1、分立原件組成的多諧振盪器
如上,圖1所示,用兩個同型號的三極管構成。
振盪原理:
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,如此循環形成振盪。
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。
振盪週期:T ≈ 1.4 · R1 · C1
2、門電路組成的多諧振盪器
如上,圖2所示,兩個非門組成的振盪器。
振盪原理:
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,相對於之前變為放電迴路,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,形成振盪,在Q端輸出方波。
如果非門的反轉電壓為電源電壓的1/2。
則振盪週期:T ≈ 2.2 · R · C
Rs用於穩定振盪頻率,驅使為6~10倍的R。
如上,圖3所示,三個非門組成的振盪器。
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,還能獲得更高的振盪頻率。
以上兩種產生的都是方波輸出,佔空比D=1,要改變佔空比,可以使用二極管將充放電迴路分開。
如上,圖4所示,三個非門組成的可變佔空比振盪器。
通過滑動電位器RP使佔空比可調。
充電迴路(RP2 + R) · C
放電迴路(RP1 + R) · C
另外,用施密特觸發器組成的多諧振盪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。
如上,圖5所示,施密特觸發器組成的振盪器。
由於施密特觸發器的翻轉電壓(正向或反向)是不同的,所以只需要一個門就可以構成多諧振盪器。
振盪原理:
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,從而形成振盪。
振盪週期:T ≈ 1.4 · R · C
3、NE555組成的多諧振盪器
如上,圖6所示,NE555組成的多諧振盪器。
振盪原理:
充電迴路,Vcc經過RA、RB給C充電。
放電迴路,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。
佔空比:D=RA/(RA+2RB)。
4腳可以控制振盪的啟停。
4、觸發器組成的多諧振盪器
如上,圖7所示,兩個觸發器組成的多諧振盪器。
由兩個D觸發器分別組成單穩態電路,然後串聯起來構成多諧振盪器。
振盪原理:
當開關信號送達一個低電平,或非門的輸出端會出現一個上升沿脈衝,加到CP端。
此時使第一個觸發器進入暫穩態,Q1轉為高電平,並經過R1對C1充電,隨著C1電壓的升高,觸發R端使其復位,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衝。
此時使第二個觸發器進入暫穩態,Q2轉為高電平,並經過R2對C2充電,隨著C2電壓的升高,觸發R端使其復位,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衝。
如此循環,形成振盪,在Q1、Q2輸出方波。
VD1、VD2分別提供C1、C2的快速放電迴路,佔空比由R1C1、R2C2調節。
另外,用一個觸發器也能構成振盪器。
如上,圖8所示,一個觸發器組成的振盪器。
利用觸發器的復位端R和置位端S,接在RC充放電迴路,實現反覆置位和復位,讓Q端輸出方波。
另外,專用的單穩態電路,如:4098、14528等,也可以構成多諧振盪器。
如下,圖9所示,振盪週期:T≈0.5(R1C1+R2C2)。
5、集成運放組成的多諧振盪器
如上,圖10所示,集成運放組成的多諧振盪器。
選用雙電源運放,Dz起到限幅的作用。
多諧振盪由兩個部分構成:
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充放電迴路,它的反覆充放電,使得運放的反向輸入端,在翻轉電壓附近來回振盪。
從而在運放輸出端得到方波。
振盪週期由R、C決定。
T≈RF·C ln[(R1+2R2)/R1]
閱讀更多 機電匠 的文章