自激多谐振荡器工作原理及实险
由晶体管组成的多谐振荡器工作原理
晶体管组成的多谐振荡器试验电路图：工作原理：软件版本：multisim14由R5，R6，C1，Q1，及R8，R7，C2，Q2组成多谐振荡器，分别在两只晶体管Q1，Q2的集电极输出方波，控制Q3，Q4管的导通和截止，驱动左边和右边的两行发光二极管交替点亮。
利用两只晶体管在实际中参数不会完全相同，所以给电容充电的快慢多少会有些差异。
这种差异会形成一个正反馈的过程，这种强烈的正反馈会使Q1迅速饱和，Q2迅速截止，经过电容的充放电，又会使Q1截止，Q2饱和，这种过程循环往复形成方波输出。
具体过程是：如果由于某种原因使得Q1的集电极电流ic1上升，则：即iC1上升，R5上的压降增大，节点6的电位U6下降，由于电容C1的耦合作用，使得Q2的基极电位UB2下降，基极电流iB2下降，电阻R7上的压降变小，节点4的电位U4上升，由于电容C2的耦合作用，使得Q1的基极电位UB1上升，基极电流iB1上升，iC1进一步增大，形成正反馈，使得Q1管迅速饱和。
此时Q1管的管压降非常小，大约0.3V左右，可以认为节点6的电位为地电位。
由于之前电容在充电过程中左正右负+ -由于电容上的电压不能突变，所以当节点6的电位迅速降为0后，节点10的点位比节点6低一个电容电压，由于之前电容上的电压接近与V1，所以此时节点10的电位为-V1。
这就造成了Q2管的发射结反偏，所以Q2管迅速截止。
但是C1上的电荷不会一直保持，它会通过回路放电。
因为此时Q1饱和导通，Q2截止，所以会形成 V1→R6→C1→Q1→地 的放电回路，如图：当电容C1上的电荷放完后，开始对C1反向充电，即原来是+-，现在是-+随着电容右端即节点10电位的升高，Q2的基极电位UB2也随之升高，当UB2大于开启电压的时候，Q2开始导通，进入另一个正反馈过程。
使得Q2迅速导通，而Q1迅速截止。
在C1放电的过程中，回路如图中绿色箭头所示，C2同时在充电，充电回路如图中红色箭头所示。
多谐振荡电路实训报告
一、实训目的通过本次实训，使学生了解多谐振荡电路的基本原理，掌握多谐振荡电路的设计方法，提高学生的动手能力和实际操作技能。
同时，通过实验加深对电子电路理论知识的理解，培养学生的创新思维和团队协作精神。
二、实训内容1. 多谐振荡电路原理分析2. 电路设计与仿真3. 实验设备与仪器4. 实验步骤与操作5. 实验结果与分析6. 实验总结与心得三、多谐振荡电路原理分析多谐振荡电路是一种能够产生周期性振荡信号的电路。
其基本原理是利用电容和电阻的充放电特性，产生两个不同频率的振荡信号。
常见的多谐振荡电路有RC振荡电路、LC振荡电路等。
四、电路设计与仿真1. RC振荡电路设计- 根据所需振荡频率，选择合适的电阻和电容值。
- 利用仿真软件（如Multisim）搭建电路，进行仿真分析。
2. LC振荡电路设计- 根据所需振荡频率，选择合适的电感和电容值。
- 利用仿真软件搭建电路，进行仿真分析。
五、实验设备与仪器1. 电源2. 示波器3. 函数信号发生器4. 电阻、电容、电感等元器件5. 面包板6. 仿真软件（如Multisim）六、实验步骤与操作1. RC振荡电路实验- 搭建RC振荡电路，连接电源、示波器和函数信号发生器。
- 调整电阻和电容值，观察示波器上输出的振荡信号。
- 记录振荡频率、幅度等参数。
2. LC振荡电路实验- 搭建LC振荡电路，连接电源、示波器和函数信号发生器。
- 调整电感和电容值，观察示波器上输出的振荡信号。
- 记录振荡频率、幅度等参数。
七、实验结果与分析1. RC振荡电路实验结果- 通过实验，验证了RC振荡电路的振荡频率与电阻和电容值的关系。
- 实验结果表明，RC振荡电路的振荡频率与电阻和电容值呈反比关系。
2. LC振荡电路实验结果- 通过实验，验证了LC振荡电路的振荡频率与电感和电容值的关系。
- 实验结果表明，LC振荡电路的振荡频率与电感和电容值的乘积成正比关系。
八、实验总结与心得1. 总结- 通过本次实训，我们了解了多谐振荡电路的基本原理，掌握了多谐振荡电路的设计方法。
实验十二使用电路产生脉冲信号
实验十二使用门电路产生脉冲信号—自激多谐振荡器—一、实验目的1、掌握使用门电路构成脉冲信号产生电路的基本方法2、掌握影响输出脉冲波形参数的定时元件数值的计算方法3、学习石英晶体稳频原理和使用石英晶体构成振荡器的方法二、实验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。
4、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t w1═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。
图12－1 非对称型振荡器图12－2 对称型振荡器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≤1KΩΩ,当R＝1KΩ，C＝100pf～100µf时，f＝nHz～nMHz，脉冲宽度tw1＝tw2＝0.7RC，T＝1.4RC3、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V D ,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t w1≈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。
图12－3 带有RC电路的环形振荡器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。
多谐振荡器的工作原理
多谐振荡器的工作原理
多谐振荡器是一种产生多个频率可调、相位差准确的周期信号的电路。
它的工作原理主要由运放、反馈电阻、反馈电容和振荡电感等元件构成。
首先，将正反馈网络与运放连接，通过运放的放大作用，产生一个输出信号。
这个输出信号经过反馈网络返回到运放的负输入端，形成一个反馈回路。
反馈网络由电阻和电容组成。
当输出信号穿过电容，电容充电或放电，改变电荷量，从而改变电容的电压。
当电荷量达到一定程度时，电容放电到一定程度，电压开始增加。
当电压增加到达一定阈值时，电容再次开始充电，并循环此过程，形成一个周期和谐振动。
为了实现多频率可调，引入多个反馈网络，每个反馈网络的电容或电阻值不同，使得每个网络的谐振频率不同。
通过调节每个反馈网络的参数，可以改变谐振频率。
同时，引入可变电阻，可以调节整体的增益和相位差。
当系统稳定后，正反馈网络将提供一个特定频率的输出信号，并将其送回反馈回路，使其振荡。
多谐振荡器通过合理设计反馈网络和调节参数，可以产生多种频率可调、相位差准确的信号，广泛应用于通信、音频设备等领域。
多谐振荡器
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0.01uF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≈0.7(R1+R2)C；暂稳态Ⅱ的维持时间，即输出Vo的负向脉冲宽度T2≈0.7R2C。
因此，振荡周期T=T1+T2=0.7(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。
多谐振荡器的工作原理
多谐振荡器的工作原理多谐振荡器是一种电子设备，它可以产生多种频率的正弦波信号。
它的工作原理基于电容和电感的相互作用，通过适当的电路设计和控制，可以实现频率可调的振荡输出。
多谐振荡器在通信、广播、医疗等领域有着广泛的应用，下面我们来详细了解一下它的工作原理。
首先，多谐振荡器的核心部件是电容和电感。
电容是一种可以存储电荷的元件，而电感则是一种可以存储磁场能量的元件。
在多谐振荡器的电路中，电容和电感会相互储存和释放能量，从而产生振荡。
其次，多谐振荡器的工作原理与谐振现象密切相关。
在电路中，当电容和电感的能量储存达到一定条件时，会出现谐振现象，即电路中的电压和电流会呈现周期性的变化。
多谐振荡器通过合理设计电路参数和控制信号，可以实现在不同频率下的谐振现象，从而产生多种频率的正弦波信号。
另外，多谐振荡器的工作原理还与反馈电路有关。
在多谐振荡器中，会采用反馈电路来稳定振荡频率和增强输出信号。
通过适当的反馈设计，可以使多谐振荡器在不同频率下都能保持稳定的振荡输出，从而满足不同应用场景的需求。
此外，多谐振荡器的工作原理还涉及到频率控制技术。
通过控制电路中的参数或者外部输入的控制信号，可以实现对多谐振荡器输出频率的调节。
这种频率可调的特性使得多谐振荡器在实际应用中具有更大的灵活性和适用性。
总的来说，多谐振荡器的工作原理是基于电容和电感的相互作用、谐振现象、反馈电路和频率控制技术的综合应用。
通过合理设计和控制，多谐振荡器可以实现多种频率的正弦波信号输出，满足不同领域的需求。
它在电子通信、无线电、医疗诊断等领域有着重要的应用，对于推动科技进步和社会发展具有重要意义。
多谐振荡器的工作原理
多谐振荡器的工作原理
多谐振荡器是一种产生多个频率的周期性信号的电路，其工作原理基于电路中的正反馈。
多谐振荡器通常由放大器、频率选择网络和反馈网络组成。
放大器的作用是放大输入信号的幅度。
频率选择网络则决定了振荡器输出的频率范围。
反馈网络的作用是将放大器的输出信号反馈给输入端，形成正反馈回路。
在反馈网络的作用下，输入信号被放大器放大后再次输入到放大器，不断循环。
在反馈网络中，其频率选择元件会选择和放大器输出信号具有特定相位关系的频率。
当反馈信号与输入信号的相位差满足一定条件时，反馈信号将增强输入信号，使得信号在电路中持续振荡。
多谐振荡器中频率选择网络的设计决定了振荡器的输出频率。
常见的频率选择网络包括LC电路、RC电路、晶体振荡器等。
这些网络能够选择特定频率的信号进行反馈，从而产生稳定的振荡信号。
总结来说，多谐振荡器通过正反馈回路中的放大器、频率选择网络和反馈网络，使得输入信号不断放大和反馈，从而产生多个频率的周期性信号。
多谐振荡器的原理及应用
多谐振荡器的原理及应用1. 引言多谐振荡器是一种能够产生多个频率稳定且相互独立的输出信号的电子器件。
它在通信、无线电、音频等领域具有广泛的应用。
本文将介绍多谐振荡器的原理以及其在通信和音频领域的应用。
2. 多谐振荡器的原理多谐振荡器的原理基于谐振电路的特性。
谐振电路包括电感和电容元件，当系统中的电感和电容满足一定的条件时，谐振电路将产生稳定的振荡信号。
多谐振荡器通过使用多个谐振电路并调整每个谐振电路的参数，实现同时产生多个频率稳定的振荡信号。
3. 多谐振荡器的组成多谐振荡器通常由以下几个部分组成： - 振荡器核心：包括多个谐振电路以及相应的调节和连接元件。
振荡器核心是多谐振荡器的关键组件，决定了多谐振荡器的输出频率和性能。
- 稳定电源：为振荡器核心提供稳定的电源电压，以确保振荡信号的稳定性。
- 控制电路：用于调节每个谐振电路的参数，包括电容、电感或其他元件的数值和连接方式等。
- 输出接口：将多谐振荡器的输出信号连接到外部设备或系统。
4. 多谐振荡器的应用4.1 通信领域多谐振荡器在通信领域中有着重要的应用。
它能够提供多个频率稳定的信号，满足不同通信系统对频率的需求。
常见的应用包括： - 频率合成器：将多个谐振振荡器的输出信号合成为一个更高频率的信号，用于射频通信系统中的信号发生器或调频广播等设备。
- 信号源：为通信系统或测试仪器提供不同频率的参考信号。
- 频率分割器：将输入信号分割成多个频率范围，用于多信道通信系统中的频率分割和信号选择。
4.2 音频领域多谐振荡器也在音频领域中有着广泛的应用。
它可以用于声音合成、音乐乐器和音频效果器等设备。
具体应用包括： - 声音合成器：通过调节多谐振荡器输出信号的频率和强度，模拟各种乐器的声音。
- 数字音频处理器：利用多谐振荡器的多个输出信号，实现音频信号的时域和频域处理，例如混响、合唱和调制等效果。
5. 总结多谐振荡器是一种能够产生多个频率稳定且相互独立的输出信号的电子器件。
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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≤1KΩΩ,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
来为微型计算机等提供时钟信号。
图12－4所示为常用的晶体稳频多谐振荡器。
（a）、(b)为TTL器件组成的晶体振荡电路；
（c）、(d)为CMOS器件组成的晶体振荡电路，一般用于电子表中，其中晶体的
f0=32768Hz。
图12－4（c）中，门1用于振荡，门2用于缓冲整形。
Rf是反馈电阻，通常在几十兆欧之间选取，一般选22MΩ。
R起稳定振荡作用，通常取十至几百千欧。
C1是频率微调电容器，C2用于温度特性校正。
二、实验目的
1、掌握使用门电路构成脉冲信号产生电路的基本方法
2、掌握影响输出脉冲波形参数的定时元件数值的计算方法
3、学习石英晶体稳频原理和使用石英晶体构成振荡器的方法
三、实验设备与器件
1、+5V直流电源
2、双踪示波器
3、数字频率计
4、74LS00（或CC4011）晶振32768Hz 电位器、电阻、电容若干。
四、实验内容
1、用与非门74LS00按图12－1构成多谐振荡器，其中R为10KΩ电位器，C为0.01µf。
（1）用示波器观察输出波形及电容C两端的电压波形，列表记录之。
（2）调节电位器观察输出波形的变化，测出上、下限频率。
（3）用一只100µf电容器跨接在74LS00 14脚与7脚的最近处，观察输
出波形的变化及电源上纹波信号的变化，记录之。
2、用74LS00按图12－2接线，取R＝1KΩ，C＝0.047µf，用示波器观察输出波形，记录之。
3、用74LS00按图12－3接线，其中定时电阻RW用一个510Ω与一个1KΩ的电位器串联，取R＝100Ω，C＝0.1uf。
（1） RW调到最大时，观察并记录A、B、D、E及v0各点电压的波形，测出
v0的周期T和负脉冲宽度（电容C的充电时间）并与理论计算值比较。
（2）改变RW值，观察输出信号v0波形的变化情况。
4、按图12－4（c）接线，晶振选用电子表晶振32768Hz，与非门选用CC4011，用示波器观察输出波形，用频率计测量输出信号频率，记录之。
五、实验预习要求
1、复习自激多谐振荡器的工作原理
2、画出实验用的详细实验线路图
3、拟好记录、实验数据表格等。
六、实验报告
1、画出实验电路，整理实验数据与理论值进行比较
2、用方格纸画出实验观测到的工作波形图，对实验结果进行分析。