单稳态触发器原理及应用

接线图 2023年09月28日 11:03 199 admin

多谐振荡器是一种自激振荡电路。因为没有稳定的工作状态，多谐振荡器也称为无稳态电路。具体地说，如果一开始多谐振荡器处于0状态，那么它在0状态停留一段时间后将自动转入1状态，在1状态停留一段时间后又将自动转入0状态，如此周而复始，输出矩形波。

单稳态触发器原理及应用第1张

图6.4.1 对称式多谐振荡器电路

对称式多谐振荡器是一个正反馈振荡电路[图6.4.1，]。单稳态触发器原理及应用第2张和单稳态触发器原理及应用第3张是两个反相器，单稳态触发器原理及应用第4张和单稳态触发器原理及应用第5张是两个耦合电容，单稳态触发器原理及应用第6张和单稳态触发器原理及应用第7张是两个反馈电阻。只要恰当地选取反馈电阻的阻值，就可以使反相器的静态工作点位于电压传输特性的转折区。上电时，电容器两端的电压单稳态触发器原理及应用第8张和单稳态触发器原理及应用第9张均为0。假设某种扰动使单稳态触发器原理及应用第10张有微小的正跳变，那么经过一个正反馈过程，迅速跳变为单稳态触发器原理及应用第12张，单稳态触发器原理及应用第13张迅速跳变为单稳态触发器原理及应用第14张，单稳态触发器原理及应用第15张迅速跳变为，单稳态触发器原理及应用第17张迅速跳变为，电路进入第一个暂稳态。电容单稳态触发器原理及应用第19张和单稳态触发器原理及应用第20张开始充电。的充电电流方向与参考方向相同，单稳态触发器原理及应用第8张正向增加；的充电电流方向与参考方向相反，单稳态触发器原理及应用第9张负向增加。随着的正向增加，单稳态触发器原理及应用第15张从单稳态触发器原理及应用第14张逐渐上升；随着的负向增加，单稳态触发器原理及应用第10张从单稳态触发器原理及应用第12张逐渐下降。因为单稳态触发器原理及应用第19张经单稳态触发器原理及应用第32张和单稳态触发器原理及应用第33张两条支路充电而单稳态触发器原理及应用第20张经单稳态触发器原理及应用第35张一条支路充电，所以充电速度较快，单稳态触发器原理及应用第15张上升到单稳态触发器原理及应用第38张时单稳态触发器原理及应用第10张还没有下降到。上升到使单稳态触发器原理及应用第17张跳变为单稳态触发器原理及应用第14张。理论上，向下跳变单稳态触发器原理及应用第46张，也将向下跳变单稳态触发器原理及应用第48张。考虑到单稳态触发器原理及应用第49张输入端钳位二极管的影响，单稳态触发器原理及应用第10张最多跳变到单稳态触发器原理及应用第51张。下降到使单稳态触发器原理及应用第13张跳变为单稳态触发器原理及应用第12张，这又使单稳态触发器原理及应用第15张从单稳态触发器原理及应用第38张向上跳变单稳态触发器原理及应用第48张，即变成单稳态触发器原理及应用第60张，电路进入第二个暂稳态。单稳态触发器原理及应用第19张经单稳态触发器原理及应用第33张一条支路反向充电（实际上先放电再反向充电），单稳态触发器原理及应用第63张逐渐下降。单稳态触发器原理及应用第20张经单稳态触发器原理及应用第65张和单稳态触发器原理及应用第6张两条支路反向充电（实际上先放电再反向充电），单稳态触发器原理及应用第10张逐渐上升。的上升速度大于单稳态触发器原理及应用第63张的下降速度。当上升到单稳态触发器原理及应用第38张时，电路又进入第一个暂稳态。此后，电路将在两个暂稳态之间来回振荡。

非对称式多谐振荡器是对称式多谐振荡器的简化形式[图6.4.6]。这个电路只有一个反馈电阻单稳态触发器原理及应用第72张和一个耦合电容单稳态触发器原理及应用第73张。反馈电阻使单稳态触发器原理及应用第2张的静态工作点位于电压传输特性的转折区，就是说，静态时，的输入电平约等于单稳态触发器原理及应用第77张，的输出电平也约等于。因为的输出就是单稳态触发器原理及应用第3张的输入，所以静态时也被迫工作在电压传输特性的转折区。

单稳态触发器原理及应用第83张

图6.4.6 非对称是多谐振荡器电路

环形振荡器[图6.4.10]不是正反馈电路，而是一个具有延迟环节的负反馈电路。

单稳态触发器原理及应用第84张

图6.4.10 最简单的环形振荡器

单稳态触发器原理及应用第85张

图6.4.19 石英晶体多谐振荡器

石英晶体具有优越的选频性能。将石英晶体引入普通多谐振荡器就能构成具有较高频率稳定性的石英晶体多谐振荡器[图6.4.19]。我们知道，普通多谐振荡器是一种矩形波发生器，上电后输出频率为单稳态触发器原理及应用第86张的矩形波。根据傅里叶分析理论，频率为的矩形波可以分解成无穷多个正弦波分量，正弦波分量的频率为单稳态触发器原理及应用第88张（单稳态触发器原理及应用第89张），如果石英晶体的串联谐振频率为单稳态触发器原理及应用第90张，那么只有频率为的正弦波分量可以通过石英晶体（第单稳态触发器原理及应用第92张个正弦波分量，单稳态触发器原理及应用第93张），形成正反馈，而其它正弦波分量无法通过石英晶体。频率为单稳态触发器原理及应用第90张的正弦波分量被反相器转换成频率为矩形波。因为石英晶体多谐振荡器的振荡频率仅仅取决于石英晶体本身的参数，所以对石英晶体以外的电路元件要求不高。