无稳态多谐振荡器详解.ppt
555无稳态电路工作原理及分类
无稳类电路
无稳电路就是多谐振荡电路,是555电路中应用最广的一类。电路的变化形式也最多。为简单起见,也把它分为三种。
第一种（见图1）是直接反馈型,振荡电阻是连在输出端VO的。
第二种（见图2）是间接反馈型,振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单元电路（3.2.1）是应用最广的。第2个单元电路（3.2.2）是方波振荡电路。第3、4个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路,功能相同而电路结构略有不同,因此分别以3.2.3a和3.2.3b的代号。
第三种(见图3)是压控振荡器。由于电路变化形式很复杂,为简单起见,只分成最简单的形式（3.3.1）和带辅助器件的(3.3.2)两个单元。图中举了两个应用实例。
无稳电路的输入端一般都有两个振荡电阻和一个振荡电容。只有一个振荡电阻的可以认为是特例。例如：3.1.2单元可以认为是省略RA的结果。有时会遇上7.6.2三端并联,只有一个电阻RA的无稳电路,这时可把它看成是3.2.1单元电路省掉RB后的变形。
以上归纳了555的3类8种18个单元电路,虽然它们不可能包罗所有555应用电路,古话讲：万变不离其中,相信它对我们理解大多数555电路还是很有帮助的。
应用实例:
单电源变双电源电路
附图电路中,时基电路555接成无稳态电路,3脚输出频率为20KHz、占空比为1：1的方波。3脚为高电平时,C4被充电;低电平时,C3被充电。由于VD1、VD2的存在,C3、C4在电路中只充电不放电,充电最大值为EC,将B端接地,在A、C两端就得到+/-EC的双电源。本电路输出电流超过50mA。
【2017年整理】三极管无稳态多谐振荡器电路_
三极管无稳态多谐振荡器电路
此电路之输出并不会固定在某一稳定状态，其输出会在两个稳态(饱和或截止)之间交替变换，因此输出波形似近一方波。
如图2即为无稳态多谐震荡器电路，图中两个三极管Q1、Q2在“Q1饱和／Q2截止”和“Q1截止／Q2饱和”，二种状态周期性的互换，其工作原理如下：
图2
(1)如图3当VCC接上瞬间，Q1、Q2分别由RB1、RB2获得正向偏压，同时C1、C2亦分
别经RC1、RC2充电。
图3 当VCC通电瞬间
(2)由于Q1、Q2的特性无法百分之百相同，假设某一三极管Q1之电流增益比另一个三极
管Q2高，则Q1会比Q2先进入饱和(ON)状态，而当Q1饱和时，C2由Q1 CE极经VCC、RB2放电，在Q2 BE极形成一逆向偏压，促使Q2截止Q1导通，由于c、e极之间此时是通的，所以c极处电位接近于负极（我们的图中是接地，就是接近于0V），由于电容C2的耦合作用，Q2基极电压接近于负极→不会产生基极电流，即Ib=0A→则Q1 e、c 之间断开（开关作用）同时C1经Rc2及Q1的BE极于短时间内完成充电至VCC，如图4所示。
图4 C2放电，C1充电回路
(3)Q1 ON、Q2 OFF的情形并不是稳定的，当C2放电完后(T2=0.7 RB2 C。C2由VCC经
RB2、Q1C-E极反向充电，当充到0.7V时，此时Q2获得偏压而进入饱和(ON)，C1由Q2 CE极，Vcc、RB1放电，同样地，造成Q1 BE极逆偏压。Q1截止(OFF)，C2经RC1及Q2B-E极于短时间充至
图5 C1放电，C2充电回路
多谐振荡器
第八章 脉冲波形的产生与整形
在数字电路或系统中，常常需要各种脉冲波形，例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。这些脉冲波形的获取，通常采用两种方法：一种是利用脉冲信号产生器直接产生；另一种则是通过对已有信号进行变换，使之满足系统的要求。
本章以中规模集成电路555定时器为典型电路，主要讨论555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器以及555定时器的典型应用。
8.1 集成555定时器
555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。
目前生产的定时器有双极型和CMOS 两种类型，其型号分别有NE555（或5G555）和C7555等多种。通常，双极型产品型号最后的三位数码都是555，CMOS 产品型号的最后四位数码都是7555，它们的结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。
一般双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS 定时电路具有低功耗、输入阻抗高等优点。555定时器工作的电源电压很宽，并可承受较大的负载电流。双极型定时器电源电压范围为5～16V ，最大负载电流可达200mA ；CMOS 定时器电源电压变化范围为3～18V ，最大负载电流在4mA 以下。
一． 555定时器的电路结构与工作原理 1．555定时器内部结构：
（1）由三个阻值为5k Ω的电阻组成的分压器； （2）两个电压比较器C 1和C 2：
v +＞v －，v o =1； v +＜v －，v o =0。 （3）基本RS 触发器；
无稳态多谐振荡器电路工作原理
无稳态多谐振荡器电路工作原理
无稳态多谐振荡器电路，也被称为自激多谐振荡器或无稳态振荡器，是一种能产生持续振荡的电子电路。它的工作原理主要基于电路中元件的非线性特性和正反馈机制。
在一个典型的无稳态多谐振荡器电路中，通常包含有放大器、电容器和电阻器等元件。电路被设计成在没有外部输入信号的情况下，能够自行产生周期性变化的电压或电流信号。这种自行产生的振荡是由于电路中的正反馈作用，使得电路中的信号不断被放大和反馈，从而形成持续的振荡。
具体来说，当电路中的电容器充电或放电时，会产生电压变化。这个电压变化被放大器放大后，再通过正反馈回路反馈到电容器的另一端，从而改变电容器的充电或放电状态。这个过程不断重复，就形成了周期性的振荡。
在无稳态多谐振荡器电路中，由于电容器的充放电过程和放大器的非线性特性，电路会产生多个不同的振荡频率。这些频率成分在电路中相互叠加，形成了复杂的振荡波形。因此，无稳态多谐振荡器电路产生的信号具有多个不同的频率成分，这也
是它被称为“多谐”振荡器的原因。
无稳态多谐振荡器电路具有广泛的应用，例如在通信系统中用于产生载波信号、在数字电路中用于产生时钟信号等。此外，由于其产生的信号具有多个频率成分，还可以用于频率合成、解调等应用中。
无稳态电路详细讲解
无稳态电路详细讲解
在讲无稳态电路之前，读者朋友要明确几个电子元件的特性：
电阻：1、限流、分压。2、在RC串联电路中改变阻值就能改变时间常数。
本无稳态电路中用到的电阻有限流、分压和与电容构成充放电电路两个作用。
电容：1、电容两极的电压不能突变（这个要好好理解一下，不是不变，）。2、RC构成的充（放）电电路，电容两端的电压会随时间增加而上升（下降）（变化的速度与RC串联电路的电阻电容值都有关）。
三极管：对于NPN型三极管，当三极管的be极的电压高于某一数值（一般为0.7V）
时，三极管就会导通，这时ce间貌似有一个开关闭合，使电流从c极流入从e
极流出。
Q
NPN
下面是一个典型的无稳态电路：
无稳态振荡器（astable multivibrator)亦称自激多谐振荡器。电路中，施加电源VCC后，晶体管Q1和Q2在电容的作用下，反复导通、截至，产生持续震荡。震荡周期T[s]为：T=0.69(R3C2+R2C1)。
工作原理：当给电路加上电压VCC的瞬间，B1、B2点在电阻的上拉作用下都有一个高电位，而这个高电位都能使两个三极管满足导通的条件，但是由于各个元件的参数不可能完全一样，所以一定有一个三极管先导通，这里假设Q1先导通，然后再分析Q1导通的瞬间、C1点由原来的高电位被拉低（几乎与E1点电位相同），再根据电容两端的电压不能够
突变，这时B1点的电位也由原来的高电位被拉低，B1点又是三极管Q2的基极，Q2的基极电位由原来的高电位也变成低电位，这时是Q2的be间电压降低（几乎为零），所以这时三极管Q2被迫截止（不导通）。再此之后D1就会发光，同时电容C1两端电压虽不会突变，但是不是不变，在这段时间内会通过电阻R2给C1充电，充电过程中C1的一端B1电位就会逐渐升高，会有一个时刻B1的电位高到能使Q2导通，（这个时间实际上就是周期T=0.69(R3C2+R2C1)的一半）。这时点C2的电位由原来的高电位被拉低（几乎与E2点电位相同），同理根据电容两端电压不能突变，这时B2点的电位也由原来的高电位被拉低，B2点又是三极管Q1的基极，Q1的基极电位由原来的高电位也变成低电位，这时是Q1的be间电压降低（几乎为零），所以这时三极管Q1被迫截止（不导通）。再此之后D1就会发光。
三极管无稳态多谐振荡器电路
课题一、三极管无稳态多谐振荡器电路
一、设计课题
《三极管无稳态多谐振荡器电路》
二、设计要求
1、不上电，灯不亮。
2、上电后，两颜色灯亮交替闪亮（一直亮）。
3、设计时请注意提高抗干扰性，以免误动作。亮灯时间可通过RC调节。
4、为了方便检查，用黄色LED和红色LED代替电灯
三、原理分析
三极管无稳态多谐振荡器电路工作原理如下：
此电路之输出并不会固定在某一稳定状态，其输出会在两个稳态(饱和或截止)之间交替变换，因此输出波形似近一方波。
如图2即为无稳态多谐震荡器电路，图中两个三极管Q1、Q2在“Q1饱和／Q2截止”和“Q1截止／Q2饱和”，二种状态周期性的互换，其工作原理如下：
图3 当VCC通电瞬间
图4 C2放电，C1充电回路
(1)如图3当VCC接上瞬间，Q1、Q2分别由RB1、RB2获得正向偏压，同时C1、C2亦分别经RC1、RC2充电。
(2)由于Q1、Q2的特性无法百分之百相同，假设某一三极管Q1之电流增益比另一个三极管Q2高，则Q1会比Q2先进入饱和(ON)状态，而当Q1饱和时，C2由Q1 CE极经VCC、RB2放电，在Q2 BE极形成一逆向偏压，促使Q2截止。同时C1经Rc2及Q1的BE极于短时间内完成充电至VCC，如图4所示。
图5 C1放电，C2充电回路
(3) Q1 ON、Q2 OFF的情形并不侍定的，当C2放电完后(T2=0.7 RB2 C2秒)，C2由VCC经RB2、Q1C-E极反向充电，当充到0.7V时，此时Q2获得偏压而进入饱和(ON)，C1由Q2 CE 极，Vcc、RB1放电，同样地，造成Q1 BE极逆偏压。Q1截止(OFF)，C2经RC1及Q2B-E 极于短时间充至VCC，如图5所示。
555多谐振荡器的工作原理 电子技术创新实训 电子实训
多谐振荡器的工作原理
多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。
多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换，故又称它为无稳态电路。
由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。
由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C 充电，使电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数T充=（R1＋R2）C。
由于放电管VT导通，电容C通过电阻R2和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数T放＝R2C0随着C的放电，uc下降，当uc下降到（1/3）Vcc 时，输出uo。为高电平，放电管VT截止，Vcc再次对电容c充电，电路又翻转到第一暂稳态。不难理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc 之间变化。图1（b）所示为工作波形。
无稳态多谐振荡器电路
无稳态多谐振荡器电路
1. 引言
无稳态多谐振荡器电路是一种常见的电路结构，用于产生多个频率可调谐的正弦信号。这种电路在各种通信系统、测试仪器和音频设备中得到广泛应用。本文将详细介绍无稳态多谐振荡器电路的原理、设计和应用。
2. 原理
无稳态多谐振荡器电路通常由反馈网络和放大器组成。反馈网络将信号从输出端口反馈到输入端口，从而产生振荡。放大器负责放大振荡信号，使其能够输出到负载上。
在无稳态多谐振荡器电路中，反馈网络通常采用封闭反馈结构。常见的反馈网络结构包括电感耦合、电容耦合和变压器耦合等。这些结构都能够实现信号的正反馈，引起振荡。
在多谐振荡器电路中，振荡信号可以存在多个频率分量，这取决于反馈网络中的谐振元件。常见的谐振元件包括电容、电感和晶体等。通过调整这些谐振元件的参数，可以改变振荡器的频率范围。
3. 设计
设计一个无稳态多谐振荡器电路需要考虑以下几个方面：
3.1 反馈网络设计
选择合适的反馈网络结构是设计无稳态多谐振荡器电路的首要任务。常见的反馈网络结构包括LC谐振回路、RC谐振回路等。根据目标频率范围和输出要求，选择合
适的谐振元件和耦合方式。
3.2 放大器设计
在多谐振荡器电路中，放大器负责放大振荡信号，同时保持稳定的增益和相位特性。常见的放大器类型包括BJT放大器、MOSFET放大器和集成运放放大器等。根据设
计需求选择合适的放大器类型和工作点。
3.3 控制电路设计
为了实现频率可调谐的功能，需要设计一个控制电路，调节反馈网络中的谐振元件。常见的调节方法包括电容调谐、电感调谐和晶体调谐等。控制电路应具有稳定的工作性能和较大的频率范围。
无稳态多谐振荡器电路
无稳态多谐振荡器电路
无稳态多谐振荡器电路是一种基于反馈原理的电路，可以产生多个频率不同的正弦波信号。这种电路常用于音频合成器、信号发生器等领域。
该电路的基本原理是利用反馈将一部分输出信号送回到输入端口，形成一个自激振荡回路。在该回路中，由于反馈信号存在相位差，会导致不同频率的信号在不同时间达到峰值，从而产生多个频率不同的正弦波。
该电路通常由一个放大器、一个反馈网络和一个滤波网络组成。其中放大器负责放大输入信号和反馈信号，反馈网络将一部分输出信号送回到输入端口形成自激振荡回路，滤波网络则用于去除非期望频率的噪声。
具体来说，在无稳态多谐振荡器电路中使用了一个或多个非线性元件（如二极管）来形成反馈网络。当输入正弦波经过放大器后被送回到反馈网络时，非线性元件会对其进行削波或截断操作，并将其变为方波或锯齿波等形式。这些变形后的信号再经过滤波网络后输出，从而产生多个频率不同的正弦波信号。
需要注意的是，由于无稳态多谐振荡器电路存在非线性元件，因此其
输出信号可能会存在失真或畸变等问题。为了避免这些问题，需要对
电路进行精细调节和优化设计。
总之，无稳态多谐振荡器电路是一种基于反馈原理的电路，可以产生
多个频率不同的正弦波信号。其原理简单、实现方便，在音频合成器、信号发生器等领域有着广泛的应用。
定时器构成多谐振荡器
2、掌握555构成多谐振荡器的输出波形及电容充放电波形。 3、熟练掌握电路振荡频率和占空比的计算方法。 4、理解占空比可调的多谐振荡器连接方法。
Company Logo
T1=(R1+R2)Cln2
2 3
U
CC
0.7(R 1R 2)C
1 3
U
CC
O
vO
T2 =R2Cln2
t
0.7R2C
振荡周期
O T1 T2
振荡频率
t T = T 1+ T 2 0 .7 (R 1+ 2 R 2)C
f 1 1.43 T (R12R2)C
用CB555定时器组成的振荡器最高工作频率可达500kHz
电压控 制端
电源端
VCC
8
VCO
高电平触发端 vI1
TH
低电平触发端
vI2 TR'
放电端
vOD
DISC
VR1 5kΩ
5
6
+-C1
5kΩ
2VR2
+-C2
5kΩ
7
TD
1
复位端
R'D
4
Q'
QG
3
3 vO
G
4
输出端
5.2.4 多谐振荡器
（1）第一暂稳态T1的计算
τ =RC ， T1=t2-t1 ， υ I （ 0+ ） =- Δ V- ≈ 0V ， υ I （ ∞ ） =VDD ， 由RC电路的瞬态相应分析可得
T1 RC ln
V DD V DD VTH
（2）第二暂稳态T2的计算
t2作为时间起点，τ=RC，υI（0+）=VDD+ΔV+≈VDD， υI（∞）=0，由RC电路的瞬态相应分析可得
多谐振荡器
RC
Leabharlann Baidu
ln VOH VOH
VTH VTH
同理，求得放电时间tW2为
tW2
ln
v4 () v4 (0) v4 () v4 (t2 )
RC
ln VOL
V
(VOH VTH ) OL VTH
其中， RC ，VOH 和VOL 分别为非门输出的高电平电压和低 电平电压，设 VOH 3 V，VOL 0.3 V，VTH 1.4 V，可得脉冲周期为
如图7-28所示为RC环形多 谐振荡器各点的工作波形图。
图7-28 RC环形多振荡器工作波形
1．脉冲宽度及周期的估算
脉冲宽度tW分为充电时间（ tW1 ）和放电时间（ tW2 ）两部分， 根据RC电路的基本工作原理，利用三要素法，可以得到充电时间 tW1 为
tW1
ln
v4 () v4 (0) v4 () v4 (t1)
数字电子技术
多谐振荡器
简单环形多 谐振荡器
RC环形多谐 振荡器
秒脉冲发生 器
1.1 简单环形多谐振荡 器
如图7-25所示为3非门多谐振荡器的电路结构。
图7-25 3非门多谐振荡器的电路结构
如图7-26所示为3非门多谐振荡器各点的输出波形图。
图7-26 3非门多谐振荡器各点的输出波形图
1.2 RC环形多谐振荡器
用555定时器组成多谐振荡器
用555定时器组成多谐振荡器
一、电路结构
多谐振荡器是无稳态电路，两个暂稳态不断地交替。图1为用SG555组成的多谐振荡器电路图。利用放电管V作为一个受控电子开关，使电容充电、放电而转变UC 上升或下降。
令UC=TH=TR ，则交替置0,置1。R1，R2和C为定时元件。
图1 用555定时器组成多谐振荡器
二、工作原理
1，接通电源Vcc后，Vcc经电阻R1，R2对电容C充电，其电压UC 由0按指数规律上升，当UC≥2/3Vcc时，电压比较器C1和C2的输出分别为：UC1=0，UC2=1
基本RS触发器被置0，Q=0,Q=1，输出U0跃到低电平UOL
于此同时，放电管V导通，电容C经电阻R2、放电管V 放电电路进入暂稳态。
2，随着电容C的放电，UC随之下降。
当UC下降到UC ≤2/3Vcc ，则电压比较器C1和C2的输出为UC1=1，UC2=0
基本RS触发器被置1，Q=1,Q=0，输出U0由低电平UOL跃到高电平UOH
同时，因Q=0，放电管V截止，电源Vcc又经电阻R1，R2对电容C充电。
电路又返回到前一个暂稳态。
3，这样，电容C上的电压UC将在2/3 Vcc 和1/3Vcc之间来回放电和充电，从而使电路产生了振荡，输出矩形脉冲。
三、输出波形
图2 多谐振荡器的工作波形
多谐振荡器的振荡周期T为：
T=tw1+tw2
tww1为电容C上的电压由1/3 Vcc下降到2/3 Vcc 所需要的时间，充电回路的时间常数为(R1+R2)C
tww1可用下式估算
tw1=(R1+R2)CLn2≈0.7(R1+R2)C
两只NPN三极管组成的互补对称无稳态振荡器电路原理分析
无稳态多谐振荡器是一种简单的振荡电路。它不需要外加激励信号就便能连续地、周期性地自行产生矩形脉冲.该脉冲是由基波和多次谐波构成，因此称为多谐振荡器电路。多谐振荡器可以由三极管构成，也可以用555或者通用门电路等来构成。用两只三极管组成的多谐振荡器，通常叫做三极管无稳态多谐振荡器。在本例中我们将用两只三极管制作一个多谐振荡器，并用它驱动两只不同颜色的发光二极管。在制作完成时，我们能看到两只发光二极管交替点亮，并且我们可以通过调整电路的参数来调整发光管点亮的时间。三极管多谐振荡器的电路原理图：
下面我们将简要分析该电路的工作原理：
上图所示为结型晶体管自激或称无稳态多谐振荡器电路。它基本上是由两级RC藕合放大器组成，其中每一级的输出藕合到另一级的输入。各级交替地导通和截止，每次只有一级是导通的。
从电路结构上看，自微多谐振荡器与两级Rc正弦振荡器是相似的，但实际上却不同。正弦振荡器不会进入截止状态．而多谐振荡器却会进入截止状态。这是借助于Rc耦合网络较长的时间常数来控制的。尽管在时间上是交替的，可是这两级产生的都是矩形波输出。所以多谐振荡器的输出可取自任何一级。
电路上电时，Vcc加到电路，由于两只三极管都是正向偏置的故他们处于导通状态，此外，还为藕合电容器Cl和C2充电到近于Vcc电压。充电的路径是由接地点经过晶体管基极，又通过电容器而至Vcc电源。还有些充电电流是经过R1和R2的，从而导致正电压加在基极上，使晶体管导电量更大，因而使两级的集电极电压下降。
两只晶体管不会是完全相同的，因此，即使两级用的是相同型号的晶体管和用相同的元件值，一个晶体管也会比另一个起始导电量稍微大些。
无稳态多谐振荡器电路
无稳态多谐振荡器电路
无稳态多谐振荡器电路是一种能够在没有稳定状态的情况下产生多个频率的振荡器。这种电路在电子领域有着广泛的应用，例如在通信系统、无线电设备和信号发生器等方面都有着重要作用。
这种电路的设计原理是利用反馈回路中的非线性元件（如晶体管或集成电路）来产生多个频率的振荡。在传统的稳态振荡器中，电路会趋向于稳定在一个特定的频率上，而无稳态多谐振荡器则会在不同的频率之间不断切换，产生多个频率的振荡。
无稳态多谐振荡器的工作原理可以通过简单的电路模型来理解。在电路中，反馈回路中的非线性元件会引起电压或电流的不稳定变化，从而导致电路在不同的频率上振荡。这种不稳定性使得电路能够在不同的频率之间切换，产生多谐振荡的效果。
在实际的电路设计中，工程师们需要精心设计反馈回路和选择合适的非线性元件，以确保电路能够稳定地工作并产生所需的频率。同时，他们还需要考虑电路的功耗、频率稳定性和抗干扰能力等因素，以满足实际应用的需求。
无稳态多谐振荡器电路的应用非常广泛。在通信系统中，它可以用于产生不同频率的载波信号；在无线电设备中，它可以用于产生不同频率的射频信号；在信号发生器中，它可以用于产生多个频率的测试信号。总的来说，无稳态多谐振荡器在现代电子领域发挥着重
要作用。
在未来，随着技术的不断发展，无稳态多谐振荡器电路的设计和应用将会变得更加复杂和多样化。工程师们将不断探索新的电路拓扑结构和新的非线性元件，以实现更高效、更稳定的多频振荡器。这将为电子产品的性能提升和功能拓展提供更多的可能性。
无稳态多谐振荡器电路是一种能够在没有稳定状态的情况下产生多个频率的振荡器，具有广泛的应用前景和重要的研究价值。随着电子技术的不断进步，相信这种电路将会在未来发挥更加重要的作用，为人类社会的发展带来新的机遇和挑战。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
是需要外加觸發信號才能發生振盪
無穩態多諧振盪器
電 晶 體 式
基本電路圖
無穩態多諧振盪器原理說明(1)
當Βιβλιοθήκη Baidu源接上的瞬間
RB1、RC2與CB1 形成電晶體Q1的順向電壓，
RB2、RC1與CB2 形成電晶體Q2的順向電壓， 所以電晶體Q1、 Q2皆會導通。
無穩態多諧振盪器的波形
OPA與R1、R2 組成史密特觸發器
（R1與R2形成正回授網路）
負回授網路則由R、C分壓所組成
OPA組成無穩態多諧振盪器(2)
剛接上電源時，電容器C未充
電，所以OPA之反相輸入端電 壓V-=VC=0V，故輸出電壓VO為 正飽和電壓；此時輸出電壓經R 開始C充電。
OPA組成無穩態多諧振盪器(3)
（亦可稱為逆向充電）； •當電容電壓VC較V+(=VL)為低（負） 的電壓時，VO即又迅速轉變為正飽和 電壓。 •如此週而復始。
OPA組成無穩態多諧振盪器的波形
OPA組成無穩態多諧振盪器的公式
史密特觸發閘組成 無穩態多諧振盪器
數位IC 式的無 穩態(1)
史密特觸發閘組成 無穩態多諧振盪器(1)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(5-2)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器的公式(6)
555 IC組成 無穩態多諧振盪器
內 部 結 構 方 塊 圖
555 IC組成 無穩態多諧振盪器
555IC式 無穩態
555 IC組成 無穩態多諧振盪器的波形
555 IC組成 無穩態多諧振盪器
對稱方波輸出
無穩態多諧振盪器原理說明(2)
當電晶體Q1、 Q2皆導通時，基極
電流會向CB1、 CB2充電。 假設β1是電晶體Q1的電流增益， β2是電晶體Q1的電流增益， 且β1＞β2
無穩態多諧振盪器原理說明(3)
此時IC1＞IC2→VC1＜VC2→VB1＞VB2→IB1＞
IB2→IC1＞IC2 如此循環下去，終會讓電晶體Q1飽和， VCE1≒0V、電晶體Q2 截止VCE1≒VCC
當電容電壓VC大於OPA非反相輸入端之電 壓（V+）
V+=VU=VO+（sat）*R2/R1+R2（上限觸發電壓） 時， VO即迅速轉變為負飽和電壓，而此時之V+ 變為 V+=VL =VO-（sat）* R2/R1+R2（下限觸發電壓）
OPA組成無穩態多諧振盪器(4)
•由於VO為負飽和電壓，所以電容器 開始經由R向OPA之輸出端放電
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(4-1)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(4-2)
等效電路
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(5-1)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(5)
•當VC=0V，且Z點電壓為VDD，所以 由Z點向電容C充電，其路徑如圖所 示，電容電壓VC因充電而逐漸上升， 使得電阻R上的電壓VR逐漸下降，當 VR小於VT（≒1/2VDD）時，閘A的輸出 又發生轉態，故Y變為”H”，Z點變 為”L”，X點變為”L”。
無穩態多諧振盪器原理說明(3-1)
當電源接上時(1)
無穩態多諧振盪器原理說明(3-2)
當電源接上時(2)
無穩態多諧振盪器原理說明(4)
當電晶體Q1飽和時
由於電晶體Q1飽和，即VCE1=0.2V，
所以儲存在電容器CB2的電壓對於電 晶體 Q2而言 ，仍然形成逆向偏壓， 所以電晶體Q2會持續截止，即 VCE2=VCC。
Q2截止 如此持續下去，產生振盪
無穩態多諧振盪器 週期公式
T=T1+T2=0.693*(RB2CB2+ RB1 CB1 )
≒1.4RBCB (設RB1=RB2=RB，CB1=CB2=CB)
輸出頻率 F=1/T=1/1.4RBCB
OPA組成無穩態多諧振盪器
OPA的 無穩態
OPA組成無穩態多諧振盪器(1)
多諧振盪器的結構
無穩態多諧振盪器(astable multivibrator)
單穩態多諧振盪器(monostable multivibrator) 雙穩態多諧振盪器(bistable multivibrator)
無穩態多諧振盪器
這是重 點部分
無穩態多諧振盪器是不需要外加觸
發信號就能發生振盪，屬於自激式 多諧振盪器。
1. 當剛接上電源時，由於電容器C沒有充
電，所以VC=0V，故VO=VOH。 2. 輸出電壓（VOH）經R向C充電，電容電 壓VC逐漸上升，當VC＞VU， 輸出轉態為VOL
史密特觸發閘組成 無穩態多諧振盪器(2)
3.由於VC＞VOL ，所以電容器開始經R向輸 出端放電，直到VC＜VL， .輸出又轉態為VOH。 4.如此(2), (3)向循環,週而復始.
為”H”，Z點為”L”。
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(2)
由於Y點電壓為VDD，所以由Y點經電阻R
向電容C充電，其路徑如圖
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(3-1)
等效電路
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(4)
•當電容電壓VC大於CMOS邏輯閘 的臨限觸發電壓VT（≒1/2VDD） 時，閘A的輸出發生轉態，故Y點 變為”L”，Z點變成”H”，X點瞬 間亦變為”L”，此時電容C經電 阻R放電，直至0V，其路徑如圖 所示。
T1=0.693*RB2*CB2
無穩態多諧振盪器原理說明(4-3)
無穩態多諧振盪器原理說明(4-4)
無穩態多諧振盪器原理說明(4-5)
無穩態多諧振盪器原理說明(5)
當電晶體Q2飽和時
由於電晶體Q2飽和，即VCE1=0V，所
以儲存在電容器CB1的電壓對於電晶 體 Q1而言 ，仍然形成逆向偏壓， 所以電晶體Q1會持續截止，即 VCE1=VCC。
無穩態多諧振盪器原理說明(5-1)
•而電容器CB1上的電壓會經過 •電晶體Q2、電源VCC與RB1向CB1做逆向充電， •此時 VB1↑→IB1↑→IC1↑→VC1↓→VB2↓→IB2↓→ IC2↓→VC2↑→VB1↑， •如此循環下去，經過T2秒之後
無穩態多諧振盪器原理說明(5-2)
電容器CB1上的電壓將形電晶體成Q1的順向 偏壓 •終會讓電晶體Q2截止， 電晶體Q1飽和
史密特觸發閘組成 無穩態多諧振盪器的波形
史密特觸發閘組成 無穩態多諧振盪器的公式
對CMOS邏輯而言，其VOH=VDD，VOL=VSS
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器
數位IC式的 無穩態(2)
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器波形
CMOS閘組成 無穩態多諧振盪器(1)
剛接上電源VDD時，假設X點為”L”，Y點
T2=0.693*RB1*CB1
無穩態多諧振盪器原理說明(5-3)
無穩態多諧振盪器原理說明(5-4)
無穩態多諧振盪器原理說明(5-5)
無穩態多諧振盪器 結論(1)
當電源接上時的瞬間使電晶體Q1飽和，
Q2截止 經過T1秒之後，使電晶體Q1截止， Q2飽和
無穩態多諧振盪器 結論(2)
再經過T2秒之後，又使電晶體Q1飽和
無穩態多諧振盪器原理說明(4-1)
•而電容器CB2上的電壓會經過 •電晶體Q1、電源VCC與RB2向CB2做逆向充電， •此時 VB2↑→IB2↑→IC2↑→VC2↓→VB1↓→IB1↓→ IC1↓→VC1↑→VB2↑， •如此循環下去，經過T1秒之後
無穩態多諧振盪器原理說明(4-2)
•電容器CB2上的電壓將形電晶體成Q2的 順向偏壓 •終會讓電晶體Q1截止， 電晶體Q2飽和