多諧振蕩器的研究與仿真

通過調(diào)節(jié)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(chǔ)上稍加修改就能實現(xiàn)對輸出脈沖占空比的調(diào)節(jié)，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(jīng)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(wěn)態(tài)多諧振蕩器
用555電路可以組成施密特觸發(fā)器，利用施密特觸發(fā)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(zhuǎn)后的充放電過程就是它的暫穩(wěn)態(tài)時間，兩個暫穩(wěn)態(tài)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(fù)載因素的影響，會造成振蕩頻率的不穩(wěn)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(jīng)R1和R2兩只電阻，而放電時只經(jīng)R2一只電阻，兩個暫穩(wěn)態(tài)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(jìn)行改進(jìn)，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(jīng)不同的路徑，充電電流只流經(jīng)R1，放電電流只流經(jīng)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(shù)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(chǎn)生與變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域中都得到了應(yīng)用。
1．6 石英晶體多諧振蕩器
在某些對數(shù)字脈沖穩(wěn)定度要求較高的電路中，上述幾種多諧振蕩器所產(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換時間不可能十分精確和穩(wěn)定。石英晶體多諧振蕩器是一種產(chǎn)生高穩(wěn)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(gòu)成。
由于石英晶體有極高的頻率穩(wěn)定性(頻率穩(wěn)定度可達(dá)10―10～10―11)，而且品質(zhì)因數(shù)又高，因此它有極好的選頻特性。當(dāng)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(guān)。

2 單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器
2．1 門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器
采用TTL門電路構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路如圖6所示。在G1的輸入端用Rl和R2進(jìn)行鉗位，提高觸發(fā)靈敏度。