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对称式多谐振荡器幻灯片.ppt

上传人:w****g 文档编号:6193420 上传时间:2024-11-30 格式:PPT 页数:19 大小:864KB
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资源描述

1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,5.3.1,对称式多谐振荡器,5.3,多谐振荡器,5.3.2,环形振荡器,5.3.3,石英晶体振荡器,返回,结束,放映,2,复习,脉冲电路的研究重点与数字电路有何不同,?,常用脉冲波形的产生与变换电路有哪些?,周期性矩形波的主要参数?,施密特触发器的特点和主要应用?,3,1,多谐振荡器,没有稳定状态,,只有两个暂稳态。,2,通过电容的充电和放电,使两个暂稳态相互交替,从而产生,自激振荡,,无需外触发。,3,输出周期性的,矩形脉冲信号,,由于含有丰富的谐波分量,故称作多谐振荡器。,5.3,多谐振荡器,4,

2、5.3.1,对称式多谐振荡器,返回,1.,电路组成,由两个,TTL,反相器经电容交叉耦合而成。,通常令,C,1,=C,2,=C,,,R,1,=R,2,=R,F,。,为了使静态时反相器工作在转折区,具有较强的放大能力,应满足,R,OFF,R,F,R,ON,的条件。,图,5-14,对称式多谐振荡器,5,2.,工作原理,假定接通电源后,由于某种原因使,u,I1,有微小正跳变,则必然会引起如下的正反馈过程,:,使,u,O1,迅速跳变为低电平、,u,O2,迅速跳变为高电平,电路进入第一暂稳态。,此后,,u,O2,的高电平对,C,1,电容充电使,u,I2,升高,电容,C,2,放电使,u,I1,降低。由于充

3、电时间常数小于放电时间常数,所以充电速度较快,,u,I2,首先上升到,G,2,的阈值电压,U,TH,,并引起如下的正反馈过程:,6,使,u,O2,迅速跳变为低电平、,u,O1,迅速跳变为高电平,电路进入第二暂稳态。,此后,,C,1,放电、,C,2,充电,,C,2,充电使,u,I1,上升,会引起又一次正反馈过程,电路又回到第一暂稳态。,这样,周而复始,电路不停地在两个暂稳态之间振荡,输出端产生了矩形脉冲。,7,图,5-15,对称式多谐振荡器的工作波形,8,3.,主要参数,矩形脉冲的振荡周期为,T1.4R,F,C,当取,R,F,1k,、,C,I00 pF,100 F,时,则该电路的振荡频率可在几赫

4、到几兆赫的范围内变化,。,9,5.3.2,环形振荡器,返回,1.,最简单的环形振荡器,图,5-16,最简单的环形振荡器,(a),电路,(b),工作波形,利用集成门电路的传输延迟时间,将奇数个反相器首尾相连便可构成最简单的环形振荡器。,该电路没有稳定状态。,如此周而复始,便产生了自激振荡。,振荡周期,T=6t,pd,。,10,2.,RC,环形振荡器,最简单的环形振荡器构成十分简单,但是并不实用。因为集成门电路的延迟时间,t,pd,极短,而且振荡周期不便调节。,图,5-17,RC,环形振荡器,利用电容,C,的充放电,改变,u,I3,的电平,(,因为,R,S,很小,在分析时往往忽略它。,),来控制,

5、G,3,周期性的导通和截止,在输出端产生矩形脉冲。,R,S,是限流电阻(保护,G,3,),通常选,100,左右。,增加,RC,延迟环节,即可组成,RC,环形振荡器电路。,11,图,5-18,RC,环形振荡器的工作波形,电路的振荡周期为,T2.2RC,R,不能选得太大(一般,1k,左右),否则电路不能正常振荡。,。,12,3.,CMOS,反相器构成的多谐振荡器,R,的选择应使,G,1,工作在电压传输特性的转折区。,此时,由于,u,O1,即为,u,I2,,,G,2,也工作在电压传输特性的转折区,若,u,I,有正向扰动,必然引起下述正反馈过程:,图,5-19 CMOS,反相器构成的多谐振荡器,13,

6、随着电容,C,的不断充电,,u,I,不断上升,当,u,I,U,TH,时,电路又迅速跳变为第一暂稳态。如此周而复始,电路不停地在两个暂稳态之间转换,电路将输出矩形波。,振荡周期为,T,1.4RC,图,5-20,CMOS,反相器构成,多谐振荡器的工作波形,14,使,u,O1,迅速变成低电平,而,u,O2,迅速变成高电平,电路进入第一暂稳态。此时,电容,C,通过,R,放电,然后,u,O2,向,C,反向充电。随着电容,C,的的放电和反向充电,,u,I,不断下降,达到,u,I,U,TH,时,电路又产生一次正反馈过程:,从而使,u,O1,迅速变成高电平,,u,O2,迅速变成低电平,电路进入第二暂稳态。此时

7、,,u,O1,通过,R,向电容,C,充电。,15,5.3.3,石英晶体振荡器,返回,前面介绍的多谐振荡器的一个共同特点就是,振荡频率不稳定,,容易受温度、电源电压波动和,RC,参数误差的影响。,而在数字系统中,矩形脉冲信号常用作时钟信号来控制和协调整个系统的工作。因此,控制信号频率不稳定会直接影响到系统的工作,显然,前面讨论的多谐振荡器是不能满足要求的,必须采用,频率稳定度很高的石英晶体多谐振荡器。,16,石英晶体的阻抗频率特性图,石英晶体具有很好的,选频特性,。当振荡信号的频率和石英晶体的,固有谐振频率,f,o,相同时,石英晶体呈现很低的阻抗,信号很容易通过,而其它频率的信号则被衰减掉。,1

8、7,因此,将石英晶体串接在多谐振荡器的回路中就可组成石英晶体振荡器,这时,振荡频率只取决于石英晶体的固有谐振频率,f,o,,而与,RC,无关。,图,5-21,石英晶体振荡器电路,在对称式多谐振荡器的基础上,,串接一块石英晶体,,就可以构成一个石英晶体振荡器电路。该电路将产生稳定度极高的矩形脉冲,其,振荡频率由石英晶体的串联谐振频率,f,o,决定。,18,目前,家用电子钟几乎都采用具有石英晶体振荡器的矩形波发生器。由于它的频率稳定度很高,所以走时很准。,通常选用,振荡频率为,32768H,Z,的石英晶体谐振器,因为,32768,2,15,,将,32768H,Z,经过,15,次二分频,,即可得到,1H,Z,的时钟脉冲作为计时标准。,19,作业题,5-4,5-5,返回,

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