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描述

多谐振荡器是一种可以产生矩形波的自激振荡器,也称为矩形波发生器。“多”意味着除了基波外,矩形波还包含丰富的高次谐波。多谐振荡器没有稳态,只有两种瞬态。在工作过程中,威廉希尔官方网站 的状态在这两种瞬态之间自动交替,从而产生矩形波脉冲信号,这些信号通常用作脉冲信号源和顺序威廉希尔官方网站 中的时钟信号。

多谐振荡器威廉希尔官方网站 原理

在脉冲技术中,经常需要一个脉冲源,以满足数码的运算、信息的传递和系统的测试等用途的需要。多谐振荡器就是脉冲源中比较常见的一种。它的输出波形近似于方波,所以也称之为方波发生器。由于方波是由许许多多不同频率的正弦波所组成,因此取得了“多谐”的称呼。

Q1导通后,扬声器就有电流流过,使它发声,同时电容C1开始充电,充电电流回路为:Q2发射极→基极→C1→Q1集电极→发射极→电源负极。因为Q1已经饱和导通,所以Q1的集电极和发射极近似短路,电容C1充电的过程很短暂。此时电容C1充电的电压为左正右负。

当开关S1闭合时,电流通过Q2的发射极→基极→R1→Q1的基极→发射极→电源负极。这样使Q2开始导通,Q2的集电极输出的电流使Q1迅速饱和导通。注意:流过Q2基极的电流是一个很小的电流,Q2导通后,发射极-集电极的电流是个稍大的电流,这才是Q1导通的关键所在。

电容C1左正右负的电压使Q2的发射结反偏,Q2关断。这时电源的电压通过扬声器加上电容C1两端的电压一起加到R1和Q1的基极,这个电压开始时是电源电压2倍,因为R1阻值很大,电容两端的电压又因放电而不断减少,使Q1从开始的饱和退到放大区,随着电容的电压减小,它的基极电流也在减小,最后使Q1截止。

电容放电结束后,C1左端电压又回到初始值。使Q2又开始导通,又进入下一个过程,威廉希尔官方网站 就如此循环工作下去。

整个互补性自激多谐音频振荡器的振荡过程就是如此,振荡频率取决于电阻R1,C1的数值;R1与C1的乘积越大,电容C1放电时间越长,振荡频率越低,反之振荡频率会变高。

多谐振荡器

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在脉冲技术中,通常需要脉冲源来满足数字计算、信息传输和系统测试的需求。多谐振荡器是常见的脉冲源之一。它的输出波形类似于方波,因此也称为方波发生器。由于方波由许多不同频率的正弦波组成,因此它是“多谐波”。

一般来说,三角波、斜坡波、锯齿波、方波发生器等非线性波发生器由以下三部分组成:积分器(也称为定时威廉希尔官方网站 )、比较器和逻辑威廉希尔官方网站 。如图1的框图所示,这三个部分的功能只需一个或两个集成运算放大器即可完成。

多谐振荡器

该威廉希尔官方网站 的特点是:

(1)适用于固定频率范围内的音频。

(2)变化R:频率可调,

(3)频率的稳定性主要取决于电容器C和齐纳二极管的稳定性,因此即使我们使用廉价的元件,也可以获得频率漂移相对较小的多谐振荡器。

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设计带有栅极威廉希尔官方网站 的多谐振荡器的最简单方法是端到端连接奇数个栅极。但这种振荡器精度低,不能随意设计振荡速率,只与奇数个门的延迟时间有关。RC定时多谐振荡器结构简单,定时精度高,振荡频率可自由设计。

图2(a)是具有RC时序的多谐振荡器威廉希尔官方网站 。GA和GB是CMOS逆变器,R1和C1是定时元件,Rs是串联电阻。图2(b)是各点的波形图,工作过程由图2所示威廉希尔官方网站 说明。

多谐振荡器

当电源打开时,点(8)的电势上升,点(4)的电位也上升。当点(4)的电位上升到GA门的Vtv电平时,GA被打开,点(2)的电位跳到低电平,点(3)上升到VDD电平。

然后 C1 通过 GA 的“P”管、R1、C1 和 GA 的“n”管放电。在放电过程中,点(4)处的电位根据R1和C1的时间常数而减小。当点 (4) 处的电位降至 VRA 电平时,栅极 G 关闭,点 (2) 处的电位跳至接近 VDD 的水平,点 (8) 处的电位跳至接近 0V 的水平,点 (4) 跳至接近 (VRA-VDD) 的水平。

然后C1通过G,C1,R1的“p”管和GA的“n”管充电。

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