多谐振荡器,多谐振荡器电路原理图
多谐振荡器:利用深度正反馈,通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止,从而自激产生方波输出的振荡器。常用作方波发生器。
多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外,还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态。在工作时,电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换,由此产生矩形波脉冲信号,常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。
多谐振荡器无需外加触发信号,就能周期性地自动翻转,产生幅值和宽度一定的矩形脉冲,因而又称之为无稳态电路。它可由分立元件、集成运放以及门电路组成。
用奇数个与非门首尾相接,便组成基本环形多谐振荡器。图Z1618即为3个与非门组成的基本环形振荡器。
设uO为高电平,它反馈到G1门的输入端,经G1延迟tpd(tpd为门电路的平均传输时间)后产生一个负跳变uO1;再经G2延迟后产生一个正跳变uO2;最后,经G3延迟tpd使uO为负电平。这个负电平反馈到G1门的输入端,延迟后3tpd又使uO为正。如此往复,形成振荡。电路各点波形见图Z1619。
该振荡器的振荡周期
T=2×3tpd=6tpd。
上述电路的振荡频率难予调整,使用中,更多采用图Z1620所示的RC环形多谐振荡器。为了便于叙述,假定uO为高电平,于是uO1为低电平,uO2为高电平。由于C上电压不能突变,所以,此时M点电位uM 同uO1,G3输入端为低电平,uO仍维持高电平不变,此时uO2高于uO1,C开始充电,电压极性上正下负,uM逐渐升高。当uM达到门电路的开门电平后,G3门转为开通,uO变为低电平,uO1变为高电平,uO2变为低电平。uM不能突变,仍能维持G3门开通。此后,因uO2低于uO1,电容C开始放电,uM下降,当它一旦低于门电路的关门电平后,G1门关闭,uO成为高电平。这样重复下去,就形成振荡。电路中R、C的数值决定了振荡频率, 是为避免充、放电时流入G1电流过大而加的限流电阻。电路输出波形见图Z1621。
设计师可以为他们的应用选择三种不同类型的振荡器。各种类型均有其优势和局限,要视其应用决定最佳选择。
常规振荡器能够高成本效益的大批量生产,得到精确的客户定制的频率,而且噪声低,但其生产时间相对较长——通常是6~10周。可编程振荡器可提供理想的频率,制造也只需几天时间,但是噪声提高了。可配置振荡器则应用模块威廉希尔官方网站 克服了常规振荡器制造周期长和可编程振荡器噪声高的缺点。
常规振荡器
常规振荡器的频率几乎完全由所用的晶体决定,这种振荡器结构简单,具有成本效益高和噪声低的特性。其最大的缺陷就是制造时间过长。由于频率仅由晶体决定,特定的晶体被制成客户所需频率的振荡器。这通常需要6~8周时间。
一般情况下,常规振荡器非常适合以下两种定制频率的应用,一是大批量生产时;二是在无须考虑将近10周的交付时间的长期计划中。常规振荡器通常用于大批量和低成本的应用领域,以及对低噪声要求极高的光通信等领域。
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