多諧振蕩器的研究與仿真

通過調節R和C的大小，即可以改變振蕩周期。此外在這個電路的基礎上稍加修改就能實現對輸出脈沖占空比的調節，電路如圖4(b)所示。在這個電路中，因為電容C的充電和放電分別經過兩個電阻R2和Rl，所以只要改變R2和R1的比值，就能改變占空比。
1．5 用555定時器組成的無穩態多諧振蕩器
用555電路可以組成施密特觸發器，利用施密特觸發器的回差特性，在電路的兩個輸入端與地之間接入充放電電容C并在輸出與輸入端之間接入反饋電阻Rf，就組成了一個直接反饋式多諧振蕩器，如圖5(a)所示。接通電源，電路在每次翻轉后的充放電過程就是它的暫穩態時間，兩個暫穩態時間分別為電容的充電時間Tl和放電時間T2。T1=O．69RfC，T2=0．69RfC，振蕩周期T=T1+T2，振蕩頻率f=1／T。
改變R、C的值則可改變充放電時間，即改變電路的振蕩頻率f。
直接反饋式多諧振蕩器的缺點是：由于通過輸出端向電容C充電，以及受負載因素的影響，會造成振蕩頻率的不穩定。間接反饋式多諧振蕩器如圖5(b)所示，電路的工作過程不變，但它的工作性能得到很大改善。該電路充電時經R1和R2兩只電阻，而放電時只經R2一只電阻，兩個暫穩態時間不相等，T1=0．69(R1+R2)C，T2=0．69R2C，振蕩周期T=Tl+T2=0．69(Rl+2R2)C，振蕩頻率f=1／T。如果將電路進行改進，接入二極管D1和D2，電路如圖5(c)所示，電容的充電電流和放電電流流經不同的路徑，充電電流只流經R1，放電電流只流經R2，因此電容C的充放電時間分別為T1=0．69R1C，T2=0．69R2C，振蕩周期T=T1+T2=0．69(R1+R2)C，振蕩頻率f=1／T。若取R1=R2占空比為50％。

555定時器是一種多用途的數字一模擬混合集成電路，使用靈活、方便，所以555定時器在波形的產生與變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領域中都得到了應用。
1．6 石英晶體多諧振蕩器
在某些對數字脈沖穩定度要求較高的電路中，上述幾種多諧振蕩器所產生的脈沖很難滿足要求。這是因為上述振蕩電路中的振蕩頻率是由門電路輸入電壓上升到轉換電平所需要時間來決定的。由于受電源電壓、溫度變化以及某些干擾因素的影響，門電路的轉換時間不可能十分精確和穩定。石英晶體多諧振蕩器是一種產生高穩定度的脈沖振蕩器，它是在原多諧振蕩器的反饋回路中加入石英晶體諧振器而構成。
由于石英晶體有極高的頻率穩定性(頻率穩定度可達10―10～10―11)，而且品質因數又高，因此它有極好的選頻特性。當外加電壓頻率等于石英晶體的固有頻率f0時，它的阻抗最小，頻率為f0的電壓信號最容易通過，并在電路中形成正反饋而使電路振蕩。石英晶體多諧振蕩器的振蕩頻率只取決于石英晶體的固有頻率f0，而與外接的R、C元件無關。

2 單穩態多諧振蕩器
2．1 門電路構成的單穩態多諧振蕩器
采用TTL門電路構成的單穩態多諧振蕩電路如圖6所示。在G1的輸入端用Rl和R2進行鉗位，提高觸發靈敏度。