多谐振荡器介绍

多谐振荡器介绍
多谐振荡器介绍

多谐振荡器:

摘要:分析了各种多谐振荡器的电路结构及工作原理,并利用Multisiml0.0对部分电路进行了仿真,重点介绍了单稳型多谐振荡器,讨论集成单稳态触发器74121定时元件RC对暂稳态的影响以及单稳型多谐振荡器的应用。Multisim软件是一种形象化的虚拟仪器电路仿真软件,它能比较快速地模拟、分析、验证所设计电路的性能,在课堂教学中引入EDA技术,使传统教学环节与先进的仿真技术相结合,实现授课的生动性和灵活性,增强学生对基本概念的理解,激发学生的学习兴趣,培养并有效提高学生综合分析、应用及创新能力。

关键字:Multisiml0.O;多谐振荡器;555定时器;施密特触发器;环形振荡器

O 引言

在数字系统电路中经常用到多谐振荡器。多谐振荡器是一种自激振荡器,在接通电源以后,不需要外加触发信号便能自行产生一定频率和一定宽度的矩形波,这一输出波形用于电路中的时钟信号源。由于矩形波中含有丰富的高次谐波分量,所以习惯上又将矩形波振荡器称为多谐振荡器。按照电路的工作原理,多谐振荡器大致分为无稳态多谐振荡器和单稳态多谐振荡器。

1 无稳态多谐振荡器

1.1 采用TTL门电路构成的对称式无稳态多谐振荡器

对称式多谐振荡器的典型电路如图1所示,它是由两个反相器Gl、G2经耦合电容C1、C2连接起来的正反馈振荡电路。电路中G1和G2采用SN74LS04N反相器,RFl=RF2=RF,C1=C2=C,振荡周期T≈1.3RFC,输出波形的占空比约为50%。RF1、RF2的阻值对于LSTTL为470 Ω~3.9kΩ,对于标准TTL为0.5~1.9kΩ之间。

1.2 采用CMOS门电路构成的非对称式无稳态多谐振荡器

如果把对称式多谐振荡器电路进一步简化,去掉C1和R2,在反馈环路中保留电容C2,电路仍然没有稳定状态,只能在两个暂稳态之问往复振荡,电路如图2所示。

假定G2输出为1,电容C充电,在充电开始VI1也为1。因此,该电压经Rp力口到G1输入端,Gl输出为O,电路稳定工作,C继续充电。充电电流随着充电时间延长而减小,RF两端电压下降,若降到Gl的阈值电压以下,则G1输出变为1,G2输出变为0,C反向充电。随着充电的进行,VI1达到Gl的阈值电压时,G1输出变为0,G2的输出变为1,该动作重复进行而产生振荡。电容C的充放电时间分别为T1=RfC1h3,T2=RfC1n3,振荡周期T=T1+T2=2RFC1h3≈2.2 RFC,输出波形的占空比为50%。

在电路的G1输入端串接的保护电阻RP是为了减少电容C充放电过程中CMOS门电路输入保护电路承受较大的电流冲击,且Rp>>RF。

1.3 门电路无稳态环形振荡器

利用门电路地传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接可构成一个基本环形振荡器,电路的振荡周期为T=2ntpd,n为串联反相器的个数。作为数字系统的时钟信号源,由CMOS反相器构成的环形振荡器具有结构简单、集成度高、功耗低的优点,因此得到了广泛地应用。随着CMOS 集成电路工艺技术的发展,当前,其振荡频率已达到数+GHz。但是,这种利用反相器的延时特性构成的环形振荡器,只能产生高频信号。为了构成低频和超低频环形振荡器,一种解决方法是在此电路的基础上附加RC延迟环节,组成带有RC延迟电路的环形振荡器,电路如图3(a)所示。另一种解决方法是根据单稳态触发器的延时作用,运用环形振荡器的工作原理,构成低频环形振荡器,如图6所示。

当V12处发生负跳变时,经过电容C使v13首先跳变到一个负电平,然后再从这个负电平开始对电容充电,从而增加了V13从开始充电到上升为VTH的时间,等于加大了v12到v13的传输延迟时间。通常RC电路产生的延迟时间远远大于门电路本身的传输延迟时间,所以在计算振荡周期时可以只考虑RC电路的作用而将门电路固有的传输延迟时间忽略不计。对于TTL门电路,假定VOH=3V,VTH=1.4V,则振荡周期为T≈2.2RC。如果再电路中采用二极管和电阻组合来改变占空比,调解电位器RP,使电容c的充放电路径的阻值在2~100kΩ之间变化,这样,可使占空比在百分之几至99%这样宽的范围内变化。电路如图3(b)所示。在数电实验中,常用门电路串接为环形振荡器的方法测量门电路的传输延迟时间。因为实际的门电路,输入端加电压,到输出端作为其结果的输出这个传输延迟时间是暂时稳定的,将其状态转移到下一个门电路,利用这个原理可测试出图3电路的传输时间tpd(T=2.3tpd)。由于门电路的传输延迟时间极短,

TTL电路只有几十纳秒,CMOS电路也不过一二百纳秒,该实验如果用普通20M的模拟示波器实验效果很差,很难测量到准确的结果,用60M以上的数字存储示波器才能测得较准确的结果。如果用仿真的方法进行实验,操作方便、结果直观明了。所以在实验中,对仪器要求较高的或较难做的实验常常用仿真实验的方法来进行。

1.4 采用施密特触发器的无稳态多谐振荡器

利用施密特触发器的回差特性可以构成无稳态多谐振荡器,电路如图4(a)所示。当接通电源后,因为电容上的初始电压为零,所以输出为高电平,并开始经电阻R向电容C充电。当充电到输入电压为vI=VT+时,输出跳变为低电平,电容C又经过电阻R开始放电。当放电至v1=VT-时,输出电位又跳变为高电平,电容C重新开始充电。如此周而复始,电路便不停地振荡。振荡周

期为仿真电路如图4(c)所示。

通过调节R和C的大小,即可以改变振荡周期。此外在这个电路的基础上稍加修改就能实现对输出脉冲占空比的调节,电路如图4(b)所示。在这个电路中,因为电容C的充电和放电分别经过两个电阻R2和Rl,所以只要改变R2和R1的比值,就能改变占空比。

1.5 用555定时器组成的无稳态多谐振荡器

用555电路可以组成施密特触发器,利用施密特触发器的回差特性,在电路的两个输入端与地之间接入充放电电容C并在输出与输入端之间接入反馈电阻Rf,就组成了一个直接反馈式多谐振荡器,如图5(a)所示。接通电源,电路在每次翻转后的充放电过程就是它的暂稳态时间,两个暂稳态时间分别为电容的充电时间Tl和放电时间T2。T1=O.69RfC,T2=0.69RfC,振荡周期T=T1+T2,振荡频率f=1/T。

改变R、C的值则可改变充放电时间,即改变电路的振荡频率f。

直接反馈式多谐振荡器的缺点是:由于通过输出端向电容C充电,以及受负载因素的影响,会造成振荡频率的不稳定。间接反馈式多谐振荡器如图5(b)所示,电路的工作过程不变,但它的工作性能得到很大改善。该电路充电时经R1和R2两只电阻,而放电时只经R2一只电阻,两个暂稳态时间不相等,T1=0.69(R1+R2)C,T2=0.69R2C,振荡周期T=Tl+T2=0.69(Rl+2R2)C,振荡频率f=1/T。如果将电路进行改进,接入二极管D1和D2,电路如图5(c)所示,电容的充电电流和放电电流流经不同的路径,充电电流只流经R1,放电电流只流经R2,因此电容C的充放电时间分别为T1=0.69R1C,T2=0.69R2C,振荡周期T=T1+T2=0.69(R1+R2)C,振荡频率f=1/T。若取R1=R2占空比为50%。

555定时器是一种多用途的数字一模拟混合集成电路,使用灵活、方便,所以555定时器在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。

1.6 石英晶体多谐振荡器

在某些对数字脉冲稳定度要求较高的电路中,上述几种多谐振荡器所产生的脉冲很难满足要求。这是因为上述振荡电路中的振荡频率是由门电路输入电压上升到转换电平所需要时间来决定的。由于受电源电压、温度变化以及某些干扰因素的影响,门电路的转换时间不可能十分精确和稳定。石英晶体多谐振荡器是一种产生高稳定度的脉冲振荡器,它是在原多谐振荡器的反馈回路中加入石英晶体谐振器而构成。

由于石英晶体有极高的频率稳定性(频率稳定度可达10—10~10—11),而且品质因数又高,因此它有极好的选频特性。当外加电压频率等于石英晶体的固有频率f0时,它的阻抗最小,频率为f0的电压信号最容易通过,并在电路中形成正反馈而使电路振荡。石英晶体多谐振荡器的振荡频率只取决于石英晶体的固有频率f0,而与外接的R、C元件无关。

2 单稳态多谐振荡器

2.1 门电路构成的单稳态多谐振荡器

采用TTL门电路构成的单稳态多谐振荡电路如图6所示。在G1的输入端用Rl和R2进行钳位,提高触发灵敏度。

2.2 集成的单稳态多谐振荡器

鉴于单稳态多谐振荡器的应用十分普遍,在TTL电路和3CMOS电路的产品中,都产生了单片集成的单稳态多谐振荡器器件。使用这些器件时只需要很少的外接元件和连线,而且由于器件内部电路一般还附加了上升沿与下降沿触发的控制和置零等功能,使用极为方便。2.2.1 单稳型环形振荡器的电路结构

将各级单稳态触发器的输出脉冲依次作为下一级触发器的触发输入信号,再将末级的输出信号反馈到第一级,作为第一级的触发输入信号,则可构成一种新型的环形振荡器,即单稳型环

形振荡器,电路如图7(a)所示。

根据单稳态触发器的延时作用,得到单稳型环形振荡器的工作波形,如图7(b)所示。该振荡器输出信号的周期是:T=T1+T2+L+Tn,式中,T1(i=l,2,…,n)为各级单稳态触发器的暂稳时间。

当各级的暂稳时间相同时,该电路就是一个典型的顺序脉冲发生器,其工作波形与D触发器构成的环形计数器完全相同。不同的是,环形计数器必须由时钟脉冲驱动,电路输出脉冲宽度与时钟信号的周期相同,必须通过改变时钟信号的频率来改变输出脉冲的宽度。而单稳型环形振荡器可以自动产生脉冲信号,可以通过改变单稳态触发器的定时元件Rc的参数来调整脉冲宽度,因此调节方便。

2.2.2 集成单稳型环形振荡器的仿真

采用Multisim8仿真软件,选用集成7412l集成单稳态触发器,其功能表如表1所示。由4片7412l 构成的环形振荡器如图8所示。图中Al、A2和B端是触发输入端,Q和Q是互补输出端。设各单稳态触发器稳态时输出为低电平,暂稳态输出为高电平,触发输入脉冲为正沿触发。由于74121输入级为窄脉冲形成电路,故触发输入端不必加微分电路。该振荡器输出信号的周期是T=T1+T2+T3+T4,Ti(i=1、2、3、4)为各级单稳态触发器的暂稳时间。Ti由定时元件RiCi(i=l、2、3、4)确定,其工程计算公式是:TI=0.7TiCi。电路可以提供4种不同占空比的同频率矩形脉冲信号,其占空比分别为Ti/T(i=1、2、3、4)。改变定时电路的参数,可以调节振荡频率和占空比。由于单稳态电路的暂稳时间可以做到分钟级甚至小时级,故单稳型环形振荡器可以产生超低频脉冲信号。

2.2.3 集成单稳型环形振荡器的特点及应用

由于单稳型环形振荡器实际上是一个没有时钟脉冲的顺序脉冲发生器,因此它可以广泛地用于异步型顺序控制电路。当各级定时元件的参数相同时,输出脉冲宽度相同的顺序脉冲。当各级定时元件的参数不同时,输出脉冲宽度各异的顺序脉冲。这些顺序脉冲可以控制单个对象的各个时段的不同工作状态,也可以作为多个控制对象循环工作方式的控制信号。

7412l单稳态触发器在自暂稳态返回的时刻,电路伴随着强烈正反馈的物理过程,构成环形振荡器时,起振容易。由于有足够的恢复时间,有利于振荡频率的稳定。只要选择高稳定度的定时元件,单稳电路就具有高稳定度的脉冲宽度。同时,单稳态触发器在级联时,电路不存在前后级互相牵扯的问题,因此,单稳型环形振荡器具有比较高的频率稳定度。又由于单稳态触发器容易被触发翻转,构成环形电路后,只要给一个启动控制信号,电路便可以进人振荡状态。这种电路具有结构简单、成本低、安装调试方便的特点,作为顺序脉冲发生器和超低频多谐振荡器有比较广阔的应用前景。

多谐振荡器双闪灯电路设计与制作

多谐振荡器双闪灯电路设计与制作 南昌理工学院张呈张海峰 我们主张,电子初学者要采用万能板焊接电子制作作品,因为这种电子制作方法,不仅能培养电子爱好者的焊接技术,还能提高他们识别电路图和分析原理图的能力,为日后维修、设计电子产品打下坚实的基础。 上一篇文章《电路模型设计与制作》我们重点介绍了电路模型的概念以及电流、电压、电阻、发光二极管、轻触开关等基本知识,并完成了电路模型的设计与制作,通过成功调试与测试产品参数,进一步掌握了电子基础知识。 本文将通过设计与制作多谐振荡器双闪灯,掌握识别与检测电阻、电容、二极管、三极管。掌握识别简单的电路原理图,能够将原理图上的符号与实际元件一一对应,能准确判断上述元件的属性、极性。

一、多谐振荡器双闪灯电路功能介绍 图1 多谐振荡器双闪灯成品图

多谐振荡器双闪灯电路,来源于汽车的双闪灯电路,是经典的互推互挽电路,通电后LED1和LED2交替闪烁,也就是两个发光二极管轮流导通。 完成本作品的目的是为了掌握识别与检测电阻、电容、二极管、三极管。掌握识别简单的电路原理图,能够将原理图上的符号与实际元件一一对应,能准确判断上述元件的属性、极性。。 该电路是一个典型的自激多谐振荡电路,电路设计简单、易懂、趣味性强、理论知识丰富,特别适合初学者制作。 二、原理图 图2 多谐振荡器双闪灯原理图 三、工作原理 本电路由电阻、电容、发光二极管、三极管构成典型的自激多谐振荡电路。在上篇文章中介绍了电阻、和发光二极管,本文只介绍电容和三极管。 1、电容器的识别

电容器,简称电容,用字母C表示,国际单位是法拉,简称法,用F表示,在实际应用中,电容器的电容量往往比1法拉小得多,常用较小的单位,如微法(μF)、皮法(pF)等,它们的关系是: 1法拉(F)=1000000微法(μF),1微法(μF)=1000000皮法(pF)。 本的套件中使用了2个10μF的电解电容,引脚长的为正,短的为负;旁边有一条白色的为负,另一引脚为正。电容上标有耐压值上25V,容量是10μF。 2、三极管的识别 三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管,晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅值较大的电信号, 也用作无触点开关,俗称开关管。套件中使用的是NPN型的三极管9013,当把有字的面向自己,引脚朝下,总左往右排列是发射极E,基极B,集电极C。如图3所示。 图3 三极管的引脚图 晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。 晶体三极管的三种工作状态: (1)截止状态 当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。

课程设计--四花样彩灯控制器

课程设计--四花样彩灯控制器

2012 ~ 2013 学年第二学期 《数字电子技术》 课程设计报告 题目:四花样彩灯控制器 专业:电子信息工程 班级: 11 电信一班 姓名:孙叶林陶轮汪宏俊汪义涛王安 亚 王劲松王亮亮王向阳魏伟指导教师:周旭胜 电气工程系 2013年5月30日

任务书 课题名称四花样彩灯控制器 指导教师(职称)周旭胜 执行时间2012~ 2013 学年第 2学期第 14 周学生姓名学号承担任务 王安亚1109121033 设计总电路图1 汪宏俊1109121031 设计总电路图2 陶轮1109121030 负责对比两个总电路图 汪义涛1109121032 设计555时钟脉冲产生电路 王向阳1109121036 设计四种码产生电路 王劲松1109121034 设计输出电路 魏伟1109121037 设计开关电路 王亮亮1109121035 查找参考资料 孙叶林1109121029 负责写课程设计报告 设计目的 通过设计方案的比较,对比电路的复杂与简单,器件的市场价格等方面因素,来选择一种比较好的可行性设计方案 设计要求(1) 彩灯一亮一灭,从左向右移动; (2) 彩灯两亮两灭,从左向右移动; (3) 四亮四灭,从左向右移动; (4) 从1~8从左到右逐次点亮,然后逐次熄灭; (5) 四种花样自动变换。

摘要 随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂、功能单一,这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮,不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。优易LED全彩灯光控制系统由Color Edit编辑软件、主控器、分控器和LED光源组成,广泛应用于城市景观、风景名胜、道路桥梁、建筑轮廓、娱乐场所、户外广告、室内装饰等美化、亮化工程。 四花样自动切换的彩灯控制器,其电路简单、取材容易,而且被广泛地应用与现实生活当中。例如用于店面装饰可以增加其美观,吸引更多顾客。 在经过了几天紧张的电路焊接和调试,期间还进行了部分方案的修改和改进,现已实现了课程设计的主要任务和具体要求。 关键字:LED彩灯硬件电路

环形振荡器的工作原理

环形振荡器的工作原理-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

环形振荡器的工作原理 环形振荡器是利用门电路的固有传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而成,该电路没有稳态。因为在静态(假定没有振荡时)下任何一个反相器的输入和输出都不可能稳定在高电平或低电平,只能处于高、低电平之间,处于放大状态。 假定由于某种原因v11产生了微小的正跳变,经G1的传输延迟时间tpd后,v12产生了一个幅度更大的负跳变,在经过G2的传输延迟时间tpd后,使v13产生更大的正跳变,经G3的传输延迟时间tpd后,在vo产生一个更大的负跳变并反馈到G1输入端。可见,在经过3tpd后,v11又自动跳变为低电平,再经过3tpd之后,v11又将跳变为高电平。如此周而复始,便产生自激振荡。如图2所示,可见振荡周期为 T=6tpd 环形振荡器的改进原因 环形振荡器的突出优点是电路极为简单,但由于门电路的传输延迟时间极短,TTL门电路只有几十纳秒,CMOS电路也不过一二百纳秒,难以获得较低的振荡频率,而且频率不易调节,为克服这个缺点,有几种改进电路,下面给出对照图。如图3和图4所示。 环形振荡器的改进原理 接入RC 电路以后,不仅增大了门G2的传输延迟时间tpd2有助于获得较低的振荡频率。而且通过改变R 和C 的数值可以很方便地实现对频率的调节。 环形振荡器的实用电路 如图4,为了进一步加大RC和G2的传输延迟时间,在实用电路中将电容C 的接地端改接G1的输出端。如图10.3.5所示。例如当v12处发生负跳变时,经过电容C使v13首先跳变到一个负电平,然后再从这

双三极管多谐振荡器电路工作原理

双三极管多谐振荡器电路工作原理 双三极管多谐振荡器 电路工作原理 多谐振荡器电路是一种矩形波产生电路.这种电路不需要外加触发信号,便能连续地, 周期性地自行产生矩形脉冲.该脉冲是由基波和多次谐波构成,因此称为多谐振 荡器电路. 电路结构 1.路图 2.把双稳态触发器电路的两支电阻耦合支路改为电容耦合支路.那么电路就没有稳 定状态,而成为无稳电路 3.开机:由于电路参数的微小差异,和正反馈使一支管子饱和另一支截止.出现一个暂 稳态.设Q1饱和,Q2截止. 工作原理 正反馈: Q1饱和瞬间,VC1由+VCC 突变到接近于零,迫使Q2的基极电位VB2瞬间下 降到接近 —VCC,于是Q2可靠截止. 注:为什么Q2的基极产生负压,因为Q1导通使Q1 集电极的电压瞬间接近于零,电容C1的

正极也接近于零,由于电容两边电压不能突变使得电容的负端为—VCC。 2.第一个暂稳态: C1放电: C2充电: 3.翻转:当VB2随着C1放电而升高到+0.5V时,Q2开始导通,通过正反馈使Q1截止,Q2饱和. 正反馈: 4.第二个暂稳态: C2放电: C1充电: 5.不断循环往复,便形成了自激振荡 6.振荡周期: T=T1+T2=0.7(R2*C1+R1*C2)=1.4R2*C 7.振荡频率: F=1/T=0.7/R2*C 8..波形的改善: 可以同单稳态电路,采用校正二极管电路 下面我们来做一个实验:如图 振荡周期: T=1.4R2*C=1.4*10000Ω*0.00001F=0.14s=140ms 此图利用Multisim仿真软件去求出时间与实际的偏差 数据测量图:此图测量了Q2的基极和集电极极,集电极的波形相当于图的矩形波,基极波形相当于图的锯齿波。

555多谐震荡器-实验报告

实验题目:用555定时器设计一个时钟信号源,频率为f=1KHz,占空比为60%。 实验报告: 一、实验相关信息 1、实验日期: 2、实验地点: 二、实验内容 用555定时器设计一个时钟信号源,频率为f=1KHz,占空比为60%。 三、实验目的 1、了解555定时器的工作原理和电路结构; 2、掌握555定时器的典型应用。 三、实验设备、元器件 1、实验仪器:(写清型号) 2、实验元器件: 四、理论计算 (1)555多谐震荡器电路结构 图1 多谐振荡器 (2)工作波形

(3)工作过程简述 接通电源后,电容C 被充电,νc 上升,当νc 上升到 Vcc 32 时,触发器被复位,同时 放电T 导通,此时 νo 为低电平,电容C 通过R 2 和T 放电,使νc 下降,当νc 下降到Vcc 31 时,触发器又被复位,νo 为高电平。电容C 放电所需时间为 C R C R t PL 227.02ln ≈= (1) 当电容C 放电结束时,T 截止,Vcc 将通过R 1、R 2向电容C 充电,νc 由Vcc 31上升到Vcc 32所需时间为 C R R C R R t PH )(7.02ln )(2121+≈+= (2) 当νc 上升到Vcc 32 时,触发器由发生翻转,如此周而服始,在输出端就得到一个周期 性的方波,其频率为 C R R t t f PH PL )2(43.1121+≈+= (3) %100)2((%)212 1X R R R R t t t q PH PL PH ++=+= (4) (4)占空比可调电路结构 对于图1电路结构占空比固定不变,要得到占空比可调的周期方波,对其电路改进,如图2所示。 由(4)式可知,占空比始终大于50%,要得到占空比小于50%的方波,只要在输出端加一个反向器即可。

石英晶体振荡器原理

石英晶体振荡器的基本工作原理及作用 (1)石英晶体振荡器(简称晶振)的结构石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化矽的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑胶封装的。(2)压电效应 若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与LC回路的谐 振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。 (3)符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图所示。当晶体不振动时,可把它看 成一个平板电容器称为静电电容C,它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关,一般约几个pF到几十pF。当晶体振荡时,机械振动的惯性可用电感L來等效。一般L的值为几十mH到几 百mH。晶片的弹性可用电容C來等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1pF。晶片振动时因 摩擦而造成的损耗用R來等效,它的數值约为100Ω。由于晶片的等效电感很大,而C很小, R也小,因此回路的品质因數Q很大,可达1000~10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只 与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关,而且可以做得精确,因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定性。

多谐振荡器双闪灯电路设计与制作

多谐振荡器双闪灯电路设计与制作 一、电路设计功能介绍 这是电子技术入门者要做的第一个电子产品,做这个产品的主要目的是为了学会识别与检测电阻、电容、二极管、三极管。学会识别简单的电路原理图,能够将原理图上的符号与实际元件一一对应,能准确判断上述元件的属性、极性。 分立元件双闪灯电路,来源于汽车的双闪灯电路,是经典的互推互挽电路,通电后LED1和LED2交替闪烁也就是两个发光二极管轮流导通。 二、多谐振荡器双闪灯电路原理图

三、多谐振荡器双闪灯电路工作原理 该电路是一个典型的自激多谐振荡电路,套件电路简单、易懂、趣味性强、理论学习知识丰富,特别适合初学者制作。 工作原理:当接通电源后,两只三极管就要争先导通,但由于元器件的差异性,只有某一只管子最先导通。然后电路中两只三极管便轮流导通和截止,两只发光二极管就不停地循环发光。改变阻值或电容的容量可以改LED闪烁的速度。 电路通电时,假设V1优先导通,则C1通过R1开始充电,由于充电时电容相当于短路,所以V2基极近似接地,故V2截止。此时LED1点亮,LED2熄灭。当C1充电毕,V2基极为高点平,故导通,LED被点亮,同时C1上电荷被泄放,V1截止,LED1熄灭。C2通过R2充电,充电毕V1又导通,电路如此循环,两个LED交替闪烁。四、多谐振荡器双闪灯电路元件清单及实物图

双闪灯元件清单实物图 五、调试技巧及成品图 双闪灯电路安装成功后,接上5V直流电压,或者用三节5号电池供电。如下图所示:

正常情况下,可以观察到二只LED发光二极管轮流闪烁,如果没有出现我们需要的功能,应该从以下几个方面调试、检修。 1、检测焊接线路是否正常连通,可用万用表检测每条线路是否导通。因为初次焊接的时候,经常出现虚焊、假焊、漏焊等焊接故障。 2、检测每个元件是否安装正确,特别是发光二极管的正负极性是否正确。 3、用万用表测试电源电压是否正常。 4、发光二极管的限流电阻是否用错,初学者容易把220欧姆的电阻与100K欧的电阻搞混了。 5、测试下电容C1、C2的正极的电压是否改变,如果没有改变要检测三极管是否焊接正确。 经过上面几个步骤的检测,相信一定能排除故障,实现我们需要的目的。 主要焊接毛病有: 1、堆积 2、虚焊 3、尖角

多谐振荡器介绍

多谐振荡器: 摘要:分析了各种多谐振荡器的电路结构及工作原理,并利用Multisiml0.0对部分电路进行了仿真,重点介绍了单稳型多谐振荡器,讨论集成单稳态触发器74121定时元件RC对暂稳态的影响以及单稳型多谐振荡器的应用。Multisim软件是一种形象化的虚拟仪器电路仿真软件,它能比较快速地模拟、分析、验证所设计电路的性能,在课堂教学中引入EDA技术,使传统教学环节与先进的仿真技术相结合,实现授课的生动性和灵活性,增强学生对基本概念的理解,激发学生的学习兴趣,培养并有效提高学生综合分析、应用及创新能力。 关键字:Multisiml0.O;多谐振荡器;555定时器;施密特触发器;环形振荡器 O 引言 在数字系统电路中经常用到多谐振荡器。多谐振荡器是一种自激振荡器,在接通电源以后,不需要外加触发信号便能自行产生一定频率和一定宽度的矩形波,这一输出波形用于电路中的时钟信号源。由于矩形波中含有丰富的高次谐波分量,所以习惯上又将矩形波振荡器称为多谐振荡器。按照电路的工作原理,多谐振荡器大致分为无稳态多谐振荡器和单稳态多谐振荡器。 1 无稳态多谐振荡器 1.1 采用TTL门电路构成的对称式无稳态多谐振荡器 对称式多谐振荡器的典型电路如图1所示,它是由两个反相器Gl、G2经耦合电容C1、C2连接起来的正反馈振荡电路。电路中G1和G2采用SN74LS04N反相器,RFl=RF2=RF,C1=C2=C,振荡周期T≈1.3RFC,输出波形的占空比约为50%。RF1、RF2的阻值对于LSTTL为470 Ω~3.9kΩ,对于标准TTL为0.5~1.9kΩ之间。 1.2 采用CMOS门电路构成的非对称式无稳态多谐振荡器 如果把对称式多谐振荡器电路进一步简化,去掉C1和R2,在反馈环路中保留电容C2,电路仍然没有稳定状态,只能在两个暂稳态之问往复振荡,电路如图2所示。

路灯控制器课程设计

电子技术课程设计 课程设计任务书 20 16 - 20 17学年第一学期第18周—19周 题目《路灯控制器》 内容及要求 ①设计一个路灯控制自动照明的电路 ②当日照光亮到一定程度时使灯自动熄灭,而日照光暗到一定程度时又能自 动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户进行调节。 ③设计计时电路,用数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。 ④设计计数显示电路,统计路灯的开启次数。 进度安排 1、查资料,确定方案(三 天) 2、方案设计(天) 3、仿真调试 (二 天) 4、硬件实现与调试 (三 天) 5 、 撰写课程设计报告并答辩(天)学生姓名:

目录 前言 (3) 一选题背景 (4) 1.1 设计要求 (4) 1.2 指导思想 (4) 二方案论证 (5) 2.1 方案说明 (5) 2.2 方案原理 (5) 三电路的设计与分析 (6) 3 . 1 电路原理框图. (6) 3.2单元电路的设计与分析. (6) 四. 电路的调试与分析 (13) 4.1调试使用的仪器. (13) 4.2 电路的调试 (13) 五.总结 (15) 5.1 设计体会 (15) 5.2 改进提高 (15) 六. 附录及参考文献 (16) 6.1 附录1 元器件清单. (16) 6.2 附录2 电路的原理图. (16)

6.3 附录3 实物图 (17) 6.4 参考文献 (18) 、八、- 前言 在现代城市中,效率意识日益突出,人们希望不需要人力资源的浪费,希望使效率合理使用最大化。因此,自动路灯控制器是实现无人管理自动开关的重要设计。本课程设计的任务就是设计一个路灯控制器。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下,与实际应用相联系,提出自己的方案,完善设计。

NE555多谐振荡电路课程设计要点

目录要....................................................................................................................................................... 2摘......................................................................................................................................... 41 设计任务和要求...................................................................................................................................... 4.1.1:设计任务.................................................................................................................................... 4:设计要求.1.2 ........................................................................................................................................ 4方案比较与论证.2 .......................................................................................................................... 4 .:稳压电源通常由 2.1.................................................................................................................................... 8 .2.2 :方案论证错误!未定义书签。硬件设计. (3) .................................................................................................. 错误!未定义书签。3.1 :设计思想............................................................................................... 错误!未定义书签。3.2 :称功能模块.系统仿真.. (84) .................................................................................................................... 8:仿真原理图如下:.4.1 错误!未定义书签。................................................................................................................ 5系统的组装............................................................................................... 错误!未定义书签。PCB版板图.:5.1 ......................................................................................................................................................... 96 结论:错误!未定义书签。参考文献:................................................................................................................... .................................................................................................. 错误!未定义书签。附录一:电路原理图.错误!未定义书签。:元件列表...................................................................................................................

压控振荡器原理和应用说明

压控振荡器(VCO 一应用范围 用于各种发射机载波源、扩频通讯载波源或作为混频器本振源。 二基本工作原理 利用变容管结电容Cj 随反向偏置电压VT 变化而变化的特点(VT=OV 时Cj 是最大值,一 般变容管VT 落在2V-8V 压间,Cj 呈线性变化,VT 在8-10V 则一般为非线性变化,如图1 所示,VT 在10-20V 时,非线性十分明显),结合低噪声振荡电路设计制作成为振荡器,当 改变变容管的控制电压,振荡器振荡频率随之改变,这样的振荡器称作压控振荡器(VCO 。 压控振荡器的调谐电压 VT 要针对所要求的产品类别及典型应用环境(例如用户提供调谐要 求,在锁相环使用中泵源提供的输出控制电压范围等 )来选择或设计,不同的压控振荡器, 对调谐电压VT 有不同的要求,一般而言,对调谐线性有较高要求者, VT 选在1-10V ,对宽 频带调谐时,VT 则多选择1-20V 或1-24V 。图1为变容二极管的V — C 特性曲线。 图1变容二极管的V — C 特性曲线 三压控振荡器的基本参数 1工作频率:规定调谐电压范围内的频率范围称作工作频率,通常单位为“ MHZ 或 “GHz 。 2输出功率:在工作频段内输出功率标称值,用 Po 表示。通常单位为“ dBmW 。 3输出功率平稳度:指在输出振荡频率范围内,功率波动最大值,用△ P 表示,通常 单位为“ dBmW 。 4调谐灵敏度:定义为调谐电压每变化1V 时,引起振荡频率的变化量,用 MHz/ △ VT 表示,在线性区,灵敏度最咼,在非线性区灵敏度降低。 5谐波抑制:定义在测试频点,二次谐波抑制 =10Log (P 基波/P 谐波)(dBmw )。 6推频系数:定义为供电电压每变化1V 时,引起的测试频点振荡频率的变化量,用 MHz/V 表 示。 7相位噪声:可以表述为,由于寄生寄相引起的杂散噪声频谱,在偏移主振 f0为fm 的带内,各杂散能量的总和按fin 平均值+15f0点频谱能量之比,单位为dBC/Hz 相位噪 声特点是频谱能量集中在f0附近,因此fm 越小,相噪测量值就越大,目前测量相噪选定 WV) 0 8 10

多谐振荡器

第八章 脉冲波形的产生与整形 在数字电路或系统中,常常需要各种脉冲波形,例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。这些脉冲波形的获取,通常采用两种方法:一种是利用脉冲信号产生器直接产生;另一种则是通过对已有信号进行变换,使之满足系统的要求。 本章以中规模集成电路555定时器为典型电路,主要讨论555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器以及555定时器的典型应用。 8.1 集成555定时器 555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。 目前生产的定时器有双极型和CMOS 两种类型,其型号分别有NE555(或5G555)和C7555等多种。通常,双极型产品型号最后的三位数码都是555,CMOS 产品型号的最后四位数码都是7555,它们的结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。 一般双极型定时器具有较大的驱动能力,而CMOS 定时电路具有低功耗、输入阻抗高等优点。555定时器工作的电源电压很宽,并可承受较大的负载电流。双极型定时器电源电压范围为5~16V ,最大负载电流可达200mA ;CMOS 定时器电源电压变化范围为3~18V ,最大负载电流在4mA 以下。 一. 555定时器的电路结构与工作原理 1.555定时器内部结构: (1)由三个阻值为5k Ω的电阻组成的分压器; (2)两个电压比较器C 1和C 2: v +>v -,v o =1; v +<v -,v o =0。 (3)基本RS 触发器; (4)放电三极管T 及缓冲器G 。 2.工作原理。 当5脚悬空时,比较器C 1和C 2的比较电压分别为cc V 32和cc V 3 1 。 (1)当v I1>cc V 32,v I2>cc V 31 时,比较器 C 1输出低电平,C 2输出高电平,基本RS 触发 器被置0,放电三极管T 导通,输出端v O 为低电平。 (2)当v I1cc V 31 时,比较器 C 1输出高电平,C 2也输出高电平,即基本RS 触发器R =1,S =1,触发器状态不变,电路亦保持原状态不变。

实验三多谐振荡器

实验三多谐振荡器和计数器的设计 一、实验目的 1、学会用Multisim7 的总线功能设计电路; 2、学会Multisim7 虚拟仪器逻辑分析仪的使用; 3、掌握用555 电路设计振荡器的方法; 4、掌握集成同步十进制计数器74LS160 的逻辑功能,用置零法和置数法设计其它 进制计数器。 二、实验原理及参考图 1、555 定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路,利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器,其管脚图如图4-3.1 所示。 2、集成同步十进制计数器74LS160 除了十进制加法功能之外,还有同步预置数、异步置零和保持功能,其管脚图如图4-3.2 所示,其功能表如表4-3.2 所示。74LS160通过置零法和置数法可以构成其它进制计数器。 置零法的原理:当计数器从零开始,计数到某个状态时,令它跳过后面的其它状态,直接置零,重新开始计数。 置数法的原理:通过给计数器重复置入某个数值,使计数器跳过若干个状态。 图 4-3.1 图4-3.2 三、实验内容与步骤 1、多谐振荡器的设计

(1)、用555 电路设计一个输出频率可调范围为100Hz~10KHz 的多谐振荡器;(2)、根据设计值,选择元件并设置好参数、连接好电路; ( 3)、用示波器观察输出波形,并测量输出信号的频率范围,与设计值进行比较,讨论产生误差的原因。 当输入电阻为R2=4997500Ω 时,获取100HZ的振荡器。 实际输出波形的周期为T=10.038ms; 其误差为(100-1/10.038*1000)/100*100%=0.38%;

当输入电阻为R2=47500Ω 时,获取10KHZ的振荡器; 实际输出波形的周期为T=117.424us; 其误差为(10000-1/117.424*1000000)/10000*100%=14.84%; 误差分析:当输入频率较小时,相对误差小;频率大,则具有较大的误差。如上原理图显示,电容C1的取值Q=1/(Ln3-Ln1.5),而实际取值为1.4427nF,无法消除所有的计算误差。所以,在获取较大频率值时,误差得到放大,使实际产生的数据不准确。这就是100HZ和10KHZ误差大小的原因之一。二来实现硬件电路的元器件本身数值不是准确的,存在相对误差,从而引起波形频率不准确。 2、计数器的设计 (1)、用置零法将74LS160 连接成七进制计数器,输出QD、QC、QB、QA 接数码管 及逻辑分析仪;

振荡电路工作原理详细分析

振荡电路工作原理详细分析注:这只是我个人的理解,仅供参考,如不正确,请原谅! 1、电路图和波形图 2、工作原理:晶体管工作于共发射极方式。集电极电压通过变压器反馈回基级,而变压器绕组的接法实现正反馈。其工作过程根据三极管的工作状态分为三个阶段:t1、t2、t3(如上图): 说明:此分析过程是在电路稳定震荡后,以一个完整波形周期为例进行分析,即起始Uce=12v。而对于电路刚接通时,工作原理完全相同,只是做波形图时,起始电压Uce=0v。 1)、电路接通后,进入t1阶段(晶体管为饱和状态)。 在t1的初始阶段,电路接通,流过初级线圈的电流不能突变,使得集电极电压Uce急速减小,由于时间很短,在波形中表现为下降沿很陡。而经过线圈耦合,会使基极电压Ube急速增大。此时,三极

管工作在饱和状态(Ube>=Uce)。基极电流ib失去对集电极电流ic 的控制。之后,随着时间增加,Uce会逐渐增加,Ube通过基极与发射机之间的放电而逐渐减少。基极电压Ube下降使得ib减小。 2)、当ib减小到ic /β时, 晶体管又进入放大状态,即t2阶段。 于是,ib的减小引起ic的减小,造成变压器绕组上感应电动势方向的改变,这一改变的趋势进一步引起ib的减小。如此又开始强烈的循环,直到晶体管迅速改变为截止状态。这一过程也很快,对应于脉冲的下降沿。在此过程中,电流强烈的变化趋势使得感应线圈上出现一个很大的感应电动势,Ube变成一个很大的负值。 3)、当晶体管截止后(t3阶段),ic=0,Uce经初级线圈逐渐上升到12v(变压器线圈中储存有少量能量,逐渐释放)。此时,直流12v电源通过27欧电阻和反馈线圈对基极电压充电,Ube逐渐上升,当Ube上升到0.7v左右时,晶体管重新开始导通(硅管完全导通的电压大约是0.7v)。于是下一个周期开始,重复上述各个阶段。其震荡周期T=t1+t2+t3;

多谐振荡器设计报告

多谐振荡器设计报告 一、实验要求 产生矩形波的频率可以通过电压控制,实现压控振荡。并且在电压调整的过程中波形不会出现振荡、过冲、毛刺等不稳定现象,能够稳定地产生方波。设计报告中应该包括电路截图、仿真截图、仿真分析等实验数据。 二、多谐振荡器相关简介 随着电子产业的发展以及要求,各种稳定的波形产生器成为不可缺少的一部分,而方波是其中比较有代表性的一个波形。方波在各个行业及日常生活中得到了广泛的应用,如电路中的定时器、分频器、脉冲信号发生器等都需要方波产生电路。而多谐振荡器则是一种在接通电源后,就能产生一定频率和一定幅值矩形波的自激振荡器,常作为脉冲信号源。由于多谐振荡器在工作过程中没有稳定状态,故又称为无稳态电路。尽管多谐振荡器有多种电路形式,但它们都具有以下结构特点:电路由开关器件和反馈延时环节组成。开关器件可以是逻辑门、电压比较器、定时器等,其作用是产生脉冲信号的高、低电平。反馈延时环节一般为RC电路,RC电路将输出电压延时后,恰当地反馈到开关器件输入端,以改变其输出状态。 三、实验方案确定 本次实验是通过施密特触发器与晶体管来构成多谐振荡器电路的开关器件,RC电路来构成反馈延时环节,再加入电压控制部分实现振荡频率的控制。

四、实验内容 1、施密特触发器的制作 a、原理图简要分析。电路主要部分为Q2管与Q3管两个导向器相连,再在输入与输出两个端口加上Q1管与Q4管构成的射极跟随器进行隔离,从而得到更好的频率特性,使输出的波形不会出现毛刺、过冲、振荡等不稳定现象,并且在压控电路中不会对其它部分有较大影响。其电路图如下: b、施密特电路调试。为了使电路能够很好地工作,分析原理图可知,电路的上下门限电压由电阻RC1、RC2、RE决定,而射极跟随器的射极电阻RE1与RE2主要影响电路的输入与输出阻抗,同时对电路的频率特性也有一定的影响。因此,在电路仿真调试的过程可以有目的性的进行元器件参数设置。电路调试的截图如下:

555组成的多谐振荡器

1.多谐振荡器的工作原理 多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路,由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波,故称为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态,在自身因素的作用下,电路就在两个暂稳态之间来回转换,故又称它为无稳态电路。 由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示,R1,R2和C是外接定时元件,电路中将高电平触发端(6脚)和低电平触发端(2脚)并接后接到R2和C的连接处,将放电端(7脚)接到R1,R2的连接处。 由于接通电源瞬间,电容C来不及充电,电容器两端电压uc为低电平,小于(1/3)Vcc,故高电平触发端与低电平触发端均为低电平,输出uo为高电平,放电管VT截止。这时,电源经R1,R2对电容C充电,使电压uc按指数规律上升,当uc上升到(2/3)Vcc时,输出uo为低电平,放电管VT导通,把uc从(1/3)Vcc 上升到(2/3)Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态,其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数T充=(R1+R2)C。 由于放电管VT导通,电容C通过电阻R2和放电管放电,电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关,放电时间常数T放=R2C0随着C的放电,uc下降,当uc下降到(1/3)Vcc时,输出uo。为高电平,放电管VT截止,Vcc再次对电容c充电,电路又翻转到第一暂稳态。不难理解,接通电源后,电路就在两个暂稳态之间来回翻转,则输出可得矩形波。电路一旦起振后,uc电压总是在(1/3~2/3)Vcc 之间变化。图1(b)所示为工作波形。 图1 555定时器构成的多谐振荡器电路及工作波形

2.叮咚门铃 如图2所示是一种能发出“叮、咚”声门铃的电路原理图。它的音质优美逼真,装调简单容易、成本较低,图中的IC便是集成555定时器,它构成多谐振荡器。按下按钮SB(装在门上),振荡器振荡,扬声器发出“口丁”的声音。与此同时,电源通过二极管VD1给c1充电。放开按钮时,c1便通过电阻R1放电,维持振荡。但由于SB的断开,电阻R2被串入电路,使振荡频率有所改变,振荡频率变小,扬声器发出“咚”的声音。直到C1上的电压放到不能维持555振荡为止,即4脚变为低电平,3脚输出为零。“咚”声余音的长短可通过改变C1的数值来改变。 3.旋光彩灯控制电路 旋光彩灯控制电路如图3所示,电路中的IC1 555组成多谐振荡器,它可以产生可调的 图2 叮咚门铃的电路原理图 时钟脉冲信号,改变可调电位器RP可改变时钟脉冲信号的频率。IC2是由CD4017组成的计数器,CD40l7是十进制计数器,可作为十分频使用,并具有译码输出功能。CD4017的引脚图如图4所示,其功能表见表1。 图3 旋光彩灯控制电路

555 振荡器 工作原理

555多谐振荡器工作原理FROM维库 集成555定时器多谐振荡器 1.多谐振荡器 的工作原理 多谐振荡器 是能产生矩形波的一种自激振荡器电路,由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波,故称为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态,在自身因素的作用下,电路就在两个暂稳态之间来回转换,故又称它为无稳态电路。 由555定时器 构成的多谐振荡器如图1所示,R1,R2和C是外接定时元件,电路中将高电平触发端(6脚)和低电平触发端(2脚)并接后接到R2和C的连接处,将放电端(7脚)接到R1,R2的连接处。 由于接通电源 瞬间,电容C来不及充电,电容器 两端电压uc为低电平,小于(1/3)Vcc,故高电平触发端与低电平触发端均为低电平,输出uo为高电平,放电管 VT截止。这时,电源经R1,R2对电容C充电,使电压uc按指数规律上升,当uc上升到(2/3)Vcc 时,输出uo为低电平,放电管VT导通,把uc从(1/3)Vcc 上升到(2/3)Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态,其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数T充=(R1+R2)C。 由于放电管VT导通,电容C通过电阻 R2和放电管放电,电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关,放电时间常数T 放=R2C0随着C的放电,uc下降,当uc下降到(1/3)Vcc时,输出uo。为高电平,放电管VT截止,Vcc再次对电容c充电,电路又翻转到第一暂稳态。不难理解,接通电源后,电路就在两个暂稳态之间来回翻转,则输出可得矩形波。电路一旦起振后,uc电压总是在(1/3~2/3)Vcc 之间变化。图1(b)所示为工作波形。

实验二 自激多谐振荡器闪光灯

实验二自激多谐振荡器闪光灯 ---多谐振荡电路的原理 一、实验目的: 1.了解多谐振荡电路的内部结构及各部件的作用, 2.通过实验验证巩固所学理论知识 二、实验仪器: 1. 示波器一台 2. 2. 发光二极管两个 3.电容器两个 4.可变电阻四个 5.三极管两个 三、实验原理:

多谐振荡电路是一种矩形波产生电路。这种电路不需要外加触发信号,便能连续地, 周期性地自行产生矩形脉冲。该脉冲是由基波和多次谐波构成,因此称为多谐振荡器电路。(可以用门作比喻,多谐振荡器输出端时开时闭的状态可以把多谐振荡器比作宾馆的自动旋转门,它不需要人去推动,总是不停的关门开门)(图1为电路结构原理图) 图 1 工作状态图 它是一个典型的分立元件集基耦合多谐振荡器。它有两个晶体管反相器经RC电路交叉耦合接成正反馈电路组成。两个电容器交替冲放电使两管交替导通和截止,使电路自动地从一个状态自动翻转到另个状态,形成自激振荡。此电路可由双稳态触发器电路中的两支电阻耦合支路改为电容耦合支路得到。那么双稳态电路就变成没有稳定状态,即多谐振荡电路为无稳电路。 电路两边是对称的。接通电源后,两管均应导通。为便于分析,假定因某种因素影响,i C1有上升趋势,那么就会发生如下的正反馈循环过程: i C1↑→uR C1↑→u A1↓→u b2↓→i b2↓→i C2↓→uR C2↓→u A2↑┐ ↑---------------------------------------------------------i b1↑←u b1↑←┘ 致使T1迅速饱和,VC1由+EC突变到接近于零,u A1为低电平;T2迅速截止,迫使BG2的基极电位VB2瞬间下降到接近-EC,u A2为高电平。此后,一方面C2将通过R C2、T1的be结构成的回路充电(电压极性左负右正);另一方

晶振的作用与原理

晶振的作用与原理 一,晶振的作用 (1)晶振是石英振荡器的简称,英文名为Crystal,它是时钟电路中最重要的部件,它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率,它就像个标尺,工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定,自然容易出现问题。 (2)晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号.晶振是晶体振荡器的简称。它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。 (3)晶振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。数字电路的工作是根据电路设计,在某个时刻专门完成特定的任务,如果没有一个时序控制的标准时刻,整个数字电路就会成为“聋子”,不知道什么时刻该做什么事情了。 (4)晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。

如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 (5)电路中,为了得到交流信号,可以用RC、LC谐振电路取得,但这些电路的振荡频率并不稳定。在要求得到高稳定频率的电路中,必须使用石英晶体振荡电路。石英晶体具有高品质因数,振荡电路采用了恒温、稳压等方式以后,振荡频率稳定度可以达到10^(-9)至10^(-11)。广泛应用在通讯、时钟、手表、计算机……需要高稳定信号的场合。石英晶振不分正负极, 外壳是地线,其两条不分正负 二,晶振的原理; 石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本结构大致是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

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