多谐振荡器
多谐振荡器
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构成
运放构成 图1 在脉冲技术中,经常需要一个脉冲源,以满足数码的运算、信息的传递和系统的测试等用途的需要。多谐振荡 器就是脉冲源中比较常见的一种。它的输出波形近似于方波,所以也称之为方波发生器。由于方波是由许许多多不 同频率的正弦波所组成,因此取得了“多谐”的称呼。 一般来讲,象三角波、斜波、锯齿波和方波等非线性波型发生器,是由下述三部分构成:积分器(又称之为定时 电路),比较器和逻辑电路。如图1的方框图所示。这三部分的作用可以仅由一个或两个集成运算放大器来完成。 这个电路的特点是: 1、适于在音频范围内,对于在某个固定 频率下应用, 2、改变R:可以调整频率, 3、频率的稳定性主要取决于电容C和齐纳二极管的稳定性,所以即使是采用便宜的元器件也能得到频率漂移 相
类型
非稳态多谐振荡器 图3非稳态多谐振荡器电路图3说明了典型非稳态多谐振荡器电路的组态。 基本操作模式此电路运作在以下两种状态： 状态一 Q1导通，Q1的集电极电压为接近0V，C1由流经R2及Q1_CE的电流放电，由于电容C1提供反电压，使得Q2截止， C2经由R4及Q1_BE充电，输出电压为高（但因C2经由R4充电的缘故，较电源电压稍低）。 此状态一直持续到C1放电完成。由于R2提供基极偏置使得Q2导通：此电路进入状态二 状态二 Q2导通，Q2的集电极电压（即是输出电压）由高电位变为接近0V，由于电容C2提供反电压，使Q1瞬间截止， Q1截止，使得Q1集电极电压上升到高电位，C1经由R1及Q2_BE充电，C2流经R3以及Q2_CE的电流放电，由于电容 C2提供反电压，使得Q1截止。 此状态一直持续到直到C2放电完毕，由于R3对Q1基极提供偏置电压，Q1导通：此电路进入状态一。
数字电子技术 7-3多谐振荡器
uI1
显然： 任何≥3 奇 首尾接 可形成环
(uO)
(a)
tPd
数个反相器 在一起 形振荡器
振荡频率： f 1
O
uI2
tPd
t
2ntPd
---式中n为串联门的个数，n=3、5、7、…
uIO3 tPd
t
优点：电路简单
O
缺点：频率太高不可调不实用 tPd只有几十纳秒到一二百纳秒
t (b)
工作波形图
R
R1 Rs
R1 R
UOL1
R u13
UOH2
RS
C
uI3
可求得电容C充电时间T1
T1
RECln
UE
UTH UOH UE UTH
U OL
RECln
2UOH UTH UOH UTH
O
VCC R1
G3
UE
RE
u13
C UOL
UTH+（UOH UOL)
UTH t
UTH （UOH UOL )
7.3.1
获得较大电
VDD
压放大倍数
uI1
uI2
uO2
使uO1↓到UOL ，而uO2↑至UOH，电路进入暂稳态
1/2VDD
直线uO1=uI1
O
P
G1静态
工作点
1/2VDD
uI
电压传输特性
7.3.1
用门电路构 成的振荡器
➢ 随着C放电uI1↓=UTH时： 另一正反馈过程发生
uI1
uI2
uO2
使uO1↓UOH，
品质因数高 选频特性好
由阻抗频率特性知：
当外加电压 信号的频率
等于
电路中的多谐振荡器
电路中的多谐振荡器在电子学领域中，振荡器（Oscillator）是一种能够产生连续振荡信号的电路装置。
它是许多电子设备的核心组成部分，例如无线电收发器、时钟电路和音频发生器等。
在振荡器中，多谐振荡器（Multivibrator）是一种特殊类型的振荡器，它能够产生多个频率不同的输出信号。
多谐振荡器由至少两个元件组成，其中最常见的是双稳态（Bistable）振荡器。
双稳态振荡器由两个互补输出的非线性元件组成，例如晶体管、集成电路或其他电子组件。
这两个互补输出在一个固定的时间间隔内交替地切换，从而产生不同频率的振荡信号。
多谐振荡器有许多不同的类型和应用。
其中最常见的类型是双稳态振荡器的两种形式：正弦振荡器（Sine Wave Oscillator）和方波振荡器（Square Wave Oscillator）。
正弦振荡器是一种产生正弦波输出的多谐振荡器。
它常用于无线电收发器中的本地振荡器，以及音频发生器中产生音频信号。
常见的正弦振荡器包括皮尔逊振荡器（Pearson Oscillator）和科尔普接口（Colpitts Oscillator）。
方波振荡器是一种产生方波输出的多谐振荡器。
方波是一种矩形波形信号，其周期相对较短，而高电平和低电平的持续时间相等。
方波振荡器广泛应用于数字电路、时钟电路和计算机系统中。
最常见的方波振荡器包括皮尔逊振荡器和斯宾格勒（Schmitt）触发器。
无论是正弦振荡器还是方波振荡器，其核心原理都是通过正反馈（Positive Feedback）来实现自激振荡。
正反馈使得一部分输出信号经过放大后再次输入到电路中，从而维持振荡信号的频率和振幅。
同时，振荡器中的谐振电路（Resonant Circuit）也对振荡信号的频率起到重要作用。
谐振电路通常由电感和电容器组成，通过调节电感和电容器的数值可以改变振荡器的频率。
一些多谐振荡器还采用了复杂的电路拓扑结构，如双滤波器振荡器（Twin-T Oscillator）和莫斯特（Moog）滤波器等。
多谐振荡器实习报告
一、实习背景多谐振荡器是一种能够产生连续周期性信号的基本电路，广泛应用于通信、测量、控制和信号产生等领域。
为了更好地了解多谐振荡器的工作原理和实际应用，我们进行了为期一周的多谐振荡器实习。
二、实习目的1. 掌握多谐振荡器的基本工作原理和电路组成；2. 熟悉多谐振荡器的调试方法和性能指标；3. 提高实际操作能力，培养动手实践能力。
三、实习内容1. 多谐振荡器的基本原理多谐振荡器主要由放大器、正反馈电路、选频网络和稳压电路等组成。
其工作原理是：放大器将输入信号放大，正反馈电路将放大后的信号部分反馈到输入端，选频网络对反馈信号进行滤波，使输出信号频率稳定。
稳压电路则用于保证电路的稳定工作。
2. 多谐振荡器的电路组成以常用的RC振荡器为例，其电路组成如下：（1）放大器：采用运算放大器作为放大器，具有低噪声、高增益等特点。
（2）正反馈电路：由电阻R1、电容C1和运算放大器的同相输入端组成。
（3）选频网络：由电阻R2、电容C2和运算放大器的反相输入端组成。
（4）稳压电路：采用稳压二极管D1实现稳压。
3. 多谐振荡器的调试方法（1）调整R1、R2、C1、C2等元件的参数，使电路满足振荡条件。
（2）观察输出波形，调整R1、R2、C1、C2等元件的参数，使输出波形稳定。
（3）测试输出信号的频率和幅度，调整电路参数，使输出信号满足设计要求。
4. 多谐振荡器的性能指标（1）频率稳定性：指在一定温度、电源电压和负载条件下，输出信号频率的变化范围。
（2）幅度稳定性：指在一定温度、电源电压和负载条件下，输出信号幅度的变化范围。
（3）相位噪声：指在一定频率范围内，输出信号相位的变化程度。
四、实习总结通过本次多谐振荡器实习，我们掌握了多谐振荡器的基本工作原理、电路组成和调试方法。
在实际操作过程中，我们学会了如何调整电路参数，使输出信号满足设计要求。
同时，我们还了解了多谐振荡器的性能指标，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
在实习过程中，我们遇到了一些问题，如电路不稳定、输出波形失真等。
多谐振荡器实习报告
通过本次多谐振荡器实习，了解多谐振荡器的基本原理、电路组成、工作原理及性能特点，掌握多谐振荡器的调试方法，培养实际操作能力，提高对电路设计的理解。
二、实习内容1. 多谐振荡器的基本原理多谐振荡器是一种产生周期性方波信号的电路，其输出信号具有固定的频率和幅度。
多谐振荡器主要由放大器、比较器、延时电路和反馈电路组成。
2. 多谐振荡器的电路组成（1）放大器：放大器采用双极型晶体管或场效应晶体管，负责将输入信号放大。
（2）比较器：比较器将放大后的信号与参考电压进行比较，产生高电平或低电平输出。
（3）延时电路：延时电路用于产生时间间隔，使比较器输出信号的相位差为180度。
（4）反馈电路：反馈电路将比较器输出信号的一部分反馈到放大器输入端，以保证电路的稳定工作。
3. 多谐振荡器的工作原理（1）放大器放大输入信号，输出信号经过比较器与参考电压比较。
（2）比较器输出高电平或低电平信号，分别经过延时电路和反馈电路。
（3）延时电路产生的延时信号与比较器输出信号相差180度，使电路产生稳定的方波信号。
4. 多谐振荡器的调试方法（1）调整放大器电路参数，使放大器输出信号幅度适中。
（2）调整比较器电路参数，使比较器输出信号幅度稳定。
（3）调整延时电路参数，使延时时间符合要求。
（4）调整反馈电路参数，使电路产生稳定的方波信号。
1. 理论学习在学习过程中，了解多谐振荡器的基本原理、电路组成、工作原理及性能特点，掌握多谐振荡器的调试方法。
2. 电路搭建根据所学知识，搭建多谐振荡器电路，包括放大器、比较器、延时电路和反馈电路。
3. 调试电路根据调试方法，调整电路参数，使电路产生稳定的方波信号。
4. 测试与验证使用示波器观察输出信号，测试电路的频率、幅度和占空比等参数，验证电路是否满足设计要求。
四、实习结果通过本次实习，成功搭建并调试了一个多谐振荡器电路，实现了稳定的方波信号输出。
电路的频率、幅度和占空比等参数均满足设计要求。
五、实习总结1. 通过本次实习，掌握了多谐振荡器的基本原理、电路组成、工作原理及性能特点。
多谐振荡器频率单位
多谐振荡器频率单位多谐振荡器是一种能够产生多个频率的振荡器。
它可以通过改变电容或电感的值来改变输出信号的频率。
多谐振荡器的频率单位可以是赫兹（Hz）或千赫兹（kHz）。
多谐振荡器的频率是由其电路元件的参数决定的。
常见的多谐振荡器电路包括RC多谐振荡器、LC多谐振荡器和LCR多谐振荡器。
我们来看一下RC多谐振荡器。
RC多谐振荡器是由一个电容和一个电阻组成的电路。
当电容和电阻的值适当时，RC多谐振荡器可以产生稳定的振荡信号。
其频率可以通过改变电容或电阻的值来调节。
例如，当电容值较大时，频率较低；当电容值较小时，频率较高。
接下来，我们来介绍LC多谐振荡器。
LC多谐振荡器是由一个电感和一个电容组成的电路。
当电感和电容的值适当时，LC多谐振荡器可以产生稳定的振荡信号。
其频率可以通过改变电感或电容的值来调节。
例如，当电感值较大时，频率较低；当电感值较小时，频率较高。
我们来介绍LCR多谐振荡器。
LCR多谐振荡器是由一个电感、一个电容和一个电阻组成的电路。
当电感、电容和电阻的值适当时，LCR 多谐振荡器可以产生稳定的振荡信号。
其频率可以通过改变电感、电容或电阻的值来调节。
例如，当电感和电容的值较大，电阻的值较小时，频率较低；当电感和电容的值较小时，电阻的值较大时，频率较高。
除了改变电容、电感和电阻的值，多谐振荡器的频率还可以通过改变输入信号的幅值来调节。
当输入信号的幅值较大时，频率较高；当输入信号的幅值较小时，频率较低。
多谐振荡器在电子电路中有着广泛的应用。
例如，它可以用于产生音频信号、射频信号和微波信号等。
在无线通信系统中，多谐振荡器常用于产生载波信号。
在音频设备中，多谐振荡器常用于产生音频信号。
多谐振荡器是一种能够产生多个频率的振荡器。
它的频率可以通过改变电容、电感和电阻的值，以及输入信号的幅值来调节。
多谐振荡器在电子电路中有着广泛的应用，是现代电子技术中不可或缺的一部分。
第6章 多谐振荡器讲解
6.4.5 石英晶体多谐振荡器 常用晶振: 32768Hz=215Hz 4.194304MHz=223Hz
各种固有振荡频率fo的石英晶体已做成成品，可根 据所购晶体的fo选择电路的外接RF 和C，
fo一般都很高，应利用分频器将fo分频为所需频率。
6.4.5 压控振荡器
压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator ， 简称VCO ） 是一种频率可控的振荡器，它的振荡频率随输 入控制电压的变化而改变。
vO
I= 0V电容充电 NhomakorabeavI
vI
v O1
vO
vI
G1 D1 vI D2 TP vO1 TN R D3 充电 D4 TP
G2 VDD
t
TN
vO
VDD 0 t
C
2. 工作原理
vO1=vOL VDD+ΔV+
（2）进入第二暂稳态瞬间，vo=VDD, vI=VDD+VTH 电容放电
vI
vO
当 v I =VTH 时， 迅速使得vO1=VOH, vI=vO=VOL
图6.4.5
改进电路如图6.4.7(a)所示， 其中增加了RC积分环节， 加大了第二节的延迟时间
图6.4.7(a)
6.4.2 环形振荡器
但RC电路的充、放电的持 续时间很短，为了获取更 大的延迟，将C的接地端 改到G1的输出端，如图 6.4.7(b)所示
图6.4.7(a)
其中Rs为保护电阻
图6.4.7(b)
vI
G1 D1 TP
v O1
电路返回第一暂稳态
G2 VDD D3 TP 放电
vI VTH O vO VDD O
VDD＋V＋
多谐振荡器
2 = ln
一、门电路组成的多谐振荡器
（3）则输出波形振荡周期为T:
= 1 + 2 = ln4 ≈ 1.4
图6-18 多谐振荡器波形图
二、石英晶体振荡器
由逻辑门组成的多谐振荡器电路较简单，但由于振荡器中电路的转换电
平UTH容易受电源电压和温度变化的影响，在电路状态临近转换时电容的充、
数字电子技术基础
多谐振荡器
小知识
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，便能自动地产生矩形脉冲。因为矩形
波中含有丰富的高次谐波分量，所以习惯上又把矩形波
振荡器称为多谐振荡器。该电路的特点是只有两个暂稳
态，没有稳定状态，高低电平的切换自动进行，所以也
被称为无稳态电路。前面所说的触发器和时序电路中的
电容C通过逻辑门G1、G2的导通电路放电，则uI逐渐下降。当uI下降到UTH时，迅速使uO1跳
变为高电平UOH，uO跳变为低电平UOL。电路回到第一暂稳态，电源又经逻辑门G1、G2的导
通电路对电容C充电，又重复上述过程。因此，电路便不停地在两个暂稳态之间反复振荡。
翻转。
一、门电路组成的多谐振荡器
2、波形图分析
放电已经比较缓慢。在这种情况下转换电平微小的变化或轻微的干扰都会严
重影响振荡周期，造成电路状态转换时间的提前或滞后，最终使得由普通门
电路构成的多谐振荡器振荡频率不稳定。而在数字系统中，矩形脉冲信号常
用作时钟信号来控制和协调整个系统的工作，控制信号频率不稳定会直接影
响整个系统的运行，所以在对频率稳定性有较高要求时，必须采取稳频措施。
C2的比值，其中C1还可对振荡频率进行微调。G1输出端加反相器G2，用以改善输出波形
多谐振荡器的原理及应用
多谐振荡器的原理及应用1. 引言多谐振荡器是一种能够产生多个频率稳定且相互独立的输出信号的电子器件。
它在通信、无线电、音频等领域具有广泛的应用。
本文将介绍多谐振荡器的原理以及其在通信和音频领域的应用。
2. 多谐振荡器的原理多谐振荡器的原理基于谐振电路的特性。
谐振电路包括电感和电容元件，当系统中的电感和电容满足一定的条件时，谐振电路将产生稳定的振荡信号。
多谐振荡器通过使用多个谐振电路并调整每个谐振电路的参数，实现同时产生多个频率稳定的振荡信号。
3. 多谐振荡器的组成多谐振荡器通常由以下几个部分组成： - 振荡器核心：包括多个谐振电路以及相应的调节和连接元件。
振荡器核心是多谐振荡器的关键组件，决定了多谐振荡器的输出频率和性能。
- 稳定电源：为振荡器核心提供稳定的电源电压，以确保振荡信号的稳定性。
- 控制电路：用于调节每个谐振电路的参数，包括电容、电感或其他元件的数值和连接方式等。
- 输出接口：将多谐振荡器的输出信号连接到外部设备或系统。
4. 多谐振荡器的应用4.1 通信领域多谐振荡器在通信领域中有着重要的应用。
它能够提供多个频率稳定的信号，满足不同通信系统对频率的需求。
常见的应用包括： - 频率合成器：将多个谐振振荡器的输出信号合成为一个更高频率的信号，用于射频通信系统中的信号发生器或调频广播等设备。
- 信号源：为通信系统或测试仪器提供不同频率的参考信号。
- 频率分割器：将输入信号分割成多个频率范围，用于多信道通信系统中的频率分割和信号选择。
4.2 音频领域多谐振荡器也在音频领域中有着广泛的应用。
它可以用于声音合成、音乐乐器和音频效果器等设备。
具体应用包括： - 声音合成器：通过调节多谐振荡器输出信号的频率和强度，模拟各种乐器的声音。
- 数字音频处理器：利用多谐振荡器的多个输出信号，实现音频信号的时域和频域处理，例如混响、合唱和调制等效果。
5. 总结多谐振荡器是一种能够产生多个频率稳定且相互独立的输出信号的电子器件。
多谐振荡器原理及应用
多谐振荡器原理及应用多谐振荡器原理及应用多谐振荡器是一种能产生多种频率的振荡器。
它的基本原理是利用正反馈产生振荡，同时通过合适的频率选择网络来实现多种频率的输出。
多谐振荡器的基本原理可分为以下几个方面：1. 正反馈：多谐振荡器利用正反馈来维持振荡。
正反馈使得输出信号的一部分被反馈到输入端，加强了输入信号，从而产生振荡。
2. 频率选择网络：多谐振荡器通过合适的频率选择网络来筛选出所需的振荡频率。
频率选择网络通常由电容、电感和电阻组成，可以选择不同的频率。
3. 非线性元件：多谐振荡器通常使用非线性元件来实现正反馈。
非线性元件将非线性特性引入电路，使得正反馈得以实现。
4. 受控元件：多谐振荡器通过受控元件来控制振荡频率。
受控元件可以是电容、电感或其他元件，通过调整受控元件的参数来改变振荡频率。
多谐振荡器的应用十分广泛，主要包括以下几个方面：1. 信号发生器：多谐振荡器可以作为信号发生器使用，产生特定频率的信号。
在通信、广播、雷达等领域中，需要产生各种频率的信号来测试设备或进行通信，多谐振荡器可以满足这些需求。
2. 音频设备：多谐振荡器可以用于音频设备，例如合成器、音乐电子器材等。
多谐振荡器可以产生不同音高的音频信号，用于音乐创作、合成乐器声音等。
3. 无线电设备：多谐振荡器在无线电设备中有广泛的应用。
例如在收音机、电视机、手机等设备中，多谐振荡器用于产生射频信号。
4. 仪器仪表：多谐振荡器在科研实验室中的仪器仪表中常常使用。
例如在频谱分析仪、信号发生器、数字示波器等仪器中，多谐振荡器可以提供稳定可靠的信号源。
5. 电子时钟：多谐振荡器可以用于电子时钟中，提供稳定的时钟信号。
总的来说，多谐振荡器作为一种能够产生多种频率的振荡器，在通信、音频设备、无线电设备、仪器仪表等领域都有广泛的应用。
它的基本原理是利用正反馈产生振荡，通过合适的频率选择网络来实现多种频率的输出。
多谐振荡器的应用使得我们的生活更加便利，并推动了科技的发展。
多谐振荡器作用(一)
多谐振荡器作用(一)多谐振荡器作用什么是多谐振荡器？多谐振荡器是一种电子滤波器，其设计旨在产生多个频率的振荡信号。
具体来说，多谐振荡器可以输出多个正弦波，这些正弦波在频率上略有差异。
多谐振荡器的作用多谐振荡器在许多领域都有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用场景：1. 通信系统多谐振荡器可用于调制通信信号，以实现不同频率信号之间的传输。
例如，在无线电广播中，多谐振荡器被用作频率调制器以产生广播信号。
2. 声音合成多谐振荡器可以用来合成声音，例如合成音乐或语音。
通过调整多谐振荡器的频率，可以模拟不同音高的声音。
3. 信号处理多谐振荡器广泛应用于信号处理领域，例如用于图像处理中的灰度定标。
同时，在过滤掉信号中的噪声或不需要的频段方面，多谐振荡器也有着非常重要的应用。
4. 仪器测量多谐振荡器同样也可以用于制作仪器，例如频率计或信号源。
由于它可以生成不同频率的正弦波，因此可以轻松地测试和分析不同的电路元件。
总结综上所述，多谐振荡器具有非常广泛的应用领域。
从通信到音乐，再到信号处理和仪器测量，多谐振荡器都扮演着非常关键的角色。
随着技术的不断进步，相信多谐振荡器的应用领域还将进一步扩展和拓展。
多谐振荡器的原理多谐振荡器的工作原理基于反馈电路。
简单来说，其中一个电路元件的输出通过电路的其余部分反馈到输入端，不断地循环，从而产生振荡。
在具体设计多谐振荡器时，需要选择合适的电感、电容和放大器来生成所需的频率。
同时，还需要注意电路的稳定性和耐受能力。
多谐振荡器的应用示例具体来讲，以下是一些多谐振荡器的应用示例：•声音合成器：当多个正弦波以不同的频率和幅度唤起时，可以合成一个逼真的人声或者乐器音效。
•信号发生器：可以生成不同频率的信号，以用于测试或调整电路，或在混音台和音频生产方面产生不同的音调。
•仪器测量：多谐振荡器也常用于仪器测量，例如高精度频率计、光谱仪、电子滤波器等等。
结论总的来说，多谐振荡器扮演着重要的角色，无论在正常通信还是在卫星和深空通信方面。
多谐振荡器
2021/8/13
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数字电子技术
2021/8/13
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石英晶体具有很好 的选频特性。当振荡信 号的频率和石英晶体的 固有谐振频率fo相同时， 石英晶体呈现很低的阻 抗，信号很容易通过， 而其它频率的信号则被 衰减掉。
石英晶体的阻抗频率特性图
2021/8/13
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因此，将石英晶体串接在多谐振荡器的回路中 就可组成石英晶体振荡器，这时，振荡频率只取决 于石英晶体的固有谐振频率fo，而与RC无关。
替。
利用放电管T作为一个受控电子开关，使电容充电、
放电而改变T电H=容TCR充，电则交替置0、置1。电容C放电
τ充=( R1+R2)C
τ放= R2C
2021/8/13
振荡器输出脉冲uO的工作周期为： T≈0.7(R1+2R2)C
图7-20 555定时器构成的多谐振荡器
（a）电路
（b）工作波形
3
2. 图8.20（a）所示电路只能产生占空比大于0.5的矩形 波， 而图8.21所示电路可以产生占空比处于0和1之间的 矩形波。这是因为它的充放电的路径不同，
＋UD D
RA RW
84 7
RB
D2
555 3 6
uo
D1
21 5
C1
C2
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图7-21 可调占空比的多谐振荡器
4
2. 石英晶体振荡器
前面介绍的多谐振荡器的一个共同特点就是振 荡频率不稳定，容易受温度、电源电压波动和RC参 数误差的影响。
多谐振荡器
Vc继续上升到Vc>2/3Vcc时， 进入状态C：输出翻转为0， 7脚对地导通；此时Vcc的充 电电流将由7脚到地，不能 再对C充电。C上电荷将由 D2经Rb通过第7脚对地泄放。 放电使Vc下降，到 Vc<1/3Vcc时，再次进入A 状态…C循环充放电，555将
555的振荡频率可根据公式计算得到约为720Hz，处于听觉范围内 555的电阻配为1k、100k，输出占空比为101/201，接近于50%，实验
证明，此种占空比较不刺耳
四、实验步骤
占空比连续可调的多谐振荡器
连接完电路后，将555的输出连接到电平灯上，应可看到电平灯闪烁。 调节电位器Rw，改变输出矩形波的占空比，将使电平灯亮灭的时间比发 生变化
按图中参数，不计二极管
导通电阻，则占空比为1Fra bibliotek～11 12 12
三、Ra 实7脚对验地 内容 导通
555 D1 Rb
D2
C
调节Rw,将改变Ra、Rb的值， 从而改变输出矩形波的占空比；
矩形波周期T=K×C×(Ra+Rb), 因为调节Rw时，如果不考虑二 极管的导通电阻，Ra+Rb将始 终保持不变，所以不会改变 555输出矩形波的频率
三、Ra 实7脚对验地 内容 导通
D1 Rb
D2
C
充电回路与放电回路如图所 示。充电时，555输出1；放 电时，555输出0。因为都是 对电容C充放电，如果不计 二极管的导通电阻，则555 的充放电时间正比于充放电 电阻。
占空比的计算可表达为
Ra 1 Rb
什么是多谐振荡器如何设计一个多谐振荡器电路
什么是多谐振荡器如何设计一个多谐振荡器电路什么是多谐振荡器？如何设计一个多谐振荡器电路多谐振荡器（Multi-Harmonic Oscillator）是一种能够产生多种频率的信号的电路或设备。
它可以同时输出多个谐波频率的正弦波或方波，并且这些频率之间是按照一定的数学关系相互关联的。
设计一个多谐振荡器电路需要考虑多种因素，包括所需的谐波频率范围、稳定性要求、输出功率等。
下面将介绍一个常见的多谐振荡器电路设计。
【1. 介绍振荡器电路的基本原理】多谐振荡器电路一般由能产生振荡信号的振荡器核心部分和滤波电路两部分组成。
振荡器核心负责生成多个谐波频率的信号，而滤波电路则用于滤除不需要的谐波分量。
【2. 振荡器核心的选取】常见的多谐振荡器核心包括 RC 型振荡器、LC 型振荡器和晶体振荡器等。
根据所需谐波频率的范围和稳定性要求，选择合适的振荡器核心。
【3. 确定谐波频率】根据设计需求确定所需的谐波频率范围和步进值。
谐波频率一般是基准频率的整数倍，比如 2 倍、3 倍、4 倍等。
【4. 振荡器电路的设计】根据振荡器核心的特性和所需谐波频率的范围，设计振荡器电路的元件数值和拓扑结构。
可采用共射电路、共集电路、共基电路或组合电路等。
【5. 滤波电路的设计】为了滤除不需要的谐波分量，设计并接入适当的滤波电路，如低通滤波器或带通滤波器。
滤波器的参数应根据需要进行调整，以实现对指定谐波频率的滤波功能。
【6. 输出信号的处理】通过适当的放大电路和输出接口，将多谐振荡器电路的输出信号处理成符合使用要求的电平和形态。
【7. 电路的调试和优化】在完成设计和组装后，对多谐振荡器电路进行调试和优化。
通过测量和测试，对电路进行参数调整和组件更换，以达到所需的输出性能和稳定性。
总结起来，多谐振荡器是一种能够产生多种频率信号的电路或设备，在无线通信、音频信号处理等领域有着广泛的应用。
设计一个多谐振荡器电路需要考虑振荡器核心的选择、谐波频率的确定、振荡器和滤波电路的设计等因素，并进行调试和优化，以满足所需的输出性能和稳定性要求。
什么是多谐振荡器它在电路中的应用有哪些
什么是多谐振荡器它在电路中的应用有哪些多谐振荡器是一种电子电路，它能够产生多个谐振频率。
谐振是指当外加信号频率等于电路的特定频率时，电路会产生共振现象，输出信号的幅度达到最大值。
多谐振荡器通过能够产生多个谐振频率，因此在电路中有着广泛的应用。
多谐振荡器在电子学领域扮演着重要的角色，它在通信系统、音频设备和测量仪器等电路中发挥了重要作用。
接下来，本文将详细介绍多谐振荡器的原理和应用。
I. 多谐振荡器的原理多谐振荡器是由负反馈放大器和谐振网络组成的，其中谐振网络决定了振荡器的谐振频率。
常见的多谐振荡器包括Colpitts振荡器、Hartley振荡器和Crystal振荡器等。
Colpitts振荡器采用电容和电感构成的谐振网络，通过改变电容或电感的数值，可以调节振荡频率。
Hartley振荡器也是利用电容和电感构成的谐振网络，但布局和Colpitts振荡器不同。
而Crystal振荡器则采用晶体谐振元件构成的谐振网络。
以上是几种常见的多谐振荡器，它们的工作原理相似，在整个电子电路中起到振荡信号的作用。
II. 多谐振荡器的应用1. 通信系统中的应用多谐振荡器在通信系统中非常重要。
例如，无线电通信系统中的发射器需要产生稳定的射频信号，这就需要利用多谐振荡器来产生频率稳定的信号源。
通信系统中的多谐振荡器往往需要能够调节频率，从而实现对信号的调制和解调。
2. 音频设备中的应用多谐振荡器在音频设备中也有广泛的应用。
例如，音频合成器中使用多谐振荡器来产生不同音调的信号。
此外，音频放大器中的振荡电路也需要多谐振荡器来提供稳定的输入信号。
3. 测量仪器中的应用在测量仪器中，多谐振荡器被用于提供稳定精确的时钟信号或参考信号。
例如，频谱分析仪和示波器中常常需要一个高精度的时钟源，多谐振荡器能够提供这样的信号。
此外，多谐振荡器还可以用于频率计、计时器和锁相环等更复杂的测量系统中。
总结：多谐振荡器是一种能够产生多个谐振频率的电子电路，在通信系统、音频设备和测量仪器等电路中有着广泛的应用。
555多谐振荡器工作原理
555多谐振荡器工作原理
555多谐振荡器是一种常用的集成电路，也称为555定时器，
它可以产生稳定的多谐振荡信号。
其工作原理如下：
1. 555多谐振荡器有三个比较器（比较器1、比较器2、比较
器3），一个RS触发器和一个放大器组成。
2. 振荡器的时钟信号是由一个RC电路提供的。
通过改变RC
电路的阻值和容值，可以调整振荡器的频率。
3. 当电源上电时，比较器1和比较器2的输出为高电平，比较器3的输出为低电平。
这时，放大器输出高电平，导通放大器旁边的放电二极管，导致电容C1开始充电，电压逐渐升高。
4. 当电容C1的电压上升到比较器1的比较电压时，比较器的
输出由高电平变为低电平，导致放大器输出低电平，关闭放大器旁边的放电二极管。
电容C1开始放电，电压逐渐降低。
5. 当电容C1的电压降低到比较器2的比较电压时，比较器的
输出由低电平变为高电平，重新导通放大器旁边的放电二极管。
电容C1再次开始充电，电压逐渐升高。
6. 重复上述过程，使得电容C1的电压在充放电过程中以一定
的频率多次变化，形成多谐振荡信号。
总结起来，555多谐振荡器的工作原理是通过改变RC电路的
充放电时间来控制电容的充放电过程，从而产生稳定的多谐振荡信号。
不同的RC电路参数可以调整振荡器的频率。
多谐振荡器
t
tWH tWL Ⅰ
Ⅰ Ⅱ
t
(二)工作原理、工作波形与周期估算
电容 C 如此循环充电和放电， 使电路产生振荡，输出矩形脉冲。
周期与占空比估算 uC 2 VCC 3 1 VCC 3 O uO UOH UOL O
Ⅰ Ⅱ
tWH 0.7 (R1 + R2)C tWL 0.7 R2C t
tWH tWL Ⅰ Ⅱ Ⅰ
t
Ⅰ Ⅱ tWH tWL Ⅰ Ⅱ Ⅰ
t
(二)工作原理、工作波形与周期估算
工作原理 放电 UOL uC 2 VCC 3 1 VCC 3 O uO UOH UOL O TH = TR ≥ 2/3 VCC 接通 VCC 后，开始时 TH = TR = uC 0，uO 为高电平，放电管截止，VCC 经 R1、R2 向 C 充电，uC 上升，这时电 路处于暂稳态Ⅰ。 当 uC 上升到 TH = TR = uC ≥ 2/3 VCC 时，uO 跃变为低电平，同时放电管 V 导通，C 经 R2 和 V 放电，uC 下降， 电路进入暂稳态 Ⅱ。
当 uC 上升到 TH = TR = uC ≥ 2/3 VCC时，uO 跃变为低电平，同时放电管 V 导通，C 经 R2 和 V 放电，uC 下降， 电路进入暂稳态 Ⅱ。 当 uC 下降到 TH = TR = uC ≤1/3 VCC 时， uO 重新跃变为高电平，同时 放电管 V 截止，C 又被充电，uC 上升， 电路又返回到暂稳态Ⅰ。
T = tWH + tWL 0.7 (R1 + 2R2)C
t WH R1 R2 q T R1 2 R2
t
[ 例 ] 指出右图中 控制扬声器鸣响与否和 R1 调节音调高低的分别是 R2 哪个电位器？若原来无 声，如何调节才能鸣响？ RP1 欲提高音调，又该如何 C 调节？
555多谐振荡器频率计算公式
555多谐振荡器频率计算公式555 多谐振荡器是一种能够产生矩形脉冲波的电路，在电子电路中有着广泛的应用。
要想深入了解 555 多谐振荡器，就不得不提到它的频率计算公式啦。
先来说说 555 多谐振荡器的工作原理哈。
它主要是通过电容的充放电来实现输出状态的变化。
简单来讲，就是电容充电时，输出为高电平；电容放电时，输出为低电平。
就这样，一高一低，不断循环，就产生了我们需要的脉冲信号。
那它的频率计算公式到底是啥呢？公式是：f = 1.44 / ((R1 + 2R2) * C) 。
这里的 f 就是频率啦，R1 和 R2 是两个电阻的值，C 则是电容的值。
我记得有一次，我给学生们讲解这个知识点的时候，有个特别调皮的小家伙一直嚷嚷着：“这有啥用啊，我又不搞发明！”我笑着跟他说：“你想想看啊，咱们家里的闹钟，是不是得有个准确的时间信号才能准时响铃？这个 555 多谐振荡器产生的脉冲信号，就像是闹钟的心跳，决定了它能不能准点叫你起床呢！”那孩子眨眨眼睛，好像有点明白了。
在实际应用中，这个公式可太重要了。
比如说，我们要设计一个闪烁频率适中的彩灯电路，那就得根据我们想要的闪烁效果，通过这个公式来选择合适的电阻和电容值。
如果频率太高，彩灯闪得跟疯了似的，那可不好看；要是频率太低，半天不闪一下，也没啥意思。
再比如说，在一些自动控制的设备中，比如温度控制器，通过 555 多谐振荡器产生合适频率的脉冲信号，来控制设备的工作节奏，保证设备能够稳定、准确地运行。
而且哦，这个公式不仅仅是在电子电路设计中有用，对于理解电子学的基本原理也是很关键的。
通过研究这个公式，我们能更深入地理解电阻、电容对电路性能的影响，这对于我们进一步学习更复杂的电路知识，那可是打基础的重要一步。
所以说呀，别小看这个 555 多谐振荡器的频率计算公式，它虽然看起来只是几个字母和数字的组合，但其背后蕴含的知识和应用可是非常广泛和有趣的。
不管是在简单的小制作中，还是在复杂的工业设备里，都能找到它的身影。
多谐振荡器工作原理
多谐振荡器工作原理
多谐振荡器工作原理
一、什么是多谐振荡器
1、介绍：多谐振荡器是一种特殊形式的振荡器，能够驱动大量谐振体
工作，它具有良好的低频响应，低电耗和小尺寸等优点，可以用于许
多应用场景。
2、特点：多谐振荡器具有高谐振率，可以同时驱动多个振荡体；低频
驱动，可以节省能量；小尺寸高度集成，可以有效减少设备体积；低
损耗，不会降低信号质量；高稳定性，可以满足精密测量等要求。
二、多谐振荡器的工作原理
1、电路结构：多谐振荡器由一个电源，一个开关电路，一个或多个振
荡体和一个振荡管组成，每个振荡体分别与开关电路和振荡管有联系。
当开关电路从一个振荡体上连接到另一个振荡体上时，电流就会流过
振荡管，从而使多个振荡体发生振荡。
2、工作模式：在多谐振荡器的工作过程中，当开关电路从一个振荡体
到另一个振荡体并与振荡管相连时，当电源给工作振荡体充电时，振
荡体就会发生振荡，而后，开关电路会切换到另一个振荡体，然后依
次循环，多个振荡体就可以依次振荡。
3、应用领域：多谐振荡器可以广泛应用于医疗设备，飞行控制，电源
设计，汽车电子，通信基站，摄影机和其他扩音系统等。
此外，由于
具有高谐振率、低电耗、低成本和小尺寸等特点，多谐振荡器也可以
用于早期寻源，天文调谐，生物传感器，火警报警，医学实验和激光应用等。
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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；（4）放电三极管T 及缓冲器G 。
2．工作原理。
当5脚悬空时，比较器C 1和C 2的比较电压分别为cc V 32和cc V 31。
（1）当v I1>cc V 32，v I2>cc V 31时，比较器 C 1输出低电平，C 2输出高电平，基本RS 触发器被置0，放电三极管T 导通，输出端v O 为低电平。
（2）当v I1<cc V 32，v I2<cc V 31时，比较器 C 1输出高电平，C 2输出低电平，基本RS 触发器被置1，放电三极管T 截止，输出端v O 为高电平。
（3）当v I1<cc V 32，v I2>cc V 31时，比较器 C 1输出高电平，C 2也输出高电平，即基本RS触发器R =1，S =1，触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。
v v v ICI1I2OOv ,复位12658437Ov ,v I2v I1v v IC V C C v O555(a)(b)D R图8.1—1 555定时器的电气原理图和电路符号(a)原理图 （b ）电路符号由于阈值输入端(v I1) 为高电平（>cc V 32）时，定时器输出低电平，因此也将该端称为高触发端（TH ）。
因为触发输入端(v I2)为低电平（<cc V 31）时，定时器输出高电平，因此也将该端称为低触发端（TL ）。
如果在电压控制端（5脚）施加一个外加电压（其值在0～V CC 之间），比较器的参考电压将发生变化，电路相应的阈值、触发电平也将随之变化，并进而影响电路的工作状态。
另外，R D 为复位输入端，当R D 为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出v o 为低电平，即R D 的控制级别最高。
正常工作时，一般应将其接高电平。
二．555定时器的功能表表8.1—1 555定时器功能表阈值输入(v I1) 触发输入(v I2) 复位(R D ) 输出(v O ) 放电管T× × 0 0 导通<cc V 32 <cc V 311 1 截止 >cc V 32 >cc V 311 0 导通 <cc V 32 >cc V 311 不变 不变8.2 施密特触发器施密特触发器——具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。
一． 用555定时器构成的施密特触发器 1. 电路组成及工作原理O O 12Iv tv IO v 123C C V C C1V 3(a)电路图(b)波形图v图8.2—1 555定时器构成的施密特触发器（1） v I =0V 时，v o1输出高电平。
（2）当v I 上升到cc V 32时，v o1输出低电平。
当v I 由cc V 32继续上升，v o1保持不变。
（3）当v I 下降到cc V 31时，电路输出跳变为高电平。
而且在v I 继续下降到0V 时，电路的这种状态不变。
图中，R 、V CC2构成另一输出端v o2，其高电平可以通过改变V CC2进行调节。
2. 电压滞回特性和主要参数 电压滞回特性v V V IoOHOLV V V v C C C CC C1230Iv v o(a)(b)电路符号电压传输特性图8.2—2 施密特触发器的电路符号和电压传输特性主要静态参数（1） 上限阈值电压V T+——v I 上升过程中，输出电压v O 由高电平V OH 跳变到低电平V OL 时，所对应的输入电压值。
V T+=cc V 32。
（2）下限阈值电压V T ———v I 下降过程中， v O 由低电平V OL 跳变到高电平V OH 时，所对应的输入电压值。
V T —=cc V 31。
（3）回差电压ΔV T回差电压又叫滞回电压，定义为ΔV T = V T+－V T — =cc V 31若在电压控制端V IC （5脚）外加电压V S ，则将有V T+=V S 、V T —=V S /2、ΔV T = V S /2，而且当改变V S 时，它们的值也随之改变。
二． 集成施密特触发器施密特触发器可以由555定时器构成，也可以用分立元件和集成门电路组成。
因为这种电路应用十分广泛，所以市场上有专门的集成电路产品出售，称之为施密特触发门电路。
集成施密特触发器性能的一致性好，触发阈值稳定，使用方便。
1. CMOS 集成施密特触发器图8.2—3（a ）是CMOS 集成施密特触发器CC40106（六反相器）的引线功能图，表8.2—1所示是其主要静态参数。
12345678910111213141A 1Y 2A 2Y 3A 3Y 4A 4Y5A 5Y 6A 6Y V V DD SS2Y 2A 16251Y GND73Y1A 343A V 912C C 136Y 11106A 4A 85Y 5A 4Y14(a)(b)CC4010674LS14图8.2—3 集成施密特触发器CC40106和74LS14外引线功能图表8.2—1 集成施密特触发器CC40106的主要静态参数电源电压V DD V T+最小值 V T+最大值 V T －最小值 V T －最大值 ΔV T 最小值 ΔV T 最小值 单位 5 2.2 3.6 0.9 2.8 0.3 1.6 V 10 4.6 7.1 2.5 5.2 1.2 3.4 V 15 6.8 10.8 4 7.4 1.6 5 V2. TTL 集成施密特触发器图8.2—3（b ）所示是TTL 集成施密特触发器74LS14外引线功能图，其几个主要参数的典型值如表8.2—2所示。
TTL 施密特触发与非门和缓冲器具有以下特点：（1）输入信号边沿的变化即使非常缓慢，电路也能正常工作。
（2）对于阈值电压和滞回电压均有温度补偿。
（3）带负载能力和抗干扰能力都很强。
表8.2—2 TTL 集成施密特触发器几个主要参数的典型值器件型号 延迟时间（ns ） 每门功耗（mW ） V T+（V ） V T －（V ） ΔV T （V ）74LS14 15 8.6 1.6 0.8 0.8 74LS132 15 8.8 1.6 0.8 0.8 74LS13 16.5 8.75 1.6 0.8 0.8集成施密特触发器不仅可以做成单输入端反相缓冲器形式，还可以做成多输入端与非门形式，如CMOS 四2输入与非门CC4093，TTL 四2输入与非门74LS132和双4输入与非门74LS13等。
三． 施密特触发器的应用举例1. 用作接口电路——将缓慢变化的输入信号，转换成为符合TTL 系统要求的脉冲波形。
2. 用作整形电路——把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。
1MOS CMOS正弦波1振荡器输入输出V V T+T-图8.2—4 慢输入波形的TTL 系统接口 图8.2—5 脉冲整形电路的输入输出波形3. 用于脉冲鉴幅——将幅值大于V T+的脉冲选出。
V V IOV IOV V V T+T-tt1图8.2—6 用施密特触发器鉴别脉冲幅度8.3 多谐振荡器多谐振荡器——产生矩形脉冲波的自激振荡器。
多谐振荡器一旦起振之后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，它们做交替变化，输出连续的矩形脉冲信号，因此它又称作无稳态电路，常用来做脉冲信号源。
一． 用555定时器构成的多谐振荡器 1. 电路组成及工作原理O(a)(b)C21C3V V C C v C C3tv OtOOt t t C CV 012T T T120图8.3—1 用施密特触发器构成的多谐振荡器2. 振荡频率的估算（1）电容充电时间T 1。
电容充电时，时间常数τ1=（R 1+R 2）C ，起始值v C （0+）=cc V 31，终了值v C （∞）=V CC ，转换值v C （T 1）=cc V 32，带入RC 过渡过程计算公式进行计算：CR R V V V V T v v v v T CCCC CCCC C C C C )(7.02ln 3231ln)()()0()(ln2111111+==--=-∞-∞=+τττ（2） 电容放电时间T 2电容放电时，时间常数τ2=R 2C ，起始值v C （0+）=cc V 32，终了值v C （∞）=0，转换值v C （T 2）=cc V 31，带入RC 过渡过程计算公式进行计算：C R T 227.0=（3）电路振荡周期TT =T 1+T 2=0.7(R 1+2R 2)C（4）电路振荡频率f CR R T f )2(43.1121+≈= （5）输出波形占空比q定义：q =T 1/T ，即脉冲宽度与脉冲周期之比，称为占空比。
2121212112)2(7.0)(7.0R R R R CR R CR R TT q ++=++==二． 占空比可调的多谐振荡器电路在图8.3—1所示电路中，由于电容C 的充电时间常数τ1=（R 1+R 2）C ，放电时间常数τ2=R 2C ，所以T 1总是大于T 2，v O 的波形不仅不可能对称，而且占空比q 不易调节。
利用半导体二极管的单向导电特性，把电容C 充电和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可构成占空比可调的多谐振荡器，如图8.3.2所示。