无稳态多谐振荡器是一种简单的振荡电路

无稳态多谐振荡器是一种简单的振荡电路
无稳态多谐振荡器是一种简单的振荡电路

无稳态多谐振荡器是一种简单的振荡电路。它不需要外加激励信号就便能连续地、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。多谐振荡器可以由三极管构成,也可以用555或者通用门电路等来构成。用两只三极管组成的多谐振荡器,通常叫做三极管无稳态多谐振荡器。

在本例中我们将用两只三极管制作一个多谐振荡器,并用它驱动两只不同颜色的发光二极管。在制作完成时,我们能看到两只发光二极管交替点亮,并且我们可以通过调整电路的参数来调整发光管点亮的时间。

三极管多谐振荡器的电路原理图:

下面我们将简要分析该电路的工作原理:

上图所示为结型晶体管自激或称无稳态多谐振荡器电路。它基本上是由两级R C藕合放大

器组成,其中每一级的输出藕合到另一级的输入。各级交替地导通和截止,每次只有一级是导通的。

从电路结构上看,自微多谐振荡器与两级R c正弦振荡器是相似的,但实际上却不同。正弦

振荡器不会进入截止状态.而多谐振荡器却会进入截止状态。这是借助于R c耦合网络较长的时

间常数来控制的。尽管在时间上是交替的,可是这两级产生的都是矩形波输出。所以多谐振荡器

的输出可取自任何一级。

电路上电时,Vcc加到电路,由于两只三极管都是正向偏置的故他们处于导通状态,此外,

还为藕合电容器Cl和C2充电到近于Vcc电压。充电的路径是由接地点经过晶体管基极,又通过

电容器而至Vcc电源。还有些充电电流是经过R1和R2的,从而导致正电压加在基极上,使晶体

管导电量更大,因而使两级的集电极电压下降。

两只晶体管不会是完全相同的,因此,即使两级用的是相同型号的晶体管和用相同的元件值,一个晶体管也会比另一个起始导电量稍微大些。

假定Ql的导电量稍大些,由于Ql的电流大,它的集电集电压下降就要比Q2的快些。结果,

被通过电阻器R2放电的电容器C2藕台到Q2基极的电压就要比由C1和Rl藕合到Ql基极的电压

负值更大些。这就使得Q2的导电量减少,而它的集电极电压则相应地增高了。

Q2集电极升高的电压,是作为正电压藕合回Ql基极的。这样,Q1导电更多,从而引起它的集电极电压进一步下降,由于C2还在放电。故驱使Q2的基极电压向负的增大。这个过程继续到最终Q2截止,而Ql在饱和状态下导通为止。此时,电容器C2仍然通过电阻器R对接地点放电。Q2级保持截止直至C2已充分放电使得Q2的基极电压超过截止值为止。然后Q2开始导通,这样就开始了多谐振荡器的第二个半周。

由于Q2开始导通,它的集电极电压就开始下降,导致电容器Cl通过电阻器Rl开始放电,这样,加到Q1基集的是负电压。Q1传导的电流因此而减小,并引起Ql集电极电压升高。这是作为正电压藕合到Q2基极的,于是Q2传导的电流就更大。就象前半周的工作一样,这是起着正反馈作用的,并持续到Ql截止,Q2在饱和状态下导通为止。Q2保留在截止状态,直至C1已充分放电,Ql开始脱离截止状态为止。此时,完整的周期再次开始。

好一级导通时间的长短,取决于另一级截止的时间。也就是取决于C1Rl和C2R2的时间常数RC。时间常数越小转换作用也就越快,因此多谐振荡器的输出频率就越高。就上述的电路来说,两个RC网络的时间常数相同,两个晶体管的导通和截止周期是相等的,故称之为对称的自激多谐振荡器。

当然我们也可以调整C1R1和C2R2不等,使得两只三极管的导通时间不同。

在明白了多谐振荡器的基本原理后,我们就可以利用这个电路控制两个发光二极管交替的闪烁了。

我们可以把Q1和Q2的集电极作为振荡器的输出驱动两个发光管。具体的电路如下:

R1、R2分别为发光二极管D1和D2的限流电阻,这里为420欧姆,取值越小LED 将越亮。R3和R3取值11K。

每个灯点亮的时间可以通过对R4*C1,R5*C2用公式 T=0.693*R*C计算导通时间得到。读者可以取不同的值得到不同闪烁的频率,两边的点亮时间可以不同。

本电路较为简单,确认连接无误后,加电一般都能起振工作。制作时需要注意的是电容C1和C2的极性不能颠倒,如果颠倒会对电容造成损害,甚至炸裂。

多谐振荡器电路无稳态

无稳态多谐振荡器电路 无稳态多谐振荡器电路 555无稳态多谐振荡器电路 图1无稳态电路 无单稳态多谐振荡器电路如图1所示,当加上电源后,电容器C1经外接电阻Ra与Rb由Vcc充电,电容器C1两端电压一直上升到2/3Vcc(第六脚之临界电压),于是触发NE555的第三脚的输出为低态。此外,放电电晶体被驱动而导通,使得第七脚的输出将电容C1经电阻Rb放电,电容器的电压就开始下降,直到它降到触发位准1/3Vcc,正反器再次被触发,使第三脚输出回到高态,且放电晶体管截流,于是电容器C1再次经由电阻Ra及Rb充电,重复这些动作就会产生振荡。 充电路径:由Vcc出发,经由Ra及Rb至电容器C1。 放电路径:由电容器C1出发,经由Rb至NE555之第七脚。 周期T=[0.7(Ra+Rb)*C1]+[0.7*Rb*C1] 三极管无稳态多谐振荡器电路 此电路之输出并不会固定在某一稳定状态,其输出会在两个稳态(饱和或截止)之间交替变换,因此输出波形似近一方波。 如图2即为无稳态多谐震荡器电路,图中两个三极管Q1、Q2在“Q1饱和/Q2截止”和“Q1截止/Q2饱和”,二种状态周期性的互换,其工作原理如下:

图3 当VCC通电瞬间 图4 C2放电,C1充电回路 (1)如图3当V CC接上瞬间,Q1、Q2分别由RB1、R B2获得正向偏压,同时C1、C2亦分别经R C1、R C2充电。 (2)由于Q1、Q2的特性无法百分之百相同,假设某一三极管Q1之电流增益比另一个三极管Q2高,则Q1会比Q2先进入饱和(ON)状态,而当Q1饱和时,C2由Q1 CE极经VCC、RB2放电,在Q2 BE极形成一逆向偏压,促使Q2截止。同时C1经Rc2及Q1的BE 极于短时间内完成充电至VCC,如图4所示。

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。

555无稳态电路工作原理及分类

无稳类电路 无稳电路就是多谐振荡电路,是555电路中应用最广的一类。电路的变化形式也最多。为简单起见,也把它分为三种。 第一种(见图1)是直接反馈型,振荡电阻是连在输出端VO的。 第二种(见图2)是间接反馈型,振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单元电路(3.2.1)是应用最广的。第2个单元电路(3.2.2)是方波振荡电路。第3、4个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路,功能相同而电路结构略有不同,因此分别以3.2.3a和3.2.3b的代号。

第三种(见图3)是压控振荡器。由于电路变化形式很复杂,为简单起见,只分成最简单的形式(3.3.1)和带辅助器件的(3.3.2)两个单元。图中举了两个应用实例。 无稳电路的输入端一般都有两个振荡电阻和一个振荡电容。只有一个振荡电阻的可以认为是特例。例如:3.1.2单元可以认为是省略RA的结果。有时会遇上7.6.2三端并联,只有一个电阻RA的无稳电路,这时可把它看成是3.2.1单元电路省掉RB后的变形。 以上归纳了555的3类8种18个单元电路,虽然它们不可能包罗所有555应用电路,古话讲:万变不离其中,相信它对我们理解大多数555电路还是很有帮助的。 应用实例: 单电源变双电源电路 附图电路中,时基电路555接成无稳态电路,3脚输出频率为20KHz、占空比为1:1的方波。3脚为高电平时,C4被充电;低电平时,C3被充电。由于VD1、VD2的存在,C3、C4在电路中只充电不放电,充电最大值为EC,将B端接地,在A、C两端就得到+/-EC的双电源。本电路输出电流超过50mA。

简易催眠器 时基电路555构成一个极低频振荡器,输出一个个短的脉冲,使扬声器发出类似雨滴的声音(见附图)。扬声器采用2英寸、8欧姆小型动圈式。雨滴声的速度可以通过100K电位器来调节到合适的程度。如果在电源端增加一简单的定时开关,则可以在使用者进入梦乡后及时切断电源。

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。

双稳态电路图简介

NE555为8脚时基集成电路, 各脚主要功能(集成块图在下面) 1地GND 2触发 3输出 4复位5控制电压 6门限(阈值)7放电 8电源电压Vcc 应用十分广泛,可装如下几种电路: 1。单稳类电路 作用:定延时,消抖动,分(倍)频,脉冲输出,速率检测等。 2。双稳类电路 作用:比较器,锁存器,反相器,方波输出及整形等。 3。无稳类电路 作用:方波输出,电源变换,音响报警,玩具,电控测量,定时等。 我们知道,555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。在实际应用中,除了单一品种的电路外,还可组合出很多不同电路,如:多个单稳、多个双稳、单稳和无稳,双稳和无稳的组合等。这样一来,电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路,更好的理解555电路,这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳,把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型,指出他们的结构特点或识别方法外,还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别介绍这3类电路。

单稳类电路 单稳工作方式,它可分为3种。见图示。 第1种(图1)是人工启动单稳,又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元,并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。他们的输入端的形式,也就是电路的结构特点是:“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。 第2种(图2)是脉冲启动型单稳,也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”,都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件,具有最简单的形式;1.2.2电路则带有一个RC微分电路。

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。

定时器构成的多谐振荡器

定时器构成的多谐振荡 器 Document number:WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器,也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外,还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态。在工作时,电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换,由此产生矩形波脉冲信号,常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。 一、用555定时器构成的多谐振荡器 1.电路组成: 用555定时器构成的多谐振荡器电路如图6-11(a)所示:图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件,决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。定时器的触发输入端(2脚)和阀值输入端(6脚)与电容相连;集电极开路输出端(7脚)接R1、R2相连处,用以控制电容C的充、放电;外界控制输入端(5脚)通过电容接地。 2.工作原理: 多谐振荡器的工作波形如图6-11(b)所示: 电路接通电源的瞬间,由于电容C来不及充电,Vc=0v,所以555定时器状态为1,输出Vo为高电平。同时,集电极输出端(7脚)对地断开,电源Vcc对电容C充电,电路进入暂稳态I,此后,电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。暂稳态Ⅰ的维持时间,即输出Vo的正向脉冲宽度T1≈(R1+R2)C;暂稳态Ⅱ的维持时间,即输出Vo的负向脉冲宽度T2≈。 因此,振荡周期T=T1+T2=(R1+2R2)C,振荡频率f=1/T。正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比D,由上述条件可得D=(R1+R2)/(R1+2R2),若使R2>>R1,则D≈1/2,即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波(方波)。 二、多谐振荡器应用举例: 1.模拟声响发生器: 将两个多谐振荡器连接起来,前一个振荡器的输出接到后一个振荡器的复位端,后一个振荡器的输出接到扬声器上。这样,只有当前一个振荡器输出高电平时,才驱动后一个振荡器振荡,扬声器发声;而前一个振荡器输出低电平时,导致后面振荡器复位并停止震荡,此时扬声器无音频输出。因此从扬声器中听到间歇式的"呜......呜"声响。 2.电压——频率转换器:

555时基电路内部结构及工作原理实例详解

2.3.1 555时基电路的介绍和内部结构 555集成电路定时器是一种将模拟功能和逻辑功能集成在同一硅片上的单片时基电路。它的型号很多,如FX555,5G555,J55,UA555,NE555,它们的逻辑功能与外部引线排列完全相同,555定时器的电源电压范围宽,双极型555定时器为5~16V,CMOS555 定时器为3~18V,它可提高与TTL,CMOS的数字电路兼容的接口电平。由于555定时 器价格低廉,使用灵活方便,只需外接少量元件就可构成多种模拟和数字电路,因而极广泛地应用在波形产生与变换,测量与控制,家用电器及电子玩具领域,它的外部引脚 555定时器能在较宽电压范围工作,输出交电平不低于90%电源电压,带拉电流负载和电流负载能力可达到200MA。 图2-3 555定时器外部引脚 555时基电路由运算放大电路器A1,A2组成电压比较器,由F1F2组成的

基本R—S触发器以及由F3和NPN型集成电极开路输出的放电三极管TD等组成的输出级和放电开关。其中电压比较器的分压偏置电阻采用三个阻值相同的5K电阻,所以电路因此特征而被命名为“555时基电路”。555时基电路的内部结构图如图2-4。 图2-4 555时基电路图 2.3.2 555时基电路的工作原理及功能电压比较 1)分压器3个5K 电阻组成,为两个A1和A2提供基准电平,如控制端C O,则经分压后,A的基准电平为2/3Ucc,B的基准电平为1/3Ucc,如改变管脚的接法就改变了两个电压比较器的基准电平 2)比较器 比较器A1,B2是两个结构和性能完全相同的高精度电压比较器,其输出直接控制着基本R-S触发器的状态。TH是比较器A1的输入端,TR是比较器A2的输入端。 当TH输入信号使U6》2/3Ucc,则A1输出交电平,否则A输出为低电平,当R输入信号使号使V2》1/3Ucc,A2输出为低电平,否则输出高电平3)基本R—S触发器 基本R——S触发器要求低电平触发,图中F1的输入端接UC1,为置O 输入端(R),F2的输入端接Uc2为置输入端(S)。Uc1=0,Uc2=1,时Q=0。当Uc1=1,Uc2=时,Q=1 4)放电器和输出缓冲器 集电极开路输出的放三极管TD组成放电器当输出U0为‘0“时,Q为1使UTD导通,管脚T和地间构成通路,而输出U0为”1“时,Q为0 使UTD 截止,通路被切断。输出缓冲器由反相器构成,一方面增强了带负载能力,另一方面隔离负载对555定时器的影响。 总上所述可得555时基器电路功能表如下表2-1所示 2-1 表555时基电路功能表

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。

LSTTL 型双单稳多谐振荡器

特点: 逻辑图 (1/2) 功能表 说明: 该电路是直接耦合触发的单稳多谐振荡器,可用三种方法来控制输出脉冲的宽度。基本脉冲宽度可通过选择适当的外部电阻和电容值来控制。该电路一旦被触发,基本脉冲宽度可以通过可重触发的低电平有效(A 输入端)或高电平有效(B 输入端)的输入而得到扩展,也可采用提前清除来缩小脉冲宽度。LS123提供了足够的斯密特滞后电压可确保以慢至0.1mV/ns 的跃变速率从B 输入端无颤动地进行触发。 在使用中,外部计时电容可以接到C ext 和R ext /C ext (正向)端之间。为了改善脉冲宽度的准确性和重复性,可在R ext /C ext 端和Vcc 端之间接一外部电阻。要获得可变脉冲宽度,可在R ext /C ext 端和Vcc 端之间接一外部电容。 ·可由逻辑门有效高电平或有效低 电平输入直接耦合触发; ·很宽的输出脉冲可重触发,直 至100%的占空比; ·无条件清除可中止输出脉冲; · 可补偿电流电压和温度的变化。 典型参数: 输出脉冲宽度=45ns ~∞ Pd=60mW 外引线排列图 注) Rext/Cext :外接电阻/电容端 Cext :外接电容端 L H H=高电平 L=低电平 ×=不定 ↓=从高电平转换到低电平 ↑=从低电平转换到高电平 =高电平脉冲 =低电平脉冲

推荐工作条件 74Ⅱ 54 参数值 参数值 符号 参数名称 最小 典型最大最小典型 最大 单位 Vcc 电源电压 4.75 5 5.25 4.5 5 5.5 V V IH 输入高电平电压 2.0 2.0 V V IL 输入低电平电压 0.8 0.7 V I OH 输出高电平电流 -400 -400 μA I OL 输出低电平电流 8 4 mA t W 脉冲宽度 40 40 ns R 外 外接计时电阻(R ext ) 5 260 5 180 K Ω C 外 外接电容(C ext ) 不限制 不限制 C W R 外/C 外终端的接线电容 50 50 pF T A 工作环境温度 -40 85 -55 125 ℃ 电 性 能:(除特别说明外,均为全温度范围) 74Ⅱ 54 参数值 参数值 符号 参数名称 测试条件 最小典型最大最小典型 最大 单位V IK 输入钳位电压 Vcc =最小 I I =-18mA -1.5 -1.5 V V OH 输出高电平电压 Vcc=最小 V IL =最大 V IH =2V I OH =最大 2.7 2.5 3.4 V V OL 输出低电平电压 Vcc=最小 V IL =最大 V IH =2V I OL =最大 0.5 0.25 0.4 V I I 输入电流 (最大输入电压时) Vcc=最大 V I =7V 0.1 0.1 mA I IH 输入高电平电流 Vcc=最大 V I =2.7V 20 20 μA I IL 输入低电平电流 Vcc=最大 V I =0.4V -0.4 -0.4 mA I OS 输出短路电流 Vcc=最大 V O =0V -20 -100-20 -100 mA I CC 电源电流 Vcc =最大 20 12 20 mA 注:所有典型值均在Vcc=5.0V , T A =25℃下测量得出。 交流(开关)参数:Vcc=5.0V , T A =25℃

无稳态电路详细讲解

无稳态电路详细讲解 在讲无稳态电路之前,读者朋友要明确几个电子元件的特性: 电阻:1、限流、分压。2、在RC串联电路中改变阻值就能改变时间常数。 本无稳态电路中用到的电阻有限流、分压和与电容构成充放电电路两个作用。 电容:1、电容两极的电压不能突变(这个要好好理解一下,不是不变,)。2、RC构成的充(放)电电路,电容两端的电压会随时间增加而上升(下降)(变化的速度与RC串联电路的电阻电容值都有关)。 三极管:对于NPN型三极管,当三极管的be极的电压高于某一数值(一般为0.7V) 时,三极管就会导通,这时ce间貌似有一个开关闭合,使电流从c极流入从e 极流出。 Q NPN 下面是一个典型的无稳态电路: 无稳态振荡器(astable multivibrator)亦称自激多谐振荡器。电路中,施加电源VCC后,晶体管Q1和Q2在电容的作用下,反复导通、截至,产生持续震荡。震荡周期T[s]为:T=0.69(R3C2+R2C1)。 工作原理:当给电路加上电压VCC的瞬间,B1、B2点在电阻的上拉作用下都有一个高电位,而这个高电位都能使两个三极管满足导通的条件,但是由于各个元件的参数不可能完全一样,所以一定有一个三极管先导通,这里假设Q1先导通,然后再分析Q1导通的瞬间、C1点由原来的高电位被拉低(几乎与E1点电位相同),再根据电容两端的电压不能够

突变,这时B1点的电位也由原来的高电位被拉低,B1点又是三极管Q2的基极,Q2的基极电位由原来的高电位也变成低电位,这时是Q2的be间电压降低(几乎为零),所以这时三极管Q2被迫截止(不导通)。再此之后D1就会发光,同时电容C1两端电压虽不会突变,但是不是不变,在这段时间内会通过电阻R2给C1充电,充电过程中C1的一端B1电位就会逐渐升高,会有一个时刻B1的电位高到能使Q2导通,(这个时间实际上就是周期T=0.69(R3C2+R2C1)的一半)。这时点C2的电位由原来的高电位被拉低(几乎与E2点电位相同),同理根据电容两端电压不能突变,这时B2点的电位也由原来的高电位被拉低,B2点又是三极管Q1的基极,Q1的基极电位由原来的高电位也变成低电位,这时是Q1的be间电压降低(几乎为零),所以这时三极管Q1被迫截止(不导通)。再此之后D1就会发光。 再循环下去,Q1导通、Q2截止................这里不再复述。这样就会出现两个LED交替闪烁的现象。 如果先假设刚通电时,Q2先导通,方法类似,读者可以自己分析。图中的R1和R4是LED的限流电阻,可以根据所选的LED灵活选取。 以上可以简单的总结一句话:Q1导通时能够使Q2被迫截止;Q2导通时也能使Q1被迫截止。 按照上面电路参数设计的电路,闪烁周期计算如下: T=0.69*(47000*0.00001+47000*0.00001)=0.65S 拓展:以上电路的电阻电容参数都是完全对称的,如果要获得两个LED点亮时间不一样的现象,只需改变相应的电阻电容参数,使两边的R*C的值不相等就行了。

多谐振荡器的研究与仿真

多谐振荡器的研究与仿真 时间:2009-05-05 13:33:30 来源:电子技术作者:何香玲青岛理工大学 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

自激多谐振荡器工作原理及实险

自激多谐振荡器工作原理及实险 一、原理 与非门作为一个开关倒相器件,可用以构成各种脉冲波形的产生电路。电路的基本工作原理是利用电容器的充放电,当输入电压达到与非门的阈值电压VT时,门的输出状态即发生变化。因此,电路输出的脉冲波形参数直接取决于电路中阻容元件的数值。 1、非对称型多谐振荡器 如图12-1所示,非门3用于输出波形整形。 非对称型多谐振荡器的输出波形是不对称的,当用TTL与非门组成时,输出脉冲宽度 tw1═RC tw2═1.2RC T═2.2RC 调节 R和C值,可改变输出信号的振荡频率,通常用改变C实现输出频率的粗调,改变电位器R实现输出频率的细调。 2、对称型多谐振荡器 如图12-2所示,由于电路完全对称,电容器的充放电时间常数相同, 故输出为对称的方波。改变R和C的值,可以改变输出振荡频率。非门3用于输出波形整形。 一般取R≤1KΩ?,当R=1KΩ,C=100pf~100μf时,f=nHz~nMHz,脉冲宽度tw1=tw2=0.7RC,T=1.4RC 3、带RC电路的环形振荡器 电路如图12-3所示,非门4用于输出波形整形,R为限流电阻,一般取100Ω,电位器Rw 要求≤1KΩ,电路利用电容C的充放电过程,控制D点电压VD,从而控制与非门的自动启闭,形成多谐振荡,电容C的充电时间tw1、放电时间tw2和总的振荡周期T分别为tw1≈0.94RC, tw2≈1.26RC, T ≈2.2RC 调节R和C的大小可改变电路输出的振荡频率。 以上这些电路的状态转换都发生在与非门输入电平达到门的阈值电平VT的时刻。在VT 附近电容器的充放电速度已经缓慢,而且VT本身也不够稳定,易受温度、电源电压变化等因素以及干扰的影响。因此,电路输出频率的稳定性较差。 4、石英晶体稳频的多谐振荡器 当要求多谐振荡器的工作频率稳定性很高时,上述几种多谐振荡器的精度已不能满足要求。为此常用石英晶体作为信号频率的基准。用石英晶体与门电路构成的多谐振荡器常用

双稳态电路图

双稳态电路图

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NE555为8脚时基集成电路, 各脚主要功能(集成块图在下面) 1地 GND 2触发 3输出 4复位5控制电压 6门限(阈值)7放电 8电源电压Vcc 应用十分广泛,可装如下几种电路: 1。单稳类电路 作用:定延时,消抖动,分(倍)频,脉冲输出,速率检测等。 2。双稳类电路 作用:比较器,锁存器,反相器,方波输出及整形等。 3。无稳类电路 作用:方波输出,电源变换,音响报警,玩具,电控测量,定时等。 我们知道,555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。在实际应用中,除了单一品种的电路外,还可组合出很多不同电路,如:多个单稳、多个双稳、单稳和无稳,双稳和无稳的组合等。这样一来,电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路,更好的理解555电路,这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳,把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型,指出他们的结构特点或识别方法外,还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别介绍这3类电路。 单稳类电路 单稳工作方式,它可分为3种。见图示。 第1种(图1)是人工启动单稳,又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元,并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。他们的输入端的形式,也就是电路的结构特点是:“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。

第2种(图2)是脉冲启动型单稳,也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”,都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件,具有最简单的形式;1.2.2电路则带有一个RC微分电路。 第3种(图3)是压控振荡器。单稳型压控振荡器电路有很多,都比较复杂。为简单起见,我们只把它分为2个不同单元。不带任何辅助器件的电路为1.3.1;使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。图中列出了2个常用电路。 双稳类电路 这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。555双稳电路可分成2种。 第一种(见图1)是触发电路,有双端输入(2.1.1)和单端输入(2.1.2)2个单元。单端比较器(2.1.2)可以是6端固定,2段输入;也可是2端固定,6端输入。

三极管无稳态多谐振荡器电路

课题一、三极管无稳态多谐振荡器电路 一、设计课题 《三极管无稳态多谐振荡器电路》 二、设计要求 1、不上电,灯不亮。 2、上电后,两颜色灯亮交替闪亮(一直亮)。 3、设计时请注意提高抗干扰性,以免误动作。亮灯时间可通过RC调节。 4、为了方便检查,用黄色LED和红色LED代替电灯 三、原理分析 三极管无稳态多谐振荡器电路工作原理如下: 此电路之输出并不会固定在某一稳定状态,其输出会在两个稳态(饱和或截止)之间交替变换,因此输出波形似近一方波。 如图2即为无稳态多谐震荡器电路,图中两个三极管Q1、Q2在“Q1饱和/Q2截止”和“Q1截止/Q2饱和”,二种状态周期性的互换,其工作原理如下:

图3 当VCC通电瞬间 图4 C2放电,C1充电回路 (1)如图3当VCC接上瞬间,Q1、Q2分别由RB1、RB2获得正向偏压,同时C1、C2亦分别经RC1、RC2充电。 (2)由于Q1、Q2的特性无法百分之百相同,假设某一三极管Q1之电流增益比另一个三极管Q2高,则Q1会比Q2先进入饱和(ON)状态,而当Q1饱和时,C2由Q1 CE极经VCC、RB2放电,在Q2 BE极形成一逆向偏压,促使Q2截止。同时C1经Rc2及Q1的BE极于短时间内完成充电至VCC,如图4所示。 图5 C1放电,C2充电回路 (3) Q1 ON、Q2 OFF的情形并不侍定的,当C2放电完后(T2=0.7 RB2 C2秒),C2由VCC经RB2、Q1C-E极反向充电,当充到0.7V时,此时Q2获得偏压而进入饱和(ON),C1由Q2 CE 极,Vcc、RB1放电,同样地,造成Q1 BE极逆偏压。Q1截止(OFF),C2经RC1及Q2B-E 极于短时间充至VCC,如图5所示。

三极管无稳态多谐振荡器电路_

三极管无稳态多谐振荡器电路 此电路之输出并不会固定在某一稳定状态,其输出会在两个稳态(饱和或截止)之间交替变换,因此输出波形似近一方波。 如图2即为无稳态多谐震荡器电路,图中两个三极管Q1、Q2在“Q1饱和/Q2截止”和“Q1截止/Q2饱和”,二种状态周期性的互换,其工作原理如下: 图2 (1)如图3当VCC接上瞬间,Q1、Q2分别由RB1、RB2获得正向偏压,同时C1、C2亦分 别经RC1、RC2充电。 图3 当VCC通电瞬间

(2)由于Q1、Q2的特性无法百分之百相同,假设某一三极管Q1之电流增益比另一个三极 管Q2高,则Q1会比Q2先进入饱和(ON)状态,而当Q1饱和时,C2由Q1 CE极经VCC、RB2放电,在Q2 BE极形成一逆向偏压,促使Q2截止Q1导通,由于c、e极之间此时是通的,所以c极处电位接近于负极(我们的图中是接地,就是接近于0V),由于电容C2的耦合作用,Q2基极电压接近于负极→不会产生基极电流,即Ib=0A→则Q1 e、c 之间断开(开关作用)同时C1经Rc2及Q1的BE极于短时间内完成充电至VCC,如图4所示。 图4 C2放电,C1充电回路 (3)Q1 ON、Q2 OFF的情形并不是稳定的,当C2放电完后(T2=0.7 RB2 C。C2由VCC经 RB2、Q1C-E极反向充电,当充到0.7V时,此时Q2获得偏压而进入饱和(ON),C1由Q2 CE极,Vcc、RB1放电,同样地,造成Q1 BE极逆偏压。Q1截止(OFF),C2经RC1及Q2B-E极于短时间充至 图5 C1放电,C2充电回路

(4)同理,C1放完电后(T=0.7 RB2 C1秒),Q1经RB1获得偏压而导通,Q2 OFF 如此反覆循环下去。如图6所示波形。 周期 T=T1+T2=0.7 RB1 C1+0.7 RB2 C2 若 RB1= RB2=RB 、 C2=C1=C 则 T=1.4RBC f= 图6 如果将RC1、RC2换成两个发光二极管,发光二极管一亮一暗,不断交替。也就是说,两个三极管中,一个饱和,另一个截止,而且不断交换。这种电路没有一个稳定的状态,叫做无稳态电路,无稳态电路的用途也很广,如汽车的转弯灯等。

NE555多谐振荡电路课程设计

目录 摘要 (2) 1 设计任务和要求 (4) 1.1:设计任务 (4) 1.2 :设计要求 (4) 2 方案比较与论证 (4) 2.1:稳压电源通常由 (4) 2.2 :方案论证 (8) 3 硬件设计................................................................................................................... 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............................................................................................... 错误!未定义书签。 4 系统仿真 (8) 4.1 :仿真原理图如下: (8) 5系统的组装................................................................................................................ 错误!未定义书签。 5.1 :PCB版板图................................................................................................ 错误!未定义书签。 6 结论: (9) 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................................................................................................................... 错误!未定义书签。

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:

实验五(单稳态触发器和多谐振荡器)

年级_______班级_____学号________________姓名________________成绩_______ 实验五单稳态触发器和多谐振荡器 一、实验目的 1.研究555单稳态触发器的功能。 2.研究由555构成的多谐振荡器的功能。 二、实验器材 5V直流电源 1个 逻辑开关 1个 逻辑探头 1个 555定时器 1个 信号发生器 l台 双踪示波器 l台 电容器 1üF、100üF、0.02üF 各1个 0.01üF 2个 电阻 200kΩ、100KΩ、72kΩ、 48kΩ、10 KΩ、5 KΩ、1 KΩ各1个 三、实验准备 单稳态触发器具有三个特点:第一,有一个稳态和一个暂稳态;第二,在外来触发脉冲的作用下,能够从稳态翻转为暂稳态:第三,暂稳态维持一段时间以后将自动返回稳态而暂稳态的维持时间与触发脉冲无关,仅决定于电路本身的参数。 图5-1 555单稳态触发器 图5-1电路可用来验证555单稳态触发器的逻辑功能。图中TRI为下沿触发脉冲输入端,由时钟脉冲逻辑开关CLOCK提供下沿触发脉冲。逻辑探头Output可显示单稳电路的输出状态,稳态时Out=0,暂稳态时Out=1。暂稳态的维持时间t w由RC电路的时间常数来决定,其计算公式为

t w≈1.1RC 图5-2 555单稳电路的时间波形 图5-2为测试555单稳态触发器时间波形的电路。信号发生器将一系列短周期方波脉冲加到单稳电路的下沿触发输入端TRI,示波器将显示触发输入端TRI和输出端Out 的波形。 图5-3是一个用555定时器连成的多谐振荡器电路。电路的振荡频率用输出矩形波的占空比由外接元件R A、R B和C1决定。C2为控制输入端CON的旁路电容,对振荡频率没有什么影响,在有些情况下可以去掉。振荡频率f由输出脉冲的周期求出,即 占空比q为用百分数表示的多谐振荡器输出高电平的时间t2与周期T之比,即 对于图5-3所示的多谐振荡电路,在一周内输出低电平的时间t1、输出高电平的时间t2、振荡周期T、振荡频率吸占空比q的近似值可由下列公式求出

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