自激多諧振蕩器工作原理及實(shí)險

一、原理

與非門(mén)作為一個(gè)開(kāi)關(guān)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(mén)的閾值電壓VT時(shí)，門(mén)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直接取決于電路中阻容元件的數值。

1、 非對稱(chēng)型多諧振蕩器

如圖12－1所示，非門(mén)3用于輸出波形整形。
非對稱(chēng)型多諧振蕩器的輸出波形是不對稱(chēng)的，當用TTL與非門(mén)組成時(shí)，輸出脈沖寬度
tw1TRC　 tw2T1.2RC TT2.2RC
調節 R和C值，可改變輸出信號的振蕩頻率，通常用改變C實(shí)現輸出頻率的粗調，改變電位器R實(shí)現輸出頻率的細調。

2、對稱(chēng)型多諧振蕩器

如圖12－2所示，由于電路完全對稱(chēng)，電容器的充放電時(shí)間常數相同, 故輸出為對稱(chēng)的方波。改變R和C的值，可以改變輸出振蕩頻率。非門(mén)3用于輸出波形整形。
一般取R≤1KΩ,當R＝1KΩ，C＝100pf～100µf時(shí)，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(mén)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(guò)程，控制D點(diǎn)電壓VD,從而控制與非門(mén)的自動(dòng)啟閉，形成多諧振蕩，電容C的充電時(shí)間tw1、放電時(shí)間tw2和總的振蕩周期T分別為
tw1≈0.94RC， tw2≈1.26RC， T ≈2.2RC
調節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)轉換都發(fā)生在與非門(mén)輸入電平達到門(mén)的閾值電平VT的時(shí)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，電路輸出頻率的穩定性較差。

4、石英晶體穩頻的多諧振蕩器

當要求多諧振蕩器的工作頻率穩定性很高時(shí)，上述幾種多諧振蕩器的精度已不能滿(mǎn)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(mén)電路構成的多諧振蕩器常用來(lái)為微型計算機等提供時(shí)鐘信號。
圖12－4所示為常用的晶體穩頻多諧振蕩器。