65多谢振荡器《数字电子技术》.PPT

* 《数字电子技术》 6.5 多谢振荡器 多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源以后，不需要外加触发信号，就能自动地产生矩形脉冲。由于矩形波中含有丰富的高次谐波分量，所以习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。 一、多谐振荡器定义： 6.5 多谐振荡器 《数字电子技术》 一、 用施密特触发器构成的多谐振荡器 图6.3.10 用施密特触发器构成的多谐振荡器 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 图6.3.11 多谐振荡器电路的电压波形图 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 通过调节R和C的大小，即可改变振荡周期。此外，在这个电路的基础上稍加修改就能实现对输出脉冲占空比的调节，电路的接法如图6.3.12所示。 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 图6.3.12 脉冲占空比可调的多谐振荡器 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 在许多应用场合下都对多谐振荡器的振荡频率稳定性有严格的要求。例如在将多谐振荡器作为数字钟的脉冲源使用时，它的频率稳定性直接影响着计时的准确性。在这种情况下，前面所讲的几种多谐振荡电路难以满足要求。 ——为什么？ 二、石英晶体多谐振荡器 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 因为—— 一、这些振荡器中门电路的转换电平VTH本身就不够稳定； 二、这些电路的工作方式容易受干扰，造成电路转换时间的提前或滞后； 三、在电路状态临近转换时电容的充、放电已经比较缓慢，转换电平的微小变化或轻微干扰都会严重影响振荡周期。 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 目前普遍采用的一种稳频方法是在多谐振荡器电路中接入石英晶体，组成石英晶体多谐振荡器。 图6.6.13 石英晶体的电抗频率特性和符号 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 图6.3.14 石英晶体多谐振荡器 该振荡器的工作频率必然是f0。 6.5 多谢振荡器 VI1 VO1 VI2 VO2 C1 C2 74系列：0.5-1.9K f0 《数字电子技术》 由此可见，石英晶体多谐振荡器的振荡频率取决于石英晶体的固有谐振频率f0 ，而与外接电阻，电容无关。石英晶体的谐振频率由石英晶体的结晶方向和外形尺寸所决定，具有极高的频率稳定性。 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 图6.3.15 555时基电路构成无稳态多谐振荡器 三、用555时基电路构成多谐振荡器 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 图6.3.15 555时基电路构成无稳态多谐振荡器 三、用555时基电路构成多谐振荡器 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 电路的振荡周期T为 T=t1+t2=ln2 (τ1+τ2) =ln2 (RA+2RB)C ＝(RA+2RB)Cln2 振荡频率f=1/T，即 f=1.443/(RA+2RB)C 输出振荡波形的占空比D为 D=t1/T=(RA+RB)/(RA+2RB) 当RB?RA时，则D≈50%，即输出振荡为方波。 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 由上面有关公式的推导，不难给出以下结论： ①振荡周期与电源电压VDD无关，而取决于 充电和放电的总时间常数，即仅与RA、RB和C 的值有关。 ②振荡波的占空比与C的大小无关，而仅 与RA、RB的大小比值有关。 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 四、环形振荡器 利用闭合回路中的正反馈作用可以产生自激振荡，利用闭合回路中的延迟负反馈作用同样也能产生自激振荡，只要负反馈信号足够强。 环形振荡器就是利用延迟负反馈产生振荡的。它是利用门电路的传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而构成的。 6.5 多谢振荡器 《数字电子技术》 下图6.3.16所示电路是一个最简单的环形振荡器，它由三个反相器首尾相连而组成。不难看出,这个电路是没有稳定状态的。因为在静态(假定没有振荡时)下任何一个反相器的输入和输出都不可能稳定在高电平或低电乎，而只能处于高、低电平之间，所以处于放大状态。 图6.3.16 最简单的环形振荡器电路 6.5 多谢振荡器 *