多谢振荡器数字电子技术

目前普遍采用的一种稳频方法是在多谐 振荡器电路中接入石英晶体，组成石英晶体 多谐振荡器。
图6.6.13
石英晶体的电抗频率特性和符号
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6.5 多谢振荡器
f0
C2
VI1
VO1 C1
VI2
VO2
图6.3.14
石英晶体多谐振荡器
74系列：0.5-1.9K
该振荡器的工作频率必然是f0。
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6.5 多谢振荡器
由上面有关公式的推导，不难给出以下结论： ①振荡周期与电源电压VDD无关，而取决于 充电和放电的总时间常数，即仅与RA、RB和C 的值有关。 ②振荡波的占空比与C的大小无关，而仅 与RA、RB的大小比值有关。
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6.5 多谢振荡器
四、环形振荡器
利用闭合回路中的正反馈作用可以产 生自激振荡，利用闭合回路中的延迟负反 馈作用同样也能产生自激振荡，只要负反 馈信号足够强。
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6.5 多谢振荡器
因为——
一、这些振荡器中门电路的转换电平VTH本 身就不够稳定； 二、这些电路的工作方式容易受干扰，造 成电路转换时间的提前或滞后； 三、在电路状态临近转换时电容的充、放 电已经比较缓慢，转换电平的微小变化或轻微干 扰都会严重影响振荡周期。
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6.5 多谢振荡器
6.5 多谢振荡器
6.5
多谐振荡器
一、多谐振荡器定义：
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，就能 自动地产生矩形脉冲。由于矩形波中含有 丰富的高次谐波分量，所以习惯上又把矩 形波振荡器叫做多谐振荡器。
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6.5 多谢振荡器
一、 用施密特触发器构成的多谐振荡器
6.5 多谢振荡器
由此可见，石英晶体多谐振荡器的 振荡频率取决于石英晶体的固有谐振频 率f0 ，而与外接电阻，电容无关。石英 晶体的谐振频率由石英晶体的结晶方向 和外形尺寸所决定，具有极高的频率稳 定性。
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三、用555时基电路构成多谐振荡器
图6.3.15
555时基电路构成无稳态多谐振荡器 《数字电子技术》
图6.3.16
最简单的环形振荡器电路 《数字电子技术》
6.5 多谢振荡器
图6.3.17是图6.3.16电路的工作波形图。由图可 见，振荡周期为T=6tpd.
图6.3.17
环形振荡器工作波形图
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6.5 多谢振荡器
基于上述原理可知，将任何大于、等 于3的奇数个反相器首尾相连地接成环形电 路，都能产生自激振荡，而且振荡周期为 T=2ntpd。(其中n为串联反相器的个数)。 ——有何缺陷？ ——怎样改进？
环形振荡器就是利用延迟负反馈产生 振荡的。它是利用门电路的传输延迟时间 将奇数个反相器首尾相接而构成的。
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6.5 多谢振荡器
下图6.3.16所示电路是一个最简单的环形振荡 器，它由三个反相器首尾相连而组成。不难看出, 这个电路是没有稳定状态的。因为在静态(假定没 有振荡时)下任何一个反相器的输入和输出都不可 能稳定在高电平或低电乎，而只能处于高、低电平 之间，所以处于放大状态。
通过调节R和C的大小，即可改变振荡周 期。此外，在这个电路的基础上稍加修改就能 实现对输出脉冲占空比的调节，电路的接法如 图6.3.12所示。
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6.5 多谢振荡器
图6.3.12
脉冲占空比可调的多谐振荡器 《数字电子技术》
6.5 多谢振荡器
二、石英晶体多谐振荡器
在许多应用场合下都对多谐振荡器的振 荡频率稳定性有严格的要求。例如在将多谐 振荡器作为数字钟的脉冲源使用时，它的频 率稳定性直接影响着计时的准确性。在这种 情况下，前面所讲的几种多谐振荡电路难以 满足要求。 ——为什么？
图6.3.10
用施密特触发器构成的多谐振荡器 《数字电子技术》
6.5 多谢振荡器
图6.3.11
多谐振荡器电路的电压波形图 《数字电子技术》
6.5 多谢振荡器
VDD VTVT T T1 T2 RC l n RC l n VDD VT VT VDD VT- VT RC l n V V V T T DD
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三、用555时基电路构成多谐振荡器
vcc 8 R1 VR1 5 6 R2 2 C VR2 + C2 TD & G2 & G3 1 G4 3 VO + C1 G1 & 4
0.01F
7 1
图6.3.15
555时基电路构成无稳态多谐振荡器 《数字电子技术》
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电路的振荡周期T为 T=t1+t2=ln2 (τ1+τ2) =ln2 (RA+2RB)C ＝(RA+2RB)Cln2 振荡频率f=1/T，即 f=1.443/(RA+2RB)C 输出振荡波形的占空比D为 D=t1/T=(RA+RB)/(RA+2RB) 当RB»RA时，则D≈50%，即输出振荡 为方波。
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