多谐振荡器的研究与仿真

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。