该方法也适用于许多不同于1.0的R2/R1比率。表1中给出了一些示例。
表1：三电阻拓扑比率举例。
在任何情况下，fosc=0.72/((R1+R2)C1)，占空比=50%。
如前所述，该方法一直到R2=0(即仅保留R1和R3，而将R2用直接连接替换)都有效。然而，R3=0.423×R1将使Vd=0.297×Vs，这就会非常接近于555的标称触发电压=0.333*Vs，而可能严重放大失调电压和片上电阻容差对fosc和占空比的影响。
同时，我们的故事有什么寓意呢？即使在50年后，仍旧有观点会被打破！
上述的两电阻配置表明了这个实例的一个有趣的变化(图3a)。所示的电路支持使用单个微调器在0%到100%范围内改变占空比，同时保持恒定的正脉冲宽度(图3b)：
图3a：新电路。
图3b：占空比如何随R2设置而变化。
Stephen Woodward与EDN的设计实例专栏的关系可以追溯到很久以前。自1974年他的第一篇投稿发表以来，共收到他64篇投稿。
（原文刊登于EDN美国版，参考链接：Add one resistor to give bipolar LM555 oscillator a 50:50 duty cycle，由Franklin Zhao编译。）
本文为《电子技术设计》2022年11月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里。
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