多谐振荡器:利用深度正反馈,通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止,从而自激产生方波输出的振荡器。常用作方波发生器。
多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外,还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态。在工作时,电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换,由此产生矩形波脉冲信号,常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。
多谐振荡器电路图(一)
多谐振荡器在温控报警电路中的应用
下图是利用多谐振荡器构成的简易温控报警电路,图中ICEO是三极管T基极开路时,由集电区穿过基区流向发射区的反向饱和电流,称作穿透电流。ICEO是三极管的热稳定性参数之一,常温下,硅管的ICEO比锗管的ICEO要小;温度升高,ICEO增大,且锗管的ICEO随温度升高增大较快。选用晶体管时一般希望ICEO尽量小,但本电路采用穿透电流大,且对温度变化敏感的锗管,利用其ICEO控制555定时器复位端4管脚的电压。图中555定时器与R1、R2和C组成多谐振荡器,其复位端4脚RD通过R3接地。常温下,锗管穿透电流ICEO较小,一般在10~50μΑ,在3上产生的电压较低,则555复位端4脚RD的电压较低,则555处于复位状态,多谐振荡器停振。当温度升高或有火警时,ICEO增大,在R3上产生的电压升高,使555复位端4脚RD为高电平,多谐振荡器开始振荡,扬声器发出报警声。
温控报警电路不同的晶体管,其ICEO值相差较大,故需改变R3的阻值来调节控温点。方法是先把测温元件T置于要求报警的温度下,调节R3使电路刚发出报警声。报警的音调取决于多谐振荡器的振荡频率,由元件R1、R2和C决定,改变这些元件值,可改变音调,但要求R1大于1kΩ。
多谐振荡器电路图(二)
电路组成及工作原理
下面图3-1时基于555的多谐振荡器连接图
多谐振荡器的工作原理
多谐振荡器是一种自激振荡电路。因为没有稳定的工作状态,多谐振荡器也称为无稳态电路。其工作原理时这样的:在刚接同电源时,由于电容C1两端的电压不能突变,使集成电路A的2脚电压为0V,这一低电压加到电压比较器D的同相输入端,使电压比较器D输出低电平,该低电平加到与非门B的一个输入端,这样,输出端Q输出高电平,即多谐振荡器输出电压U0为高电平,通电之后,直流电压+V通过电阻R1和R2对电容C1充电,由于电容C1的充电要有一个过程,在C1两端的电压没有充到一定程度时,电路保持输出电压U0为高电平状态,这是一个暂稳态。随着对电容C1充电的进行,(C1上的充电电压极性为上正下负),当C1上的电压达到一定程度时,集成电路A的6脚电压为高电平,该高电平加到内电路中的电压比较器C的反相输入端,使比器C输出低电平,该低电平加到与非门A的一个输入端,使RS触发器翻转,即为Q端输出低电平,即U0为低电平,Q非为高电平,从图中所示波形中可看出,此时U0已从高电平翻转到低电平。Q非为高电平后,该高电平经过电阻RS加到VT1基极,使VT1饱和导通,由于VT1导通后集电极和发射极之间的内阻减小,这样电容C1上充到的上正下负电压开始放电,其放电回路是:C1的上端——R2——集成电路A的7脚——VT1集电极——VT1发射极——地端——C1的下端,在这放电的过程中,多谐振荡器保持U0为低电平状态,随着C1的放电,C1上的电压在下降,当C1上的电压下降到一定程度时,使集成电路的2脚电平很低,即电压较器D的同相输入端电压很低,使比较器D输出低电压,该低电压加到与非门B的一个输入端,使RS触发器再次翻转,翻转到Q为高电平的暂稳态,即U0为高电平,由于Q为高电平,Q非为低电平,使VT1管的基极电压很小,VT1截止,电容C1停止放电,改变为+V通过电阻R1和R2对电容C1充电,这样电路进入第2个周期,如此反复达到振荡器的作用。
由仿真得该电路输出波形,如图3-2所示
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。
评论
查看更多