多谐振荡器

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vI3
1.4V t t
G3翻转
T1
T2
本页完 继续
多谐振荡器 进入第二周期
二、频率可调的环形 振荡器 ⑴电路形式 ⑵工作过程及波形分 vI1 1 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 此时电流的方 G1 G2 G3 析 1 0 0 1 向再次相反。 ①第一暂稳态 - + ②第一次翻转 -C + vO (vI1) ③第二暂稳态 ④第二次翻转 vO1 (vI2 ) 电路进入第二个周期 的循环。
只要vI3未降至VT 时,电路各点状态 保持不变,处于第 一暂稳态。
二、频率可调的环形 引起连 振荡器 锁反应 ⑴电路形式 ⑵工作过程及波形分 充电电流消失 析 ①第一暂稳态 ②第一次翻转
多谐振荡器 当v 下降 ②第一次翻转 I3
至VT 瞬间.
G3翻转
vO(vO3) 1 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 G1 G2 G3 01 0 V 1 1 1 0 1 0 1 0T 0 + +C C两端电压不能 vO (vI1) 突变,所以 vI3 的电 t vO1 (vI2 ) 势比0还低,为负值。 亦作为“0”。 vI1 vO2 t
反馈的脉冲与 输入脉冲反相, 是负反馈。 vO3
O
O
t t
t
本页完 继续 t
考虑与非门有延时情形下的工作过程分析
多谐振荡器
vI
一、基本环形振荡器 设电路接 通瞬间vI为 1、环形振荡器基本电路和工 高电平。 作原理 基本电路:三个TTL与非门 首尾相接。 理想状态下的工作过程分析: 考虑与非门延时tpd情形下的 工作过程分析: 每一间隔为一个tpd。 延时一个tpd,vO1翻转。 再延时一个tpd,vO2翻转。 再延时一个tpd,vO3翻转。
vO(vO3)
0
t
t t t
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多谐振荡器 本内容结束页 本内容学习完毕,单击返回,返
回主页,单击总结,至本内容学习总 二、频率可调的环形 结,单击资料,可至不同RC的频率 振荡器 组合表格,单击继续,继续学习。 ⑴电路形式 返回 总结 资料 继续 v v vO(vO3) ⑵工作过程及波形分 vI1 1 vO1 I2 1 O2 R vI3 RS 1 此时电流的方 G1 G2 G3 析 1 0 0 0 1 向再次相反。 ①第一暂稳态 - + ②第一次翻转 -C + vO (vI1) ③第二暂稳态 ④第二次翻转 t vO1 (vI2 ) 电路进入第二个周期 的循环。 t vO2 ⑶振荡周期的计算 t • T=T1+T2=2C(R+Ro) vI3 一般可用以下关系 1.4V t 式估算振荡周期 T1 本页完 继续 • T2.2RC T2
1
vO3 1
vI
vO(vO1) 只要接通电 源,电路就会 vO3的反馈使 产生一系的脉 vO3的反馈使 vI翻转为0。 冲,称为自激 vI翻转为 1。 vO2 1 振荡。
vO1
vO2 vO3
O
O O
O
t t
t
本页完 继续
t
考虑与非门有延时情形下的工作过程分析
多谐振荡器
一、基本环形振荡器 vI 1、环形振荡器基本电路和工 作原理 基本电路:三个TTL与非门 首尾相接。 理想状态下的工作过程分析: 考虑与非门延时tpd情形下的 工作过程分析: vI 基本原理:TTL与非门的倒 O 相及延时作用引起自激振荡。 vO1 每一个与非门都产生一个 tpd 延时,每个延时产生60移相, v O O2 三个门共产生 180 移相;又每 个与非门本身产生 180 相移, O 三个门产生 540 的移相,整个 v O3 电路产生 720 移相即 2360 , O 符合正反馈的相位要求。
1
vO(vO1)
vO3 1
vI 6tpd
vO2 1
振荡周期为6tpd。
vO1
vO2 vO3
O
O O
O
t t
t
本页完 继续
t
多谐振荡器
二、频率可调的环形 振荡器 ⑴电路形式
RS隔离电阻
在三个与非门之间 加入了一个 RC 延时网 络,由于 RC 较大,可 忽略 tpd ,并且可以改 变 RC 值使振荡频率改 变。 RS 起隔离作用, 把 电 容 C 的 输 出 vI3 与 G3的输入隔离开。
vI3
1.4V
当vI3下降 至VT 瞬间。 T1
t t
本页完 继续
二、频率可调的环形 引起连 振荡器 锁反应 ⑴电路形式 ⑵工作过程及波形分 充电电流消失 析 ①第一暂稳态 第一次翻 ②第一次翻转 转的波形。
多谐振荡器 当v 下降 ②第一次翻转 I3
至VT 瞬间. 1 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 0
C
vO(vO3)
t
电容器 C 是维持电路 t 工作的“心脏”,电容 C 的不断充放电令电路 t 产生振荡。
t
本页完 继续
多谐振荡器
二、频率可调的环形 振荡器 0 0 ⑴电路形式 接通电源 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 vO(vO3) ⑵工作过程及波形分 v 1 时各与非门 I1 G1 G2 G3 析 的状态。 0 0 1 0 1 ①第一暂稳态 C电压不 设接通电源的瞬间, C 能突变. 各门电路动作,设G3抢 vO (vI1) 先导通,输出低电平。 t
vO1 (vI2 ) vO2
①第一暂稳态
接通电Biblioteka Baidu瞬间G3 抢先导通,输出0。
t t t
本页完 继续
vI3
1.4V
多谐振荡器 ①第一暂稳态
二、频率可调的环形 vI3下降 振荡器 ⑴电路形式 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 vO(vO3) ⑵工作过程及波形分 v 1 I1 第一暂稳 G1 G2 G3 析 态波形。 0 0 0 1 1 1 ①第一暂稳态 + +C 设接通电源的瞬间, G1对C充电 v ( v ) O I1 各门电路动作,设G3抢 先导通,输出低电平。 t vO1 (vI2 ) 显然,第一暂稳态维 持至vI3下降到VT时。 t v O2 同时,第一暂稳态的 时 间 T1 的 长 短 由 RC 和 t v I3 G1 、 G2 的 输 出 电 阻 决 定。 1.4V t T1 本页完 继续
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前言
前言
多谐振荡器又称无稳态电路,主要用于产
生各种方波或时钟脉冲信号。典型的多谐振荡 器是: (1)自激多谐振荡器; (2)石英晶体振荡器。
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多谐振荡器
自 石 激 英 多 晶 谐 体 振 振 荡 荡 器 器
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G2
G3翻转
vI1
0 1
vO (vI1)
G1
1 + +C -
0 0
G3
1
vO(vO3)
0 1
vO1 (vI2 ) vO2
C两端电压不能 突变,所以 vI3 的电 t 势比0还低,为负值。 亦作为“0”。
t
vI3
1.4V
当vI3下降 至VT 瞬间。 T1
t t
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多谐振荡器 ③第二暂态
二、频率可调的环形 振荡器 ⑴电路形式 C 上原电荷逐 vO(vO3) ⑵工作过程及波形分 vI1 1 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 渐减少至 0 ,然 G1 G2 G3 析 后电容电荷极 0 1 0 1 1 0 1 0 0 ①第一暂稳态 性相反增加。 + +C ②第一次翻转 电路翻转后,G2 vO (vI1) ③第二暂稳态 对C反向充电。 翻转后,电容电流的 v (v ) t O1 I2 方向发生了改变。
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结 束
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多谐振荡器 设输入一个 脉冲信号。 一、基本环形振荡器 vI 1、环形振荡器基本电路和工 1 vO(vO1) 作原理 基本电路:三个TTL与非门 首尾相接。 v一、基本环形振 vO2 1 O3 1 理想状态下的工作过程分析: 荡器 理想状态下(不考虑级间延 1.环形振荡器基 时),显然此电路不可能产生 vI 本工作原理 振荡。因为反馈信号与输入信 O 号相位差为反相 (180º ) 而不是 vO1 只考虑与非门理 同相(0º 或360º )。但考虑延时后, 想情形下的工作 O 情形就不一样了。 vO2 过程分析
vO2
vO(vO3)
0
t
t t t
vI3
1.4V
T1
T2
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多谐振荡器 3.振荡周期的计算
二、频率可调的环形 振荡器 ⑴电路形式 ⑵工作过程及波形分 vI1 1 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 此时电流的方 G1 G2 G3 析 1 0 0 1 向再次相反。 ①第一暂稳态 - + ②第一次翻转 -C + vO (vI1) ③第二暂稳态 ④第二次翻转 vO1 (vI2 ) 电路进入第二个周期 的循环。 vO2 ⑶振荡周期的计算 • T1=1.1C(R+Ro) vI3 • T2=0.9C(R+Ro) 1.4V • T=T1+T2=2C(R+Ro) T1 T
2
vO(vO3)
0
t
t t t
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多谐振荡器 过度
二、频率可调的环形 振荡器 ⑴电路形式 ⑵工作过程及波形分 vI1 1 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 此时电流的方 G1 G2 G3 析 1 0 0 1 向再次相反。 ①第一暂稳态 - + ②第一次翻转 -C + vO (vI1) ③第二暂稳态 ④第二次翻转 vO1 (vI2 ) 电路进入第二个周期 的循环。 vO2 ⑶振荡周期的计算
2
多谐振荡器 ③第二暂态 vI3上升
只 要 vI3 未 升 至 VT时,电路各点状 态保持不变,处于 第二暂稳态。
多谐振荡器 ③第二暂态
当 vI3 升 二、频率可调的环形 至VT瞬间. 振荡器 ⑴电路形式 vO(vO3) ⑵工作过程及波形分 vI1 1 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 此时电流的方 G1 G2 G3 析 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 向再次相反。 V T ①第一暂稳态 - + ②第一次翻转 -C + vO (vI1) ③第二暂稳态 ④第二次翻转 vO1 (vI2 ) C 两 端 电t压 不能突变,所 第二次翻 t 以 v 的电势比 v I3 O2 转波形图。 vO1还高。
vO2 t t t
vI3
1.4V
T1
本页完 继续
二、频率可调的环形 振荡器 ⑴电路形式 C 上原电荷逐 vO(vO3) ⑵工作过程及波形分 vI1 1 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 渐减少至 0 ,然 G1 G2 G3 析 后电容电荷极 0 1 0 1 1 0 1 0 0 ①第一暂稳态 性相反增加。 - + 电路翻转后, ②第一次翻转 -C + vO (vI1) G2对C反向充电. ③第二暂稳态 翻转后,电容电流的 v (v ) t O1 I2 方向发生了改变。 同理,这个暂稳态 t vO2 一直持续至 vI3=VT 时结 第二暂稳态波形图 束。第二暂稳态时间T2 t vI3 的长短仍由 RC 和 G1 、 1.4V G2的输出电阻决定。 t T1 本页完 继续 T
vI1
G1
1 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS
G2
G3
1
vO(vO3)
C
RC定时网络
二、频率可调的环形振荡器 1.电路形式
本页完 继续
电路关键点电压值v 。 多谐振荡器 2. 工作过程及思路分析 I3 此电压只要到达阈值电压 二、频率可调的环形 VT,电路就翻转一次。 振荡器 ⑴电路形式 ⑵工作过程及波形分 vI1 1 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 G1 G2 G3 析 分析思路: C 是“心 脏 ” , 关 键 点 是 vI3 。 v (v ) O I1 接通电源时, C 的充放 电 使 vI3 电 压 发 生 变 化 。vO1 (vI2 ) 每 当 vI3 到 达 阈 值 电 压 VT=1.4V 时,电路就会 vO2 翻转,电路不停的自动 vI3 翻转,就会在vO输出一 系列的矩形脉冲,即电 1.4V 路产生了振荡。
vI3
vO(vO3)
0
t
t t t
• T=T1+T2=2C(R+Ro)
1.4V
T1
T2
继续
多谐振荡器 振荡周期的计算式
二、频率可调的环形 振荡器 ⑴电路形式 ⑵工作过程及波形分 vI1 1 vO1vI2 1 vO2 R vI3 RS 1 此时电流的方 G1 G2 G3 析 1 0 0 1 向再次相反。 ①第一暂稳态 - + ②第一次翻转 -C + vO (vI1) ③第二暂稳态 ④第二次翻转 vO1 (vI2 ) 电路进入第二个周期 的循环。 vO2 ⑶振荡周期的计算 • T=T1+T2=2C(R+Ro) vI3 一般可用以下关系 1.4V 式估算振荡周期 T1 • T2.2RC T2
1
vO(vO1)
vO3 1
6tpd
vO2 1
振荡周期为6tpd。
t t
t
本页完 继续
t
2.环形振荡器的作用 多谐振荡器
一、基本环形振荡器 1、环形振荡器基本电路和工 作原理 2、环形振荡器的作用 由波形可以看出,每个与非 门产生的延时约是60相位,振 荡周期 T=6tpd ,振荡频率高且 不可调。 实际应用:工厂常用这种电 路测试与非门的延迟参数tpd。 vI
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