多諧振蕩器:利用深度正反饋,通過阻容耦合使兩個電子器件交替導通與截止,從而自激產生方波輸出的振蕩器。常用作方波發生器。
多諧振蕩器是一種能產生矩形波的自激振蕩器,也稱矩形波發生器?!岸嘀C”指矩形波中除了基波成分外,還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒有穩態,只有兩個暫穩態。在工作時,電路的狀態在這兩個暫穩態之間自動地交替變換,由此產生矩形波脈沖信號,常用作脈沖信號源及時序電路中的時鐘信號。
多諧振蕩器電路圖(一)
多諧振蕩器在溫控報警電路中的應用
下圖是利用多諧振蕩器構成的簡易溫控報警電路,圖中ICEO是三極管T基極開路時,由集電區穿過基區流向發射區的反向飽和電流,稱作穿透電流。ICEO是三極管的熱穩定性參數之一,常溫下,硅管的ICEO比鍺管的ICEO要??;溫度升高,ICEO增大,且鍺管的ICEO隨溫度升高增大較快。選用晶體管時一般希望ICEO盡量小,但本電路采用穿透電流大,且對溫度變化敏感的鍺管,利用其ICEO控制555定時器復位端4管腳的電壓。圖中555定時器與R1、R2和C組成多諧振蕩器,其復位端4腳RD通過R3接地。常溫下,鍺管穿透電流ICEO較小,一般在10~50μΑ,在3上產生的電壓較低,則555復位端4腳RD的電壓較低,則555處于復位狀態,多諧振蕩器停振。當溫度升高或有火警時,ICEO增大,在R3上產生的電壓升高,使555復位端4腳RD為高電平,多諧振蕩器開始振蕩,揚聲器發出報警聲。
溫控報警電路不同的晶體管,其ICEO值相差較大,故需改變R3的阻值來調節控溫點。方法是先把測溫元件T置于要求報警的溫度下,調節R3使電路剛發出報警聲。報警的音調取決于多諧振蕩器的振蕩頻率,由元件R1、R2和C決定,改變這些元件值,可改變音調,但要求R1大于1kΩ。
多諧振蕩器電路圖(二)
電路組成及工作原理
下面圖3-1時基于555的多諧振蕩器連接圖
多諧振蕩器的工作原理
多諧振蕩器是一種自激振蕩電路。因為沒有穩定的工作狀態,多諧振蕩器也稱為無穩態電路。其工作原理時這樣的:在剛接同電源時,由于電容C1兩端的電壓不能突變,使集成電路A的2腳電壓為0V,這一低電壓加到電壓比較器D的同相輸入端,使電壓比較器D輸出低電平,該低電平加到與非門B的一個輸入端,這樣,輸出端Q輸出高電平,即多諧振蕩器輸出電壓U0為高電平,通電之后,直流電壓+V通過電阻R1和R2對電容C1充電,由于電容C1的充電要有一個過程,在C1兩端的電壓沒有充到一定程度時,電路保持輸出電壓U0為高電平狀態,這是一個暫穩態。隨著對電容C1充電的進行,(C1上的充電電壓極性為上正下負),當C1上的電壓達到一定程度時,集成電路A的6腳電壓為高電平,該高電平加到內電路中的電壓比較器C的反相輸入端,使比器C輸出低電平,該低電平加到與非門A的一個輸入端,使RS觸發器翻轉,即為Q端輸出低電平,即U0為低電平,Q非為高電平,從圖中所示波形中可看出,此時U0已從高電平翻轉到低電平。Q非為高電平后,該高電平經過電阻RS加到VT1基極,使VT1飽和導通,由于VT1導通后集電極和發射極之間的內阻減小,這樣電容C1上充到的上正下負電壓開始放電,其放電回路是:C1的上端——R2——集成電路A的7腳——VT1集電極——VT1發射極——地端——C1的下端,在這放電的過程中,多諧振蕩器保持U0為低電平狀態,隨著C1的放電,C1上的電壓在下降,當C1上的電壓下降到一定程度時,使集成電路的2腳電平很低,即電壓較器D的同相輸入端電壓很低,使比較器D輸出低電壓,該低電壓加到與非門B的一個輸入端,使RS觸發器再次翻轉,翻轉到Q為高電平的暫穩態,即U0為高電平,由于Q為高電平,Q非為低電平,使VT1管的基極電壓很小,VT1截止,電容C1停止放電,改變為+V通過電阻R1和R2對電容C1充電,這樣電路進入第2個周期,如此反復達到振蕩器的作用。
由仿真得該電路輸出波形,如圖3-2所示
多諧振蕩器一旦起振之后,電路沒有穩態,只有兩個暫穩態,它們做交替變化,輸出連續的矩形脈沖信號,因此它又稱作無穩態電路,常用來做脈沖信號源。
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