門電路構(gòu)成的多諧振蕩器電路工作原理說(shuō)明

門電路構(gòu)成的多諧振蕩器電路工作原理說(shuō)明利用門電路的傳輸延遲時(shí)間，將奇數(shù)個(gè)非門首尾相接就構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的多諧振蕩器。如圖9.3所示，它由三個(gè)非門首尾相連而成，這個(gè)電路沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)。從任何一個(gè)非門的輸出端都可得到高、低電平交替出現(xiàn)的方波。該電路的輸出波形如圖9.1所示。U[——1? ——1 —1j—u圖9.2奇數(shù)個(gè)非門多諧振蕩器假設(shè)三個(gè)非門的傳輸延遲時(shí)間均為tpd，在某一時(shí)刻輸出uo由低電平0跳變?yōu)楦唠娖?（如圖中uo波形的箭頭所示），則61門、G2門和G3門將依次翻轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)三級(jí)門的傳輸延遲時(shí)間3tpd后，使輸出uo又由高電平1跳變?yōu)榈碗娖?。如此循環(huán)跳變而形成矩形波。由圖9.3可見(jiàn)，其振蕩周期為6tpd。這種簡(jiǎn)單的多諧振蕩器周期小，頻率高，且頻率不易調(diào)整和不穩(wěn)定，所以在實(shí)際電路中很少使用。圖9.3圖9.2電路的輸出波形為了克服上述多諧振蕩器的缺點(diǎn)，可在圖9.2電路中引入RC延遲環(huán)節(jié)，構(gòu)成如圖9.5所示電路。圖中Rs為限流電阻，對(duì)G3門起保護(hù)作用。由于Rs一般較小（100歐左右），uA仍可看作為G3門的輸入電壓。通常RC電路產(chǎn)生的延遲時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于門電路本身的傳輸延遲時(shí)間，所以分析時(shí)可以忽略tpd。下面對(duì)該電路的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的定性分析。圖9.5帶圖9.5帶RC延遲的多諧振蕩器UI設(shè)在t0時(shí)亥U，U[=uo為低電平，則uo1為高電平，uo2為低電平。此時(shí)uo1經(jīng)電容C、電阻R到uo2形成電容的充電回路。隨著充電過(guò)程的進(jìn)行，電容C上的電壓逐漸增大，A點(diǎn)的電壓相應(yīng)減小，當(dāng)接近門電路的閾值電壓uth時(shí)，形成下述正反饋過(guò)程。正反饋的結(jié)果，使電路在t1時(shí)亥U，uI=uo變?yōu)楦唠娖?，則uo1為低電平，uo2為高電平。考慮到電容電壓不能突變，在uo1由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，A點(diǎn)電壓出現(xiàn)下跳，其幅度與uo1的變化幅度相同。此時(shí)uo2經(jīng)電阻R、電容C到uo1形成電容的放電回路。隨著放電過(guò)程的進(jìn)行，A點(diǎn)的電壓逐漸增大，當(dāng)接近門電路的閾值電壓時(shí)，形成下述正反饋過(guò)程：正反饋的結(jié)果，使電路在t2時(shí)刻，返回到uI=uo為低電平，uo1為高電平，uo2為低電平的狀態(tài)，同樣考慮到電容電壓不能突變，在uo1由低電平變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，A點(diǎn)電壓出現(xiàn)上跳，其幅度與uo1的變化幅度相同。此后，電路重復(fù)上述過(guò)程，周而復(fù)始地從一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，從而在G3門的輸出端得到連續(xù)的方波。該電路的工作波形如圖9.6所示由上述分析可看出，多諧振蕩器的兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程是通過(guò)電容C的充、放電作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電容C的充、放電作用又集中反映在電壓uA的變化上，因此A點(diǎn)電壓的變化是決定電路工作狀態(tài)的關(guān)鍵。通過(guò)定量計(jì)算（在此略