圖1:分立原件組成的多諧振蕩器
如上,圖1所示,用兩個同型号的三極管構成。
振蕩原理:
假設VT1導通C1經R1充電,使C1兩端電壓不斷上升,引起VT2基極b電位不斷上升,最終VT2導通,迫使C2拉低到地,引起VT1截止,此時C2經過R2開始充電,使C2兩端電壓不斷上升,引起VT1基極b電位不斷上升,最終VT1導通,迫使C1拉低到地,引起VT2截止,此時C1經過R1又開始充電,如此循環形成振蕩。
VT1、VT2輪流導通 與截止,在Q1、Q2端輸出矩形波。
如果電路對稱(R1=R2,C1=C2),則Q輸出為一定頻率的方波。
振蕩周期:T ≈ 1.4 · R1 · C1
圖2:兩個非門組成的振蕩器
如上,圖2所示,兩個非門組成的振蕩器。
振蕩原理:
假設Q為低電平,則非門2的輸入端為高電平,經過R對C充電,C的電壓上升,直到非門1輸入端的電壓達到反轉電壓,此時非門1的輸出變為低電平,Q變為高電平。
此時,Q點、C、R、非門2的輸入端,極性反轉,相對于之前變為放電回路,然後轉為反向充電,C的電壓下降,直到非門1輸入的電壓達到反轉電壓,此時非門1的輸出變為高電平,Q變為低電平。
如此循環,形成振蕩,在Q端輸出方波。
如果非門的反轉電壓為電源電壓的1/2。
則振蕩周期:T ≈ 2.2 · R · C
Rs用于穩定振蕩頻率,驅使為6~10倍的R。
圖3:三個非門組成的振蕩器
如上,圖3所示,三個非門組成的振蕩器。
原理和兩個非門的差不多,但是相比起兩個非門的振動器更容易起振,工作更穩定,還能獲得更高的振蕩頻率。
以上兩種産生的都是方波輸出,占空比D=1,要改變占空比,可以使用二極管将充放電回路分開。
圖4:三個非門組成的可變占空比振蕩器
如上,圖4所示,三個非門組成的可變占空比振蕩器。
通過滑動電位器RP使占空比可調。
充電回路(RP2 R) · C
放電回路(RP1 R) · C
另外,用施密特觸發器組成的多諧振蕩器比用一般門電路組成的,更簡單,頻率更寬,受到電源電源和溫度的影響更小。
圖5:施密特觸發器組成的振蕩器
如上,圖5所示,施密特觸發器組成的振蕩器。
由于施密特觸發器的翻轉電壓(正向或反向)是不同的,所以隻需要一個門就可以構成多諧振蕩器。
振蕩原理:
Q端通過R給C充放電,讓施密特觸發器的輸入端電壓在兩個翻轉電壓直接來回變換,從而形成振蕩。
振蕩周期:T ≈ 1.4 · R · C
3、NE555組成的多諧振蕩器
圖6:NE555組成的多諧振蕩器
如上,圖6所示,NE555組成的多諧振蕩器。
振蕩原理:
充電回路,Vcc經過RA、RB給C充電。
放電回路,C經過RB從7腳放電。
C的電壓,加載到觸發引腳2和6上,在3腳輸出方波。
占空比:D=RA/(RA 2RB)。
4腳可以控制振蕩的啟停。
4、觸發器組成的多諧振蕩器
圖7:兩個觸發器組成的多諧振蕩器
如上,圖7所示,兩個觸發器組成的多諧振蕩器。
由兩個D觸發器分别組成單穩态電路,然後串聯起來構成多諧振蕩器。
振蕩原理:
當開關信号送達一個低電平,或非門的輸出端會出現一個上升沿脈沖,加到CP端。
此時使第一個觸發器進入暫穩态,Q1轉為高電平,并經過R1對C1充電,随着C1電壓的升高,觸發R端使其複位,讓Q1轉為低電平,/Q1轉為高電平,對第二個觸發器的CP端施加一個上升沿脈沖。
此時使第二個觸發器進入暫穩态,Q2轉為高電平,并經過R2對C2充電,随着C2電壓的升高,觸發R端使其複位,讓Q2轉為低電平,經過或非門,在第一個觸發器的CP端施加一個上升沿脈沖。
如此循環,形成振蕩,在Q1、Q2輸出方波。
VD1、VD2分别提供C1、C2的快速放電回路,占空比由R1C1、R2C2調節。
另外,用一個觸發器也能構成振蕩器。
圖8:一個觸發器組成的振蕩器
如上,圖8所示,一個觸發器組成的振蕩器。
利用觸發器的複位端R和置位端S,接在RC充放電回路,實現反複置位和複位,讓Q端輸出方波。
另外,專用的單穩态電路,如:4098、14528等,也可以構成多諧振蕩器。
如下,圖9所示,振蕩周期:T≈0.5(R1C1 R2C2)。
圖9:專用單穩态電路組成的多諧振蕩器
5、集成運放組成的多諧振蕩器
圖10:集成運放組成的多諧振蕩器
如上,圖10所示,集成運放組成的多諧振蕩器。
選用雙電源運放,Dz起到限幅的作用。
多諧振蕩由兩個部分構成:
一個是,開關模塊,即,運放的反向輸入,引起輸入1時輸出0,輸入0時輸出1。
一個是,RC充放電回路,它的反複充放電,使得運放的反向輸入端,在翻轉電壓附近來回振蕩。
從而在運放輸出端得到方波。
振蕩周期由R、C決定。
T≈RF·C ln[(R1 2R2)/R1]
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