自激多諧振蕩器

自激多諧振蕩器，一種阻容耦合式的矩形波發(fā)生器，簡稱多諧振蕩器。它因振蕩波形中含有豐富的諧波而得名。在習慣上，人們只將阻容耦合式的矩形波發(fā)生器稱為多諧振蕩器，而把采用變壓器耦合的強反饋振蕩器稱為間歇振蕩器。

多諧振蕩器無須外界觸發(fā)即能直接產(chǎn)生矩形波，電路也較簡單，所以在脈沖和數(shù)字系統(tǒng)中得到廣泛的應用。這種振蕩電路之所以能產(chǎn)生矩形波，主要是因為：①電路中有很強的正反饋，各極電壓能快速變化并使晶體管進入較深的截止或飽和狀態(tài)；②電路中一般沒有選擇性很強的諧波濾除電路（或至少在輸出端上沒有），輸出信號中諧波成分十分豐富。

自激多諧振蕩器實驗電路

與非門作為一個開關倒相器件，可用以構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，當用TTL與非門組成時，輸出脈沖寬度

tw1═RC tw2═1.2RC T═2.2RC

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。

（a）、（b）為TTL器件組成的晶體振蕩電路；

（c）、（d）為CMOS器件組成的晶體振蕩電路， 一般用于電子表中，其中晶體的f0=32768Hz。

圖12－4（c）中，門1用于振蕩，門2用于緩沖整形。Rf是反饋電阻，通常在幾十兆歐之間選取， 一般選22MΩ。R起穩(wěn)定振蕩作用，通常取十至幾百千歐。C1是頻率微調(diào)電容器，C2用于溫度特性校正。

555制作的自激多諧振蕩器電路

間接反饋型無穩(wěn)態(tài)自激多諧振蕩器電路圖如下圖所示：

自激多諧振蕩器波形圖