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通與截止，從而自激產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作在以下兩種狀態(tài)：

狀態(tài)一

Q1導通，Q1的集電極電壓為接近0V，C1由流經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經由R4及Q1_BE充電，輸出電壓為高（但因C2經由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導通：此電路進入狀態(tài)二。

狀態(tài)二

Q2導通，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經由R1及Q2_BE充電，C2流經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導通：此電路進入狀態(tài)一。

電路啟動過程當電路剛接上電源時，兩個晶體管都是截止狀態(tài)。不過，當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通延時控制得一樣，所以必然有其中一個晶體管搶先導通。于是此電路便進入其中一種狀態(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，狀態(tài)二的持續(xù)時間與R2、C2相關。因為R1、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；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。

因為多諧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。

由于種種不穩(wěn)定因素對多諧振蕩器振蕩周期的影響，因此在實作中通常使用更精確的計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。每當輸入觸發(fā)信號,一邊由高電平(H)轉變?yōu)榈碗娖?L),另一邊由低電平轉變?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。

雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器