脈沖產(chǎn)生與整形電路(2)(編輯修改稿)
2025-05-27 03:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電壓 vo＝ VOH為高電平 , vo1＝ VOH， vo1通過 R很快給電容 C充電到 vA＝ VOH（ R值比較小 ） ，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài) 當(dāng) vI由低電平轉(zhuǎn)為高電平時 ， vo1＝ VOL。 由于電容不能突變 ， vA仍保持高電平 ， 使得輸出 vo＝ VOL為低電平 ， 電路進(jìn)入暫態(tài)過程 ， 此時電容 C放電 圖 其輸出波形如圖 穩(wěn)態(tài) 暫態(tài) 電容放電 ，電路回到穩(wěn)態(tài) 隨著電容 C的放電 ， vA下降到 G2門的開啟電壓 VTH時 ， 輸出翻轉(zhuǎn)為高電平 ， 回到穩(wěn)定狀態(tài)（ “ 1”） 。 當(dāng) vI回到低電平后 ， vo1重新為高電平 ， 并向電容 C充電 。 輸出的脈沖寬度為 圖 THOLOHOL0 VVVVln)(－－CRRtW ??C放電回路 多諧振蕩器 由于輸出的矩形波中含有很多諧波分量 ， 故通常將它稱為多諧振蕩器 ， 又稱方波發(fā)生器 。 多諧振蕩器是一種無穩(wěn)態(tài)電路 ， 它在接通電源以后 ， 不需外加觸發(fā)信號 ， 就能自動地不斷來回翻轉(zhuǎn) ， 產(chǎn)生矩形脈沖 。 1 1 uI uO 1 uF 1. TTL集成門電路構(gòu)成的多諧振蕩器 這些門組成一個環(huán)形 ， 所以稱為環(huán)形振蕩器 。 它是利用門電路的時延 tpd來產(chǎn)生方波振蕩的。 (1) 電路的組成 (2) 工作原理 a. 先假設(shè)在虛線所示處斷開。 b. 在 uI處輸入一方波，經(jīng)過時延 tpd之后，得 uO的波形。 uO與 uI比較，除延遲 tpd外，兩者反相。 環(huán)形振蕩器的工作波形 uI uO tpd 集成門電路構(gòu)成的多諧振蕩器 c. uO再經(jīng)過兩個非門總共 2tpd時延之后 ， 得 uF 波形 。 uI uO uF tpd 2tpd 環(huán)形振蕩器的工作波形 若 uI的周期為 6tpd， 則 uI與 uF波形同相 。 此時 , 若把 uF直接作為 uI時 ， 電路就可以自激 。 (3) 振蕩周期 振蕩器的振蕩周期取決于 tpd及環(huán)路中非門的個數(shù)。 圖示電路的振蕩頻率為 pdtT 6?同理若將任何大于 、 等于 3的奇數(shù)個反相器首尾相聯(lián)成環(huán)形電路 ， 都你能產(chǎn)生自激振蕩 ， 且周期為 pdntT 2?a. TTL非門的 tpd約為幾十納秒，自激振蕩的頻率較高。 (4) 電路特點 為了降低振蕩頻率，通常在環(huán)形通路中串入 RC延時環(huán)節(jié)。 b. 振蕩頻率無法調(diào)節(jié)。 2. CMOS集成門電路構(gòu)成的多諧振蕩器 (1) 電路的組成 (a)電路圖 (b)傳輸特性曲線 此時 ， 由于 uO1 即為 uI2, G2也工作在電壓傳輸特性曲線的轉(zhuǎn)折區(qū) 。 圖中 R的選擇應(yīng)使 G1工作在電壓傳輸特性曲線的轉(zhuǎn)折區(qū) 。 (2) 工作原理 a. 若 uI有正向擾動 ， 必然引起下述正反饋過程 此時，電容 C通過 R到 uO1放電，進(jìn)而通過 uO2反向充電。 使 uO1迅速變成低電平 ， 而 uO2迅速變成高電平 ， 電路進(jìn)入第一暫穩(wěn)態(tài) 。 uO1 uI uO2 b. 隨著電容 C的放電 ， uI不斷下降 ， 當(dāng)達(dá)到 uI=UT(VDD/2)時 ,電路又經(jīng)歷另一個正反饋過程 uO1 uI uO2 從而使 uO1迅速變成高電平 ， uO2迅速變成低電平 ， 電路進(jìn)入第二暫穩(wěn)態(tài) 。 同時，電容 C通過 uO R、 C和 uO2充電。 c. 隨著電容 C的不斷充電 ， uI不斷上升 ， 當(dāng)達(dá)到 uI≤UT時 ,電路又迅速躍變到第一暫穩(wěn)態(tài) 。 如此周而復(fù)始 ， 電路不停地在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間轉(zhuǎn)換 ， 產(chǎn)生方波輸出 。 (2) 工作波形 電路的振蕩周期為 T = (3) 電路的振蕩周期 石英晶體多諧振蕩器 前面介紹的多諧振蕩器的振蕩周期或頻率不僅與時間常數(shù) RC有關(guān) ， 而且還取決于門電路的閾值電壓 VTH。 VTH容易受溫度 、 電源電壓及干擾的影響 ， 故頻率的穩(wěn)定性很差 ， 不能適應(yīng)對頻率穩(wěn)定性要求較高的場合 。 １９２２年美國卡第提出用石英壓電效應(yīng)調(diào)制
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