多谐振荡

T1=0.693*RB2*CB2
无稳态多谐振荡器原理说明(4-3)
无稳态多谐振荡器原理说明(4-4)
无稳态多谐振荡器原理说明(4-5)
无稳态多谐振荡器原理说明(5)
当晶体管Q2饱和时
由于晶体管Q2饱和，即VCE1=0V，所
以储存在电容器CB1的电压对于晶体 管 Q1而言 ，仍然形成逆向偏压， 所以晶体管Q1会持续截止，即 VCE1=VCC。
当电容电压VC大于OPA非反相输入端之电 压（V+）
V+=VU=VO+（sat）*R2/R1+R2（上限触发电压） 时， VO即迅速转变为负饱和电压，而此时之V+ 变为 V+=VL=VO-（sat）*R2/R1+R2（下限触发电压）
OPA组成无稳态多谐振荡器(4)
•由于VO为负饱和电压，所以电容器 开始经由R向OPA之输出端放电
无稳态多谐振荡器原理说明(3-1)
当电源接上时(1)
无稳态多谐振荡器原理说明(3-2)
当电源接上时(2)
无稳态多谐振荡器原理说明(4)
当晶体管Q1饱和时
由于晶体管Q1饱和，即VCE1=0.2V，
所以储存在电容器CB2的电压对于晶 体管 Q2而言 ，仍然形成逆向偏压， 所以晶体管Q2会持续截止，即 VCE2=VCC。
无稳态多谐振荡器原理说明(5-1)
•而电容器CB1上的电压会经过 •晶体管Q2、电源VCC与RB1向CB1做逆向充电， •此时 VB1↑→IB1↑→IC1↑→VC1↓→VB2↓→IB2↓→ IC2↓→VC2↑→VB1↑， •如此循环下去，经过T2秒之后
无稳态多谐振荡器原理说明(5-2)
电容器CB1上的电压将形晶体管成Q1的顺向 偏压 •终会让晶体管Q2截止， 晶体管Q1饱和
无稳态多谐振荡器原理说明(2)
当晶体管Q1、Q2皆导通时，基极电
流会向CB1、CB2充电。 假设β1是晶体管Q1的电流增益， β2是晶体管Q1的电流增益， 且β1＞β2
无稳态多谐振荡器原理说明(3)
此时IC1＞IC2→VC1＜VC2→VB1＞VB2→IB1＞
IB2→IC1＞IC2 如此循环下去，终会让晶体管Q1饱和， VCE1≒0V、电晶体Q2截止VCE1≒VCC
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器(4-1)
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器(4-2)
等效电路
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器(5-1)
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器(5)
•当VC=0V，且Z点电压为VDD，所以 由Z点向电容C充电，其路径如图所 示，电容电压VC因充电而逐渐上升， 使得电阻R上的电压VR逐渐下降，当 VR小于VT（≒1/2VDD）时，闸A的输出 又发生转态，故Y变为”H”，Z点变 为”L”，X点变为”L”。
Q2截止 如此持续下去，产生振荡
无稳态多谐振荡器 周期公式
T=T1+T2=0.693*(RB2CB2+ RB1 CB1 )
≒1.4RBCB (设RB1=RB2=RB，CB1=CB2=CB)
输出频率F=1/T=1/1.4RBCB
OPA组成无稳态多谐振荡器
OPA的 无稳态
OPA组成无稳态多谐振荡器(1)
（亦可称为逆向充电）； •当电容电压VC较V+(=VL)为低（负） 的电压时，VO即又迅速转变为正饱和 电压。 •如此周而复始。
OPA组成无稳态多谐振荡器的波形
OPA组成无稳态多谐振荡器的公式
史密特触发闸组成 无稳态多谐振荡器
数位IC 式的无 稳态(1)
史密特触发闸组成 无稳态多谐振荡器(1)
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器(5-2)
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器的公式(6)
555IC组成 无稳态多谐振荡器
内 部 结 构 方 块 图
555IC组成 无稳态多谐振荡器
555IC式 无稳态
555IC组成 无稳态多谐振荡器的波形
555IC组成 无稳态多谐振荡器
对称方波输出
为”H”，Z点为”L”。
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器(2)
由于Y点电压为VDD，所以由Y点经电阻R
向电容C充电，其路径如图
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器(3-1)
等效电路
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器(4)
•当电容电压VC大于CMOS逻辑闸 的临限触发电压VT（≒1/2VDD） 时，闸A的输出发生转态，故Y点 变为”L”，Z点变成”H”，X点瞬 间亦变为”L”，此时电容C经电 阻R放电，直至0V，其路径如图 所示。
单稳态多谐振荡器与双稳态多谐振荡器
是需要外加触发信号才能发生振荡
无稳态多谐振荡器
晶 体 管 式
基本电路图
无稳态多谐振荡器原理说明(1)
当电源接上的瞬间
RB1、RC2与CB1形成晶体管Q1的顺向电压，
RB2、RC1与CB2形成晶体管Q2的顺向电压， 所以晶体管Q1、Q2皆会导通。
无稳态多谐振荡器的波形
史密特触发闸组成 无稳态多谐振荡器的波形
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史密特触发闸组成 无稳态多谐振荡器的公式
对CMOS逻辑而言，其VOH=VDD，VOL=VSS
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器
数位IC式的 无稳态(2)
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器波形
CMOS闸组成 无稳态多谐振荡器(1)
刚接上电源VDD时，假设X点为”L”，Y点
无稳态多谐振荡器原理说明(4-1)
•而电容器CB2上的电压会经过 •晶体管Q1、电源VCC与RB2向CB2做逆向充电， •此时 VB2↑→IB2↑→IC2↑→VC2↓→VB1↓→IB1↓→ IC1↓→VC1↑→VB2↑， •如此循环下去，经过T1秒之后
无稳态多谐振荡器原理说明(4-2)
•电容器CB2上的电压将形晶体管成Q2的 顺向偏压 •终会让晶体管Q1截止， 晶体管Q2饱和
T2=0.693*RB1*CB1
无稳态多谐振荡器原理说明(5-3)
无稳态多谐振荡器原理说明(5-4)
无稳态多谐振荡器原理说明(5-5)
无稳态多谐振荡器 结论(1)
当电源接上时的瞬间使晶体管Q1饱和，
Q2截止 经过T1秒之后，使晶体管Q1截止， Q2饱和
无稳态多谐振荡器 结论(2)
再经过T2秒之后，又使晶体管Q1饱和
OPA与R1、R2 组成史密特触发器
（R1与R2形成正回授网络）
负回授网络则由R、C分压所组成
OPA组成无稳态多谐振荡器(2)
刚接上电源时，电容器C未充
电，所以OPA之反相输入端电 压V-=VC=0V，故输出电压VO为 正饱和电压；此时输出电压经R 开始C充电。
OPA组成无稳态多谐振荡器(3)
多谐振荡器的结构
无稳态多谐振荡器(astable multivibrator)
单稳态多谐振荡器(monostable multivibrator) 双稳态多谐振荡器(bistable multivibrator)
无稳态多谐振荡器
这是重 点部分
无稳态多谐振荡器是不需要外加触
发信号就能发生振荡，属于自激式 多谐振荡器。
1. 当刚接上电源时，由于电容器C没有充
电，所以VC=0V，故VO=VOH。 2. 输出电压（VOH）经R向C充电，电容电 压VC逐渐上升，当VC＞VU， 输出转态为VOL
史密特触发闸组成 无稳态多谐振荡器(2)
3.由于VC＞VOL，所以电容器开始经R向输出 端放电，直到VC＜VL， .输出又转态为VOH。 4.如此(2), (3)向循环,周而复始.