單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器原理分析及其應(yīng)用
[導(dǎo)讀] 多諧振蕩器是一種自激振蕩電路。因為沒有穩(wěn)定的工作狀態(tài)，多諧振蕩器也稱為無穩(wěn)態(tài)電路。具體地說，如果一開始多諧振蕩器處于0狀態(tài)，那么它在0狀態(tài)停留一段時間后將自動轉(zhuǎn)入1狀態(tài)，在1狀態(tài)停留一段時間后又將自動轉(zhuǎn)入
多諧振蕩器是一種自激振蕩電路。因為沒有穩(wěn)定的工作狀態(tài)，多諧振蕩器也稱為無穩(wěn)態(tài)電路。具體地說，如果一開始多諧振蕩器處于0狀態(tài)，那么它在0狀態(tài)停留一段時間后將自動轉(zhuǎn)入1狀態(tài)，在1狀態(tài)停留一段時間后又將自動轉(zhuǎn)入0狀態(tài)，如此周而復(fù)始，輸出矩形波。
圖6.4.1 對稱式多諧振蕩器電路
對稱式多諧振蕩器是一個正反饋振蕩電路[圖6.4.1，]。和是兩個反相器，和是兩個耦合電容，和是兩個反饋電阻。只要恰當(dāng)?shù)剡x取反饋電阻的阻值，就可以使反相器的靜態(tài)工作點位于電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。上電時，電容器兩端的電壓和均為0。假設(shè)某種擾動使有微小的正跳變，那么經(jīng)過一個正反饋過程，迅速跳變?yōu)椋杆偬優(yōu)?，迅速跳變?yōu)?，迅速跳變?yōu)?，電路進入第一個暫穩(wěn)態(tài)。電容和開始充電。的充電電流方向與參考方向相同，正向增加； 的充電電流方向與參考方向相反，負向增加。隨著的正向增加，從逐漸上升；隨著的負向增加，從逐漸下降。因為經(jīng)和兩條支路充電而經(jīng)一條支路充電，所以充電速度較快，上升到時還沒有下降到。上升到使跳變?yōu)?。理論上，向下跳變，也將向下跳變?？紤]到輸入端鉗位二極管的影響，最多跳變到。下降到使跳變?yōu)?，這又使從向上跳變，即變成，電路進入第二個暫穩(wěn)態(tài)。經(jīng)一條支路反向充電（實際上先放電再反向充電），逐漸下降。經(jīng)和兩條支路反向充電（實際上先放電再反向充電），逐漸上升。的上升速度大于的下降速度。當(dāng)上升到時，電路又進入第一個暫穩(wěn)態(tài)。 此后，電路將在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間來回振蕩。
非對稱式多諧振蕩器是對稱式多諧振蕩器的簡化形式[圖6.4.6]。這個電路只有一個反饋電阻和一個耦合電容。反饋電阻使的靜態(tài)工作點位于電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)，就是說，靜態(tài)時，的輸入電平約等于，的輸出電平也約等于。因為的輸出就是的輸入，所以靜態(tài)時也被迫工作在電壓傳輸特性的轉(zhuǎn)折區(qū)。
圖6.4.6 非對稱是多諧振蕩器電路
環(huán)形振蕩器[圖6.4.10]不是正反饋電路，而是一個具有延遲環(huán)節(jié)的負反饋電路。
圖6.4.10 最簡單的環(huán)形振蕩器
圖6.4.19 石英晶體多諧振蕩器
石英晶體具有優(yōu)越的選頻性能。將石英晶體引入普通多諧振蕩器就能構(gòu)成具有較高頻率穩(wěn)定性的石英晶體多諧振蕩器[圖6.4.19]。我們知道，普通多諧振蕩器是一種矩形波發(fā)生器，上電后輸出頻率為的矩形波。根據(jù)傅里葉分析理論，頻率為的矩形波可以分解成無窮多個正弦波分量，正弦波分量的頻率為（），如果石英晶體的串聯(lián)諧振頻率為，那么只有頻率為的正弦波分量可以通過石英晶體（第個正弦波分量，），形成正反饋，而其它正弦波分量無法通過石英晶體。頻率為的正弦波分量被反相器轉(zhuǎn)換成頻率為矩形波。因為石英晶體多諧振蕩器的振蕩頻率僅僅取決于石英晶體本身的參數(shù)，所以對石英晶體以外的電路元件要求不高。
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