非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器與單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路詳解

多諧振蕩器：利用深度正反饋，通過阻容耦合使兩個電子器件交替導(dǎo)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，也稱矩形波發(fā)生器。在接通電源后，不需要外加脈沖就能自動產(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。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。

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

多諧振蕩器的類型

非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器

圖說明了典型非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路的組態(tài)。

圖 非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路

基本操作模式此電路運(yùn)作在以下兩種狀態(tài)：

狀態(tài)一

Q1導(dǎo)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(xù)到C1放電完成。由于R2提供基極偏置使得Q2導(dǎo)通：此電路進(jìn)入狀態(tài)二。

狀態(tài)二

Q2導(dǎo)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(xù)到直到C2放電完畢，由于R3對Q1基極提供偏置電壓，Q1導(dǎo)通：此電路進(jìn)入狀態(tài)一。

電路啟動過程當(dāng)電路剛接上電源時，兩個晶體管都是截止?fàn)顟B(tài)。不過，當(dāng)這兩個晶體管的基極電壓一起上升時，由于晶體管制造過程中不可能把每個晶體管的導(dǎo)通延時控制得一樣，所以必然有其中一個晶體管搶先導(dǎo)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(xù)振蕩。

振蕩周期粗略的來說，狀態(tài)一（輸出高電位）的持續(xù)時間與R1、C1相關(guān)，狀態(tài)二的持續(xù)時間與R2、C2相關(guān)。因?yàn)镽1、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，在每個狀態(tài)的持續(xù)時間是由電容在充電開始時的初始狀態(tài)（電容兩端的電壓）決定的，而這又與前一個狀態(tài)中的放電量有關(guān)；前一個階段的放電量又由放電過程中電流通過的電阻R1、R4與放電過程的持續(xù)時間決定…。

總而言之，在剛啟動電路時，要花費(fèi)頗長的時間把電容充電（一般而言電容兩端在未啟動時是完全放電的），不過之后的各個階段的持續(xù)時間便會變短并趨于穩(wěn)定。

因?yàn)槎嘀C振蕩器是利用電流的充電過程控制周期，所以振蕩周期同時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(wěn)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(jì)時集成電路取代單純的多諧振蕩器電路。

單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器

又稱為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。一旦輸入觸發(fā)信號,就產(chǎn)生一個已確定的時間間隔的脈沖。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(jī)一樣,手指一扳就要發(fā)射子彈了。

單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器

雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器

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

雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器