多谐振荡器构成及稳态特性分析

多谐振荡器的组成

多谐振荡器（Relaxation Oscillator）是一种常见的振荡器类型，它使用电荷和放电过程来产生非正弦的周期性波形。

多谐振荡器通常由以下几个主要组成部分构成：

1. 电荷和放电元件：多谐振荡器通常使用电容器或电感器作为电荷和放电元件。电容器在充电过程中存储电荷，并在放电过程中释放电荷。

2. 双稳态元件：一个双稳态元件，如双稳态电路（比如双稳态二极管电路或双稳态逻辑门电路），用于产生振荡器基本工作原理中的两个稳态状态。这两个稳态状态之间的切换导致了振荡器输出的周期性变化。

3. 反馈网络：反馈网络连接振荡器的输出与其输入，使得输出信号可以通过反馈回路影响输入信号，并产生振荡。

4. 电源或能量源：提供能量给振荡器电路，以维持其正常工作。

多谐振荡器的工作原理是利用元件之间周期性的充放电过程，通过双稳态元件的切换来产生周期性信号。由于其非线性特性，多谐振荡器产生的波形通常是非正弦的，如方波、锯齿波或脉冲波形。

请注意，具体的多谐振荡器设计会因应用和需求的不同而有所变化，因此上述组成部分可能会有所差异。

从振荡的状态来说，多谐振荡器可以分为三个类别：

图2-多谐振荡器的类别（Multivibrator）

非稳态多谐振荡器（Astable Multivibrator）：不需要输入信号来触发（自激）。对于输出信号，有两种状态，但不管哪个状态都不稳定，总是从一个状态转变到另一个状态，一张一弛，所以又称为“多谐振荡器”（Relaxation Oscillator）。单稳态多谐振荡器（Monostable Multivibrator）：需要输入信号来触发。触发后，输出信号处于非稳态，但持续一段时间后还是会回到稳态。这种电路可以用于延时、消除抖动等。双稳态多谐振荡器（Bistable Multivibrator）：需要输入信号来触发。触发后，输出信号由一个稳态转变到另一个稳态。这种电路是Memory的基础，有待日后分析。

多谐振荡器有几个稳态

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（这里指的是 Multi-Harmonic Oscillator）是一种能够同时产生多个谐波分量的振荡器。对于稳态特性的分析，我们可以从以下几个方面入手：

1. 谐波分量：多谐振荡器的特点是能够产生多个谐波分量，即基波和多个谐波。稳态分析中，我们关注每个谐波分量在振荡器的输出中的幅度和频率。这可以通过使用频谱分析工具来进行分析，例如傅里叶变换。

2. 频率稳定度：稳态特性还涉及到振荡器的频率稳定度。频率稳定度是指振荡器在稳态下，输出信号的频率变化程度。对于多谐振荡器，频率稳定度可以通过观察不同谐波分量的频率变化来评估。

3. 幅度稳定度：稳态特性还包括振荡器输出信号的幅度稳定度。幅度稳定度描述了振荡器在稳态下，输出信号的幅度变化程度。通过观察不同谐波分量的幅度变化，可以评估振荡器的幅度稳定度。

4. 驻波比：对于某些多谐振荡器，我们还关注其输出端的驻波比。驻波比是反映振荡器输出端匹配与不匹配之间关系的参数。较低的驻波比表示输出端匹配良好，而较高的驻波比可能指示存在反射或不匹配。

多谐振荡器的稳态特性分析可能与具体设计和电路拓扑有关。

审核编辑：黄飞