自激多諧振蕩器工作原理及實險

一、原理

與非門作為一個開關(guān)倒相器件，可用以構(gòu)成各種脈沖波形的產(chǎn)生電路。電路的基本工作原理是利用電容器的充放電，當(dāng)輸入電壓達到與非門的閾值電壓VT時，門的輸出狀態(tài)即發(fā)生變化。因此，電路輸出的脈沖波形參數(shù)直接取決于電路中阻容元件的數(shù)值。

1、 非對稱型多諧振蕩器

如圖12－1所示，非門3用于輸出波形整形。
非對稱型多諧振蕩器的輸出波形是不對稱的，當(dāng)用TTL與非門組成時，輸出脈沖寬度
tw1TRC　 tw2T1.2RC TT2.2RC
調(diào)節(jié) R和C值，可改變輸出信號的振蕩頻率，通常用改變C實現(xiàn)輸出頻率的粗調(diào)，改變電位器R實現(xiàn)輸出頻率的細調(diào)。

2、對稱型多諧振蕩器

如圖12－2所示，由于電路完全對稱，電容器的充放電時間常數(shù)相同, 故輸出為對稱的方波。改變R和C的值，可以改變輸出振蕩頻率。非門3用于輸出波形整形。
一般取R≤1KΩ,當(dāng)R＝1KΩ，C＝100pf～100µf時，f＝nHz～nMHz，脈沖寬度tw1＝tw2＝0.7RC，T＝1.4RC

3、帶RC電路的環(huán)形振蕩器

電路如圖12－3所示，非門4用于輸出波形整形，R為限流電阻，一般取100Ω，電位器Rw 要求≤1KΩ，電路利用電容C的充放電過程，控制D點電壓VD,從而控制與非門的自動啟閉，形成多諧振蕩，電容C的充電時間tw1、放電時間tw2和總的振蕩周期T分別為
tw1≈0.94RC， tw2≈1.26RC， T ≈2.2RC
調(diào)節(jié)R和C的大小可改變電路輸出的振蕩頻率。

以上這些電路的狀態(tài)轉(zhuǎn)換都發(fā)生在與非門輸入電平達到門的閾值電平VT的時刻。在VT附近電容器的充放電速度已經(jīng)緩慢，而且VT本身也不夠穩(wěn)定，易受溫度、電源電壓變化等因素以及干擾的影響。因此，電路輸出頻率的穩(wěn)定性較差。

4、石英晶體穩(wěn)頻的多諧振蕩器

當(dāng)要求多諧振蕩器的工作頻率穩(wěn)定性很高時，上述幾種多諧振蕩器的精度已不能滿足要求。為此常用石英晶體作為信號頻率的基準。用石英晶體與門電路構(gòu)成的多諧振蕩器常用來為微型計算機等提供時鐘信號。
圖12－4所示為常用的晶體穩(wěn)頻多諧振蕩器。