非穩態(tài)多諧振蕩器與單穩態(tài)多諧振蕩器電路詳解

多諧振蕩器：利用深度正反饋，通過(guò)阻容耦合使兩個(gè)電子器件交替導通與截止，從而自激產(chǎn)生方波輸出的振蕩器。常用作方波發(fā)生器。

多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器，也稱(chēng)矩形波發(fā)生器。在接通電源后，不需要外加脈沖就能自動(dòng)產(chǎn)生矩形脈沖！

“多諧”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(méi)有穩態(tài)，只有兩個(gè)暫穩態(tài)。

在工作時(shí)，電路的狀態(tài)在這兩個(gè)暫穩態(tài)之間自動(dòng)地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號，常用作脈沖信號源及時(shí)序電路中的時(shí)鐘信號。

多諧振蕩器的類(lèi)型

非穩態(tài)多諧振蕩器

圖說(shuō)明了典型非穩態(tài)多諧振蕩器電路的組態(tài)。

圖 非穩態(tài)多諧振蕩器電路

基本操作模式此電路運作在以下兩種狀態(tài)：

狀態(tài)一

Q1導通，Q1的集電極電壓為接近0V，C1由流經(jīng)R2及Q1_CE的電流放電，由于電容C1提供反電壓，使得Q2截止，C2經(jīng)由R4及Q1_BE充電，輸出電壓為高（但因C2經(jīng)由R4充電的緣故，較電源電壓稍低）。

此狀態(tài)一直持續到C1放電完成。由于R2提供基極偏置使得Q2導通：此電路進(jìn)入狀態(tài)二。

狀態(tài)二

Q2導通，Q2的集電極電壓（即是輸出電壓）由高電位變?yōu)榻咏?V，由于電容C2提供反電壓，使Q1瞬間截止，Q1截止，使得Q1集電極電壓上升到高電位，C1經(jīng)由R1及Q2_BE充電，C2流經(jīng)R3以及Q2_CE的電流放電，由于電容C2提供反電壓，使得Q1截止。

此狀態(tài)一直持續到直到C2放電完畢，由于R3對Q1基極提供偏置電壓，Q1導通：此電路進(jìn)入狀態(tài)一。

電路啟動(dòng)過(guò)程當電路剛接上電源時(shí)，兩個(gè)晶體管都是截止狀態(tài)。不過(guò)，當這兩個(gè)晶體管的基極電壓一起上升時(shí)，由于晶體管制造過(guò)程中不可能把每個(gè)晶體管的導通延時(shí)控制得一樣，所以必然有其中一個(gè)晶體管搶先導通。于是此電路便進(jìn)入其中一種狀態(tài)，而且也保證可以持續振蕩。

振蕩周期粗略的來(lái)說(shuō)，狀態(tài)一（輸出高電位）的持續時(shí)間與R1、C1相關(guān)，狀態(tài)二的持續時(shí)間與R2、C2相關(guān)。因為R1、R2、C1、C2都可以自由配置，因此可以自由決定振壓周期及duty cycle。

不過(guò)，在每個(gè)狀態(tài)的持續時(shí)間是由電容在充電開(kāi)始時(shí)的初始狀態(tài)（電容兩端的電壓）決定的，而這又與前一個(gè)狀態(tài)中的放電量有關(guān)；前一個(gè)階段的放電量又由放電過(guò)程中電流通過(guò)的電阻R1、R4與放電過(guò)程的持續時(shí)間決定…。

總而言之，在剛啟動(dòng)電路時(shí)，要花費頗長(cháng)的時(shí)間把電容充電（一般而言電容兩端在未啟動(dòng)時(shí)是完全放電的），不過(guò)之后的各個(gè)階段的持續時(shí)間便會(huì )變短并趨于穩定。

因為多諧振蕩器是利用電流的充電過(guò)程控制周期，所以振蕩周期同時(shí)也與輸出端流出多諧振蕩器的電流量有關(guān)。

由于種種不穩定因素對多諧振蕩器振蕩周期的影響，因此在實(shí)作中通常使用更精確的計時(shí)集成電路取代單純的多諧振蕩器電路。

單穩態(tài)多諧振蕩器

又稱(chēng)為單穩態(tài)觸發(fā)器。一旦輸入觸發(fā)信號,就產(chǎn)生一個(gè)已確定的時(shí)間間隔的脈沖。多用于展寬脈沖寬度等電路中。所謂觸發(fā)信號就好象手槍的扳機一樣,手指一扳就要發(fā)射子彈了。

單穩態(tài)多諧振蕩器

雙穩態(tài)多諧振蕩器

雙穩態(tài)多諧振蕩器 又稱(chēng)為雙穩態(tài)觸發(fā)器。每當輸入觸發(fā)信號,一邊由高電平(H)轉變?yōu)榈碗娖?L),另一邊由低電平轉變?yōu)楦唠娖?。這種狀態(tài)一直保持到下一個(gè)觸發(fā)信號的到來(lái),觸發(fā)信號又使兩邊發(fā)生翻轉。

雙穩態(tài)多諧振蕩器