什么是多諧振蕩器

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(dòng)產(chǎn)生矩形脈沖！

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(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。

多諧振蕩器的構(gòu)成

一）運(yùn)放構(gòu)成

在脈沖技術(shù)中，經(jīng)常需要一個(gè)脈沖源，以滿足數(shù)碼的運(yùn)算、信息的傳遞和系統(tǒng)的測(cè)試等用途的需要。多諧振蕩器就是脈沖源中比較常見的一種。它的輸出波形近似于方波，所以也稱之為方波發(fā)生器。由于方波是由許許多多不同頻率的正弦波所組成，因此取得了“多諧”的稱呼。

一般來(lái)講，象三角波、斜波、鋸齒波和方波等非線性波型發(fā)生器，是由下述三部分構(gòu)成：積分器（又稱之為定時(shí)電路），比較器和邏輯電路。如圖的方框圖所示。這三部分的作用可以僅由一個(gè)或兩個(gè)集成運(yùn)算放大器來(lái)完成。

這個(gè)電路的特點(diǎn)是：

1、適于在音頻范圍內(nèi)，對(duì)于在某個(gè)固定

頻率下應(yīng)用，

2、改變R：可以調(diào)整頻率，

3、頻率的穩(wěn)定性主要取決于電容C和齊納二極管的穩(wěn)定性，所以即使是采用便宜的元器件也能得到頻率漂移相當(dāng)小的多諧振蕩器，②

二）集成門電路構(gòu)成

用門電路設(shè)計(jì)多諧振蕩器最簡(jiǎn)單的辦法是用奇數(shù)個(gè)門首尾相連。但這種振蕩器精度低，振蕩頗率也不能隨心所欲的設(shè)計(jì)，它只是與奇數(shù)個(gè)門的延遲時(shí)間有關(guān)。阻容定時(shí)的多諧振蕩器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定時(shí)精度高，振蕩頻率可以自由進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖1（a）為阻容定時(shí)的多諳振蕩器電路圖，GA、GB為CMOS反相器，R1、C1為定時(shí)元件，Rs為串聯(lián)電阻。圖1（b）是其各點(diǎn)的波形圖，工作過(guò)程可用圖2所示電路來(lái)說(shuō)明。當(dāng)接通電源后，⑧點(diǎn)電位上升，④點(diǎn)電位亦上升。當(dāng)④點(diǎn)電位上升到GA門的Vtv電平時(shí)，GA被打開，②點(diǎn)跳變到低電平，③點(diǎn)上升到VDD電平。接著C1通過(guò)GA的“P”管，R1、C1、GA的“n”管放電，在放電的過(guò)程，④點(diǎn)電位按R1、C1的時(shí)間常數(shù)下降，當(dāng)④點(diǎn)電位下降到VRA電平時(shí)，G門被關(guān)閉，②點(diǎn)跳變到接近VDD的電平，⑧點(diǎn)跳變到接近0V、④點(diǎn)電位跳變到（VRA一VDD）的電平上。接著C1通過(guò)G，的“p”管、C1、R1、GA的“n”管充電。就這樣振蕩下去。在③點(diǎn)和②點(diǎn)得到互補(bǔ)的輸出波形。

三）體管穩(wěn)頻的構(gòu)成

晶體管多諧振蕩器（以下簡(jiǎn)稱雙穩(wěn)）多用于電子計(jì)算機(jī)、電子交換器等數(shù)字裝置，或者是計(jì)數(shù)器、數(shù)字電壓表等測(cè)量?jī)x器中。

作為雙穩(wěn)電路，厄克勒斯一約旦（Eocles-oJrdan）型電路與電流開關(guān)型電路有很大不同，由于其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耗電量少等原因，除高速工作的情況外，幾乎都采用厄克勒斯一約旦型電路。

四）555集成電路組成

555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件，該器件成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多種功能。由于電路簡(jiǎn)單可靠，因此它被大量用于信號(hào)發(fā)生器、音響告警電路、電子玩具、家電控制等許多領(lǐng)域。在高校電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，555多諧振蕩器實(shí)驗(yàn)是經(jīng)典必做的內(nèi)容。

五）其他構(gòu)成方法

多諧振蕩器還可以由分立元件構(gòu)成或是集成施密特觸發(fā)器組成。

多諧振蕩器電路結(jié)構(gòu)和工作原理

電路結(jié)構(gòu)如下圖：

1.把雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路的兩支電阻耦合支路改為電容耦合支路。那么，電路就沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，而成為無(wú)穩(wěn)電路。

2.開機(jī)：由于電路參數(shù)的微小差異，正反饋使一支管子飽和另一支截止，出現(xiàn)一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。設(shè)BG1飽和，BG2截止。

工作原理：

1.正反饋：BG1飽和瞬間，VC1由+EC突變到接近于零，迫使BG2的基極電位VB2瞬間下降到接近-EC，于是BG2可靠截止。

2.第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)：

C1放電

C2充電

3.翻轉(zhuǎn)：當(dāng)VB2隨著C1放電而升高到+0.5V時(shí)，BG2載始導(dǎo)通，通過(guò)正反饋使BG1截止，BG2飽和。

4.第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)：

C2放電

C1充電

5.不斷循環(huán)往復(fù)，便形成了自激振蕩。

6.振蕩周期：T=T1+T2=0.7（RB2*C1+RB1*C2）=1.4RB*C

7.振蕩頻率：F=1/T=0.7/RB*C

8.波形的改善：可以同單穩(wěn)態(tài)電路，采用校正二極管電路。

多諧振蕩器的作用

多諧振蕩器是用來(lái)輸出方波的，特別是一定占空比的方波。根據(jù)信號(hào)與系統(tǒng)的相關(guān)理論。方波是多很多次諧波共同疊加的。多諧振蕩器的作用就是產(chǎn)生多諧變信號(hào)的一種設(shè)備，是由相關(guān)的組成部分組成的。

多諧振蕩器的應(yīng)用

上圖是利用多諧振蕩器構(gòu)成的簡(jiǎn)易溫控報(bào)警電路，圖中ICEO是三極管T基極開路時(shí)，由集電區(qū)穿過(guò)基區(qū)流向發(fā)射區(qū)的反向飽和電流，稱作穿透電流。ICEO是三極管的熱穩(wěn)定性參數(shù)之一，常溫下，硅管的ICEO比鍺管的ICEO要小；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(shí)一般希望ICEO盡量小，但本電路采用穿透電流大，且對(duì)溫度變化敏感的鍺管，利用其ICEO控制555定時(shí)器復(fù)位端4管腳的電壓。圖中555定時(shí)器與R1、R2和C組成多諧振蕩器，其復(fù)位端4腳RD通過(guò)R3接地。常溫下，鍺管穿透電流ICEO較小，一般在10～50μΑ，在3上產(chǎn)生的電壓較低，則555復(fù)位端4腳RD的電壓較低，則555處于復(fù)位狀態(tài)，多諧振蕩器停振。當(dāng)溫度升高或有火警時(shí)，ICEO增大，在R3上產(chǎn)生的電壓升高，使555復(fù)位端4腳RD為高電平，多諧振蕩器開始振蕩，揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲。

溫控報(bào)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(lái)調(diào)節(jié)控溫點(diǎn)。方法是先把測(cè)溫元件T置于要求報(bào)警的溫度下，調(diào)節(jié)R3使電路剛發(fā)出報(bào)警聲。報(bào)警的音調(diào)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(diào)，但要求R1大于1kΩ。