用門電路組成的多諧振蕩器.docx

531用門電路組成的多諧振蕩器1、電路結(jié)構(gòu) 多諧振蕩器由門電路和阻容元件構(gòu)成，它沒有穩(wěn)定狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)，通過電容的充電和放電，使兩個暫穩(wěn)態(tài)相互交替，從而產(chǎn)生自激振蕩，輸出周期性的矩形脈沖信號。如要求輸出振蕩頻率很穩(wěn)定的矩形脈沖時，則可采用石英晶體振蕩器。由于矩形脈沖含有豐富的諧波分量，因此，常將矩形脈沖產(chǎn)生電路稱作多諧振蕩器。 右圖為由TTL門電路組成的對稱多諧振蕩器的電路結(jié)構(gòu)和電路符號。圖中G1、G2兩個反相器之間經(jīng)電容C1和C2耦合形成正反饋回路。合理選擇反饋電阻RF1和RF2，可使G1和G2工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，這時，兩個反相器都工作在放大區(qū)。由于G1和G2的外部電路對稱，因此，又稱為對稱多諧振蕩器。2、工作原理 設(shè)uO1為低電平0、uO為高電平1時，稱為第一暫穩(wěn)態(tài)；uO1為高電平1、uO為低電平0時，稱為第二暫穩(wěn)態(tài)。 設(shè)接通電源后，由于某種原因使uI1產(chǎn)生了很小的正躍變，經(jīng)G1放大后，輸出uO1產(chǎn)生負(fù)躍變，經(jīng)C1耦合使uI隨之下降，G輸出uO產(chǎn)生較大的正躍變，通過C耦合，使uI1進一步增大，于是電路產(chǎn)生正反饋過程。 正反饋使電路迅速翻到G1開通、G關(guān)閉的狀態(tài)。輸出uO1負(fù)躍到低電平UOL，uO（uO）正躍到高電平UOH，電路進入第一暫穩(wěn)態(tài)。 G2輸出uO的高電平經(jīng)C2、RF1、G1的輸出電阻對電容C2進行反向充電，使uI1下降。同時，uO2的高電平又經(jīng)RF2、C1、C1的輸出電阻對C1充電，uI2隨之上升，當(dāng)uI2上升到G2的閾值電平UTH時，電路又產(chǎn)生另一個正反饋過程。 正反饋的結(jié)果使G2開通，輸出uO由高電平UOH躍到低電平UOL，通過電容C2的耦合，使uI1迅速下降到小于G1的閾值電壓UTH，使G1關(guān)閉，它的輸出由低電平UOL躍到了高電平UOH，電路進入第二暫穩(wěn)態(tài)。 接著，G1輸出的高電平uO1經(jīng)C1、RF2和G2的輸出電阻對C1進行反向充電，uI2隨之下降，同時，G1輸出uO1的高電平經(jīng)RF1、C2和G2的輸出電阻對C2進行充電，uI1隨之升高。當(dāng)uI1上升到G1的UTH時，G1開通、G2關(guān)閉，電路又返回到第一暫穩(wěn)態(tài)。 由以上分析可知，由于電容C1和C2交替進行充電和放電，電路的兩個暫穩(wěn)態(tài)自動相互交替，從而使電路產(chǎn)生振蕩，輸出周期性的矩形脈沖。3、振蕩頻率的估算 如多諧振蕩器采用CT74H系列與非門組成，當(dāng)取RF1RF2RF、C1C2C、UTH1.4V、UOH3.6V、UOL0.3V時，則振蕩周期可用下式估算：T2tW1.4RFC 當(dāng)取RF1K、C100 pF100