使用反相器產(chǎn)生的非對(duì)稱式多諧振蕩器

接下來幾篇將做一個(gè)流水燈電路，本文是流水燈電路的第一節(jié)，介紹用反相器產(chǎn)生非對(duì)稱式多諧振蕩器。

流水燈電路將以一定的速度來“流水”，必然需要周期變化的脈沖信號(hào)作為系統(tǒng)的“心跳”。之前學(xué)習(xí)過的矩形波發(fā)生電路，用555定時(shí)器產(chǎn)生的多諧振蕩器，它們都可以作為脈沖信號(hào)。本文再學(xué)習(xí)一個(gè)新的脈沖發(fā)生電路：使用反相器產(chǎn)生的非對(duì)稱式多諧振蕩器。

反相器從邏輯上來講就是個(gè)非門。反相器的輸出與輸入邏輯相反，如果輸入“0”，那么就輸出“1”，輸入“1”則輸出“0”。但輸入電壓可能介于“0”和“1”之間，所以我們假設(shè)有個(gè)閾值電壓為VH(其實(shí)有可能從“0”到“1”與從“1”到“0”的閾值電壓略有差別，此處為了簡(jiǎn)便，認(rèn)為是同一個(gè)電壓)。

上圖這個(gè)電路需要2個(gè)反相器，以及1個(gè)RC充放電延遲環(huán)節(jié)(電阻RF與電容C)，RP是個(gè)保護(hù)電阻，限制流入反相器的電流。我們首先假設(shè)Vi1 > VH，那么Vo1為低，Vo2為高。忽略反相器內(nèi)部的電阻，則Vo1相當(dāng)于接GND，Vo2相當(dāng)于接Vcc，電路可以轉(zhuǎn)化為如下情況(我們稱之為暫穩(wěn)態(tài)情況一)：

不難分析出，電容將經(jīng)由電阻RF放電，隨著電容不斷放電，Vi1的電壓會(huì)不斷降低，可見Vi1為高電平并非穩(wěn)定狀態(tài)。

當(dāng)Vi1 < VH時(shí)，Vo1為高，Vo2為低。如果Vi1進(jìn)一步減小，則Vo2也進(jìn)一步減小，且分析瞬間現(xiàn)象，Vo2的減小會(huì)經(jīng)由電容，導(dǎo)致Vi1也減小。這是一個(gè)正反饋的過程，結(jié)果就是當(dāng)Vi1 < VH之后，Vi1會(huì)瞬間變?yōu)樽钚≈怠ｋ娐忿D(zhuǎn)化為如下情況(我們稱之為暫穩(wěn)態(tài)情況二)：

然后VCC經(jīng)由電阻RF為電容充電，隨著電容不斷充電，Vi1的電壓會(huì)逐漸上升，直到大于VH，然后由于正反饋，VH會(huì)瞬間變?yōu)樽畲笾?，變?yōu)闀悍€(wěn)態(tài)情況一。

可以看出此電路無需外加觸發(fā)信號(hào)，就能夠產(chǎn)生矩形波，如下圖，占空比為50%，高電平持續(xù)時(shí)間T其實(shí)也是電容放電的時(shí)間，可以推出T大約為1.1倍的RC充放電時(shí)間常數(shù)。