《数字电子技术》课程PPT教学课件课件（电类）第08章 脉冲波形的变换与产生 8.3 多谐振荡器

8.3多谐振荡器8.3.1由门电路组成的多谐振荡器8.3.2由门电路组成的多谐振荡器8.3.3用施密特触发器构成波形产生电路

8.3 多谐振荡器 8.3.1 由门电路组成的多谐振荡器 8.3.2 由门电路组成的多谐振荡器 8.3.3 用施密特触发器构成波形产生电路

8.3多谐振荡器概述多谐振荡器的基本组成：低电平开关器件：产生高、三反馈延迟环节（RC电路）：利用RC电路的充放电特性实现延时，输出电压经延时后，反馈到开关器件输入端，改变电路的输出状态，以获得所脉冲波形输出。RC延时环节开关电路

开 关 电 路 RC延时环节 多谐振荡器的基本组成： 开关器件：产生高、低电平 反馈延迟环节（ RC电路）：利用RC电路的充放电特性实现 延时，输出电压经延时后,反馈到开关器件输入端，改变电路 的输出状态,以获得所脉冲波形输出。 概述 8.3 多谐振荡器

8.3.1由CMOS门电路组成的多谐振荡器1.电路组成V与0.反相，电容接在00与0之间.1=1,。=0时,电容充电，,增加；V1=0,V。=1时,电容放电，U下降；GIG2GiG2O+VDD店1。1D.本Vo1urD.本ovoVOVOViEFD2R本本C组成的多谐振荡器A2

8.3.1 由CMOS门电路组成的多谐振荡器 1. 电路组成 vI D1 D2 TP TN vO1 R C D4 D3 TP TN vO G1 G2 +VDD VC vI 1 1 vO1 vO C R G1 G2 组成的多谐振荡器 .υo1 =1, υo =0 时,电容充电, υI增加; υo1 =0, υo =1 时,电容放电, υI下降; υo1与υo2反相,电容接在υo与υI之间:

2.工作原理（1）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态Vor=1 Vo =0V.=0V电路初态：假定DDVm-VON-VoFr=电容充电VV→当V-Vm时,迅速使G，导通、G2截止Vo1VQVo =lVo1-0VO2-1电路进入第二暂态VO1-0UGiG2VDDVDD追推D.本D:本VH充电0voV020片本太VoVDD0A

2. 工作原理 DD TH 0 O 2 N FF V 假定 V V V ＝ ＝ ＝ 电路初态： v =1 O1 v O =0 v C = 0V 电容充电 v C v I 当 v I =VTH 时， 迅速使G1导通、G2截止 vO1=0 vO2=1 电路进入第二暂态 v =0 O1 v O =1 （1）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态 v I v O1 v O G1 G2 VDD TP D3 TP D1 充电 vI D2 TN TN vO1 vO2 D4 R C vI VDD VTH 0 t t vO VDD 0

2.工作原理（2）第二暂稳态电容放电，电路自动翻转到第一暂稳态电容放电→V→→当V-Vm时，-VO迅速使得G截止、G,导通VO102=0电路返回第一暂稳态D01=10GiG2VDDVDD+AVU1Tp1D,本Di放电VTHVolV02U1C-AV-TNV02木VDDT2TiC1ti第一h第二暂稳态暂稳态人P

（2）第二暂稳态电容放电，电路自动翻转到第一暂稳态 电容放电 v C v I v 当 I =VTH 时， 迅速使得G1截止、G2导通 υ O1 =1υ O2=0 电路返回第一暂稳态 2. 工作原理 v I v O1 v O G1 G2 VDD TP D3 TP D1 放电 vI D2 TN TN vO1 vO2 D4 R C vI VTH O VDD＋V＋ －V－ t vO2 VDD O T1 T2 t1 t2 第一 暂稳态 第二 暂稳态 t

3.振荡周期的计算Ti:Vc(o0)~ VDD t -RC, t= t,-tiV(0+) ~0;VDDT = RClnVDD -VTHT2:v(0+) ~ VDD : Vc(o0) ~0 t =RC, t= ts-t,VDDV2DDT =RCInT=-T+T,=RCInVTH(VDD -VTH )·VTHVDD+AV+UiT=RC1n4~1.4RCVTH由门电路组成的多谐振荡器的振-AV.002VDD荡周期T取决于R，C电路和VTH-TT频率稳定性较差。I第一第二暂稳态丨暂稳态A人

T＝RC1n4≈1.4RC 由门电路组成的多谐振荡器的振 荡周期T取决于R、C电路和 VTH， 频率稳定性较差。 3. 振荡周期的计算 DD TH DD 1 ln V V V T RC − = TH DD 2 1n V V T = RC vI (0+) 0；vC()  VDD  =RC, t = t2 -t T1 1 : vI (0+)  VDD ；vC() 0  =RC, t = t3 -t T2 2 :         −  = + = DD TH TH 2 DD 1 2 1n (V V ) V V T T T RC vI VTH O VDD＋V＋ －V－ t vO2 VDD O T1 T2 t1 t2 第一 暂稳态 第二 暂稳态 t

8.3.2用施密特触发器构成波形产生电路RVI+VI0VoVVoVoHT2T1VoLT=T+T,0VVDD-V7VDDDD1T+RCln=Reln-+RCln-VT-V.VDD-VT+DD+D

vo vI VT+ VT_ VOL VOH T1 T2 0 t 0 t 1 2 DD T T+ DD T T DD T T+ - DD T T￾ln ln ln( ) T T T V V V RC RC R V V V V V C V V V V − + + − −  − = + − = + = − C vI vo R 1 8.3.2 用施密特触发器构成波形产生电路

8.3.3石英晶体振荡器1、石英晶体电路符号和选频特性电路符号阻特性电感性XHOH一一一当f=f时，电容性电容性电抗X=0P

8.3.3 石英晶体振荡器 1、石英晶体电路符号和选频特性 电路符号 阻特性 f X f0 电 感 性 电 容 性 电 容 性 当 f = f0 时, 电抗 X = 0

2、石英晶体振荡器4C11VoC2-RR1HOHR：使G工作在线性区C：耦合电容C：抑制高次谐波2

2、石英晶体振荡器 R: 使G1工作在线性区 C1 : 耦合电容 C2 : 抑制高次谐波 G1 1 G2 1 C1 R C2 R vO

3、双相脉冲产生电路石英CPo晶体1&振荡器o1JQ&C1od21KQ

1 2 1 & 石英 晶体 振荡器 ＞ 1J 1K VCC vO CP Q Q C1 & CP Q 1 2 3、双相脉冲产生电路