多諧振蕩器構(gòu)成及穩(wěn)態(tài)特性分析

多諧振蕩器的組成

多諧振蕩器（Relaxation Oscillator）是一種常見(jiàn)的振蕩器類型，它使用電荷和放電過(guò)程來(lái)產(chǎn)生非正弦的周期性波形。

多諧振蕩器通常由以下幾個(gè)主要組成部分構(gòu)成：

1. 電荷和放電元件：多諧振蕩器通常使用電容器或電感器作為電荷和放電元件。電容器在充電過(guò)程中存儲(chǔ)電荷，并在放電過(guò)程中釋放電荷。

2. 雙穩(wěn)態(tài)元件：一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)元件，如雙穩(wěn)態(tài)電路（比如雙穩(wěn)態(tài)二極管電路或雙穩(wěn)態(tài)邏輯門(mén)電路），用于產(chǎn)生振蕩器基本工作原理中的兩個(gè)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。這兩個(gè)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)之間的切換導(dǎo)致了振蕩器輸出的周期性變化。

3. 反饋網(wǎng)絡(luò)：反饋網(wǎng)絡(luò)連接振蕩器的輸出與其輸入，使得輸出信號(hào)可以通過(guò)反饋回路影響輸入信號(hào)，并產(chǎn)生振蕩。

4. 電源或能量源：提供能量給振蕩器電路，以維持其正常工作。

多諧振蕩器的工作原理是利用元件之間周期性的充放電過(guò)程，通過(guò)雙穩(wěn)態(tài)元件的切換來(lái)產(chǎn)生周期性信號(hào)。由于其非線性特性，多諧振蕩器產(chǎn)生的波形通常是非正弦的，如方波、鋸齒波或脈沖波形。

請(qǐng)注意，具體的多諧振蕩器設(shè)計(jì)會(huì)因應(yīng)用和需求的不同而有所變化，因此上述組成部分可能會(huì)有所差異。

從振蕩的狀態(tài)來(lái)說(shuō)，多諧振蕩器可以分為三個(gè)類別：

圖2-多諧振蕩器的類別（Multivibrator）

非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器（Astable Multivibrator）：不需要輸入信號(hào)來(lái)觸發(fā)（自激）。對(duì)于輸出信號(hào)，有兩種狀態(tài)，但不管哪個(gè)狀態(tài)都不穩(wěn)定，總是從一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個(gè)狀態(tài)，一張一弛，所以又稱為“多諧振蕩器”（Relaxation Oscillator）。單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器（Monostable Multivibrator）：需要輸入信號(hào)來(lái)觸發(fā)。觸發(fā)后，輸出信號(hào)處于非穩(wěn)態(tài)，但持續(xù)一段時(shí)間后還是會(huì)回到穩(wěn)態(tài)。這種電路可以用于延時(shí)、消除抖動(dòng)等。雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器（Bistable Multivibrator）：需要輸入信號(hào)來(lái)觸發(fā)。觸發(fā)后，輸出信號(hào)由一個(gè)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個(gè)穩(wěn)態(tài)。這種電路是Memory的基礎(chǔ)，有待日后分析。

多諧振蕩器有幾個(gè)穩(wěn)態(tài)

多諧振蕩器沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在工作時(shí)，電路的狀態(tài)在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間自動(dòng)地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號(hào)，常用作脈沖信號(hào)源及時(shí)序電路中的時(shí)鐘信號(hào)。

多諧振蕩器（這里指的是 Multi-Harmonic Oscillator）是一種能夠同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)諧波分量的振蕩器。對(duì)于穩(wěn)態(tài)特性的分析，我們可以從以下幾個(gè)方面入手：

1. 諧波分量：多諧振蕩器的特點(diǎn)是能夠產(chǎn)生多個(gè)諧波分量，即基波和多個(gè)諧波。穩(wěn)態(tài)分析中，我們關(guān)注每個(gè)諧波分量在振蕩器的輸出中的幅度和頻率。這可以通過(guò)使用頻譜分析工具來(lái)進(jìn)行分析，例如傅里葉變換。

2. 頻率穩(wěn)定度：穩(wěn)態(tài)特性還涉及到振蕩器的頻率穩(wěn)定度。頻率穩(wěn)定度是指振蕩器在穩(wěn)態(tài)下，輸出信號(hào)的頻率變化程度。對(duì)于多諧振蕩器，頻率穩(wěn)定度可以通過(guò)觀察不同諧波分量的頻率變化來(lái)評(píng)估。

3. 幅度穩(wěn)定度：穩(wěn)態(tài)特性還包括振蕩器輸出信號(hào)的幅度穩(wěn)定度。幅度穩(wěn)定度描述了振蕩器在穩(wěn)態(tài)下，輸出信號(hào)的幅度變化程度。通過(guò)觀察不同諧波分量的幅度變化，可以評(píng)估振蕩器的幅度穩(wěn)定度。

4. 駐波比：對(duì)于某些多諧振蕩器，我們還關(guān)注其輸出端的駐波比。駐波比是反映振蕩器輸出端匹配與不匹配之間關(guān)系的參數(shù)。較低的駐波比表示輸出端匹配良好，而較高的駐波比可能指示存在反射或不匹配。

多諧振蕩器的穩(wěn)態(tài)特性分析可能與具體設(shè)計(jì)和電路拓?fù)溆嘘P(guān)。

審核編輯：黃飛