LSTTL 型双单稳多谐振荡器
多谐振荡器
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构成
运放构成 图1 在脉冲技术中,经常需要一个脉冲源,以满足数码的运算、信息的传递和系统的测试等用途的需要。多谐振荡 器就是脉冲源中比较常见的一种。它的输出波形近似于方波,所以也称之为方波发生器。由于方波是由许许多多不 同频率的正弦波所组成,因此取得了“多谐”的称呼。 一般来讲,象三角波、斜波、锯齿波和方波等非线性波型发生器,是由下述三部分构成:积分器(又称之为定时 电路),比较器和逻辑电路。如图1的方框图所示。这三部分的作用可以仅由一个或两个集成运算放大器来完成。 这个电路的特点是: 1、适于在音频范围内,对于在某个固定 频率下应用, 2、改变R:可以调整频率, 3、频率的稳定性主要取决于电容C和齐纳二极管的稳定性,所以即使是采用便宜的元器件也能得到频率漂移 相
类型
非稳态多谐振荡器 图3非稳态多谐振荡器电路图3说明了典型非稳态多谐振荡器电路的组态。 基本操作模式此电路运作在以下两种状态： 状态一 Q1导通，Q1的集电极电压为接近0V，C1由流经R2及Q1_CE的电流放电，由于电容C1提供反电压，使得Q2截止， C2经由R4及Q1_BE充电，输出电压为高（但因C2经由R4充电的缘故，较电源电压稍低）。 此状态一直持续到C1放电完成。由于R2提供基极偏置使得Q2导通：此电路进入状态二 状态二 Q2导通，Q2的集电极电压（即是输出电压）由高电位变为接近0V，由于电容C2提供反电压，使Q1瞬间截止， Q1截止，使得Q1集电极电压上升到高电位，C1经由R1及Q2_BE充电，C2流经R3以及Q2_CE的电流放电，由于电容 C2提供反电压，使得Q1截止。 此状态一直持续到直到C2放电完毕，由于R3对Q1基极提供偏置电压，Q1导通：此电路进入状态一。
多谐振荡器
图形பைடு நூலகம்号
X 电感性
fo 0
电容性
f 电容性
阻抗频率特性
当振荡信号的
频率和石英晶体的 固有频率fo相同时， 石英晶体呈现很低 的阻抗，信号很容 易通过它，而其他 频率信号经过石英 晶体时被衰减。
因此，石英晶体具有很好的选频特性。
将石英晶体串接在多谐振荡器中就可以组成石英 晶体振荡器，这时石英晶体多谐振荡器的振荡频率 取决于石英晶体的固有谐振频率fO，而与外接电阻、 电容无关。
变为低电平UOL，同时uO跳变为高电平UOH，所以的电
路输出翻转进入第二暂稳态。
由于电容C两端电压不能突变，所以uI也将跟随uO上跳。 而后，电容C通过逻辑门G1、G2的导通电路放电，则uI 逐渐下降，当uI下降到UTH时，迅速使uO1跳变为高电 平UOH，uO跳变为低电平UOL。 电路回到第一暂稳态，电源又经逻辑门G1、G2的导通 电路对电容C充电，又重复上述过程。
因此，电路便不停地在两个暂稳态之间反复振荡。
多谐振荡器波形图
为了改善电路性能， 一般取RP＝10R，作为 一个补偿电阻，可减小 电源电压变化对振荡频 率的影响。
一个周期中，输出uO低电平 持续时间为电容C充电时间T1：
输出uO高电平持续时间为 电 容C放电时间T2： 则输出波形振荡周期：
2．石英晶体振荡器
R G1 1
C1
G2 1
C2
由CMOS反相器组成的 并联多谐振荡器 。
uO
R为反馈电阻，用以使门 G1工作在静态电压传输特性
的转折区。反馈系数取决于
电容C1、C2的比值，其中C1 还可对振荡频率进行微调。
G1输出端加反相器G2，用以 改善输出波形的前沿和后沿。
电路中的多谐振荡器
电路中的多谐振荡器在电子学领域中，振荡器（Oscillator）是一种能够产生连续振荡信号的电路装置。
它是许多电子设备的核心组成部分，例如无线电收发器、时钟电路和音频发生器等。
在振荡器中，多谐振荡器（Multivibrator）是一种特殊类型的振荡器，它能够产生多个频率不同的输出信号。
多谐振荡器由至少两个元件组成，其中最常见的是双稳态（Bistable）振荡器。
双稳态振荡器由两个互补输出的非线性元件组成，例如晶体管、集成电路或其他电子组件。
这两个互补输出在一个固定的时间间隔内交替地切换，从而产生不同频率的振荡信号。
多谐振荡器有许多不同的类型和应用。
其中最常见的类型是双稳态振荡器的两种形式：正弦振荡器（Sine Wave Oscillator）和方波振荡器（Square Wave Oscillator）。
正弦振荡器是一种产生正弦波输出的多谐振荡器。
它常用于无线电收发器中的本地振荡器，以及音频发生器中产生音频信号。
常见的正弦振荡器包括皮尔逊振荡器（Pearson Oscillator）和科尔普接口（Colpitts Oscillator）。
方波振荡器是一种产生方波输出的多谐振荡器。
方波是一种矩形波形信号，其周期相对较短，而高电平和低电平的持续时间相等。
方波振荡器广泛应用于数字电路、时钟电路和计算机系统中。
最常见的方波振荡器包括皮尔逊振荡器和斯宾格勒（Schmitt）触发器。
无论是正弦振荡器还是方波振荡器，其核心原理都是通过正反馈（Positive Feedback）来实现自激振荡。
正反馈使得一部分输出信号经过放大后再次输入到电路中，从而维持振荡信号的频率和振幅。
同时，振荡器中的谐振电路（Resonant Circuit）也对振荡信号的频率起到重要作用。
谐振电路通常由电感和电容器组成，通过调节电感和电容器的数值可以改变振荡器的频率。
一些多谐振荡器还采用了复杂的电路拓扑结构，如双滤波器振荡器（Twin-T Oscillator）和莫斯特（Moog）滤波器等。
单稳态多谐振荡器概述
单稳态多谐振荡器概述单稳态多谐振荡器（monostable multivibrator）是一种电子电路，可以产生一定持续时间的脉冲信号。
它由至少一个稳定状态和一个非稳定状态组成，当外部触发信号到达时，电路将从稳定状态切换到非稳定状态，保持一段时间后又返回到稳定状态。
单稳态多谐振荡器广泛应用于数字电路中，用于产生特定的脉冲信号，如计时、测量和通信系统等。
单稳态多谐振荡器的基本构造包括一个触发器和一个RC电路。
触发器常常是由两个互补性的双稳态门电路组成，如非门、与门、或门等。
当输入信号到达并触发触发器时，触发器的输出将翻转状态，从而改变电路的输出。
同时，RC电路会影响输出信号的持续时间，使得电路在一段时间后自动返回到稳定状态。
在单稳态多谐振荡器中，稳定状态被称为平稳状态，非稳定状态被称为脉冲状态。
平稳状态下，输出信号维持为常态。
当触发信号到达时，触发器将切换到脉冲状态，输出信号短暂地发生变化。
这个脉冲的持续时间由RC电路的时间常数决定，可以通过调节电阻或电容的值来改变。
当脉冲结束后，电路将返回到平稳状态，等待下一个触发信号的到来。
1.在平稳状态下，输入触发信号为低电平。
触发器的输出为常态。
2.当触发信号变为高电平时，触发器的输出将翻转为一个相反的状态，并保持在脉冲状态。
3.同时，RC电路开始充电。
电容器逐渐积累电荷，直到电压超过触发器的阈值电压，触发器将返回到平稳状态。
4.当触发器返回到平稳状态时，输出信号也将恢复到常态，并持续一段时间，直到下一个触发信号到达。
由于单稳态多谐振荡器的非稳定状态是由RC电路决定的，因此可以通过调节RC电路的时间常数来控制脉冲信号的持续时间。
此外，触发器的选取也对电路的性能起着重要的影响。
在实际应用中，常用的触发器包括CMOS、TTL和仿真电路等。
总之，单稳态多谐振荡器是一种常见的电子电路，可以产生指定持续时间的脉冲信号。
它由触发器和RC电路组成，通过触发器的翻转和RC电路的充放电过程，实现了从稳定状态到非稳定状态的切换，然后再返回到稳定状态的循环过程。
总结单稳态电路,多谐振荡器及施密特触发器的功能和各自的特点
总结单稳态电路,多谐振荡器及施密特触发器的功能和各自的
特点
1. 单稳态电路
功能：单稳态电路常用于产生固定时长的脉冲电信号，可广泛应用于定时、计数、测量等领域。
特点：单稳态电路一般由一个RC电路和一个触发器构成，工
作原理是在一定条件下，输入信号变化时，电路产生一个输出电平迅速上升或下降，保持一段时间后自动恢复原状态。
其特点是操作简单、时序控制准确、设计灵活。
2. 多谐振荡器
功能：多谐振荡器是一种可产生多种频率的电路，可用于产生多个频率的信号，广泛用于电子音乐合成、声光效果等领域。
特点：多谐振荡器由一个或多个谐振回路、放大器和反馈电路组成。
它的特点是可以产生多种频率的正弦波、方波、三角波等信号，并且可以在调节参数的情况下改变频率、幅度和波形。
3. 施密特触发器
功能：施密特触发器是一种用于信号整形、判别与转换的电路，可广泛应用于计算机和通讯等领域。
特点：施密特触发器是基于正反馈电路的，通过自身正反馈的作用，使得输入信号在电路的输出端被整形。
其特点是能够使得输入信号稳定地转换为数字信号，且通过调节电路参数，可实现滤波、判别、增益控制等功能。
单稳态多谐振荡器概述
单稳态多谐振荡器概述多谐振荡器产生的输出波形类似于对称或不对称方波，因此是所有方波发生器中最常用的。
多谐振荡器属于一个振荡器家族，通常称为“弛豫振荡器”。
一般而言，分立式多谐振荡器由两个晶体管交叉耦合的开关电路组成，该电路设计成使其一个或多个输出作为输入反馈到另一个晶体管，并在其两端连接一个电阻器和电容器（RC）网络以产生反馈回路电路。
多谐振荡器具有两种不同的电气状态，根据多谐振荡器的类型，输出“高”状态和输出“低”状态使它们处于稳定状态或准稳定状态。
一种这样的类型的两态脉冲发生器配置称为单稳态多谐振荡器。
MOSFET单稳态单稳态多谐振荡器只有一个稳定状态（因此其名称为“单声道”），并且在外部触发时会产生一个输出脉冲。
单稳态多谐振荡器仅在经过RC耦合电路的时间常数确定的时间后，才返回到其最初的原始稳定状态。
考虑左侧的MOSFET电路。
电阻器R和电容器C形成RC定时电路。
由于电容器两端的电压，N沟道增强模式MOSFET被切换为“ ON”，漏极连接的LED也为“ ON”。
当开关闭合时，电容器短路，因此放电，同时MOSFET的栅极接地。
MOSFET和LED均被“关闭”。
当开关闭合时，电路将始终处于“关闭”状态且处于“不稳定状态”。
当开关断开时，完全放电的电容器开始通过电阻器R充电，其速率由电阻器-电容器网络的RC时间常数确定。
一旦电容器的充电电压达到MOSFET栅极的下限阈值电压电平，MOSFET就会接通“ ON”并点亮LED，以使电路恢复到稳定状态。
然后，使用开关会导致电路进入不稳定状态，而RC网络的时间常数会在预设的时序周期后使其返回稳定状态，从而产生非常简单的“单触发”或单稳态多谐振荡器MOSFET电路。
单稳态多谐振荡器或也称为“单发多谐振荡器”，当施加合适的外部触发信号或脉冲T时，用于产生指定宽度的单个输出脉冲，即“高”或“低” 。
该触发信号启动一个定时周期，该周期导致单稳态的输出在定时周期开始时改变其状态，并保持在该第二状态。
多谐振荡器电路的工作原理
多谐振荡器电路的工作原理
答案：
多谐振荡器是一种自激振荡电路，它能够产生矩形波，也称为方波发生器。
这种电路的工作原理基于深度正反馈和阻容耦合，通过使两个电子器件（如晶体管）交替导通与截止，从而自激产生方波输出。
多谐振荡器没有稳态，只有两个瞬态状态，这些状态由电路自行转换，无需外加输入信号。
当电源接通后，电路就能自动地产生矩形脉冲，这些脉冲含有丰富的高次谐波分量。
多谐振荡器的基本结构包括放大器、反馈网络和滤波器等部分。
当放大器的输出信号通过反馈网络返回到输入端口时，在适当条件下会发生自激振荡，并在滤波器的作用下产生多个频率的振荡信号。
此外，多谐振荡器的输出波形近似于方波，因此也称之为方波发生器。
由于方波是由许多不同频率的正弦波所组成，因此得名“多谐”。
在具体的工作过程中，例如在简易电子琴电路中，接通电源瞬间，电容C1来不及充电，其两端电压为低电平。
这时，电源通过R1对电容C1充电，使电压按指数规律上升。
当电压上升到一定值时，电路进入第一暂稳态。
随后，电容C1通过电阻R2和放电管放电，电路进入第二暂稳态。
这个过程不断重复，电路在两个暂稳态之间来回翻转，输出矩形波。
多谐振荡器的振荡频率取决于电阻和电容的数值。
电阻与电容的乘积越大，电容放电时间越长，振荡频率越低；反之，振荡频率会变高。
这种电路在脉冲技术中有着广泛的应用，如数字计算、信息传输和系统测试等。
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。
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典型应用说明：
输出脉冲宽度基本上是外接电容和定时电阻值确定。 Cext≤1000pf 时，脉宽如下页图所示。 Cext＞1000pf 时，输出脉宽由下式确定：
tw=0.45RT·Cext 式中：RT 是外接定时电阻（单位 KΩ）；Cext 是外接电容（单 位 pf）；tW 是脉宽（单位 ns）。 为了得到最好的结果，Cext 端应接系统地线。应用中采用电 解电容时，开关二极管可以省掉。
输出脉冲宽度与外接定时电容的关系：
天水天光半导体有限责任公司（八七一厂） 2006.1 版
工作环境温度
最小 4.75 2.0
40 5
-40
74Ⅱ 参数值
典型 5
不限制
最大 5.25
0.8 -400
8
260
50 85
电 性 能：（除特别说明外，均为全温度范围）
54 参数值
单位
最小 典型 最大
4.5 5 5.5 V
2.0
V
0.7 V
-400 μA
4 mA
40
ns
5
180 KΩ
不限制
50 pF
ICC
电源电流 Vcc=最大
74Ⅱ 参数值 最小 典型 最大
-1.5
2.7
0.5
0.1
20
-0.4
-20
-100
20
54 参数值 最小 典型 最大
-1.5
单位 V2.5 3.4 NhomakorabeaV
0.25 0.4 V
0.1 mA
20 μA
-0.4 mA
-20
-100 mA
12 20 mA
注：所有典型值均在 Vcc=5.0V, TA=25℃下测量得出。
外引线排列图
输入 清除
CLR
A
B
L
×
×
×
H
×
×
×
L
H
L
↑
H
↓
H
↑
L
H
输出
Q
Q
L
H
L
H
L
H
注） Rext/Cext：外接电阻/电容端
Cext：外接电容端
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
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。
交流（开关）参数：Vcc=5.0V, TA=25℃
符号 参数名称 从（输入） 到（输出） 测试条件
tPLH 传输延迟时间
tPHL 传输延迟时间 tPHL 传输延迟时间 tPLH tWQ 最小 输出脉宽
A B A B
CLR
A或B
tWQ 输出脉宽
A或B
Q
C 外=0 Q R 外=5KΩ
CL=15pF Q RL=2kΩ Q Q
C 外=1000pF R 外=10KΩ Q CL=15pF RL=2kΩ
参数值
单位
最小 典型 最大
23 33 23 44 ns
32 45 34 56 ns
20 27 28 45 ns
116 200 ns
4 4.5 5 μs
天水天光半导体有限责任公司（八七一厂） 2006.1 版
典型输入/输出脉冲
54LS123/74LS123 LSTTL 型双单稳多谐振荡器
在使用中，外部计时电容可以接到 Cext 和 Rext/Cext（正向）端之间。为了改 善脉冲宽度的准确性和重复性，可在 Rext/Cext 端和 Vcc 端之间接一外部电阻。要 获得可变脉冲宽度，可在 Rext/Cext 端和 Vcc 端之间接一外部电容。
天水天光半导体有限责任公司（八七一厂） 2006.1 版
54LS123/74LS123 LSTTL 型双单稳多谐振荡器
推荐工作条件
符号
Vcc VIH VIL IOH IOL tW R外 C外 CW TA
参数名称
电源电压 输入高电平电压 输入低电平电压 输出高电平电流 输出低电平电流
脉冲宽度 外接计时电阻（Rext）
外接电容（Cext） R 外/C 外终端的接线电容
特点：
54LS123/74LS123 LSTTL 型双单稳多谐振荡器 逻辑图 (1/2)
·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。
功能表
典型参数： 输出脉冲宽度=45ns～∞ Pd=60mW
-55
125 ℃
符号 参数名称
测试条件
VIK 输入钳位电压 Vcc=最小 II=-18mA
VOH
输出高电平电压
Vcc=最小 VIH=2V
VIL=最大 IOH=最大
VOL
输出低电平电压
Vcc=最小 VIH=2V
VIL=最大 IOL=最大
II
输入电流 (最大输入电压时)
Vcc=最大
VI=7V
IIH 输入高电平电流 Vcc=最大 VI=2.7V IIL 输入低电平电流 Vcc=最大 VI=0.4V IOS 输出短路电流 Vcc=最大 VO=0V