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什么是多谐振荡器其有何性能特点,什么是多谐波振荡器

发布时间:2023-09-30 13:10:18编辑:温柔的背包来源:

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什么是多谐振荡器其有何性能特点,什么是多谐波振荡器

多谐振荡器广义地说,任何输出信号中含有丰富谐波成分的自激振荡都可以称为多谐振荡器。在实际应用中,输出信号为方波的振荡器常被称为多谐振荡器,因为方波经过傅里叶变换后可以发现有无穷多个正弦波分量。在振荡电路的设计中,需要使用非线性有源器件,并设置足够大的正反馈系数,使电路在“关”和“饱和”状态之间振荡。

由双BJT构成的占空比为50%的多谐波振荡器是由两个BJT构成的单管反相放大器首尾相连构成的占空比为50%的方波振荡器。可应用于对时序要求不严格的脉冲或时钟源,如下图所示:由两个BJT级组成的占空比为50%的方波振荡器。

如上图所示,由于电容C1、C2的存在,频率越高,相移越小,正反馈越强。环路的工作频率受限于BJT的共发射极截止频率。当电路两侧的器件值选择对称时,可以输出50%的方波。

我们来分析一下电路原理:假设在某个时刻,由于电路热噪声的干扰,上图中TR2的集电极电位上升,那么这个电位变化会立即通过电容C2的耦合,使TR1的集电极电位下降,TR1的集电极电位下降会耦合到TR2的基极,使TR2的基极电位下降,那么TR2的集电极电位上升速度会进一步加快。

由于反馈回路没有选频特性,正反馈会使TR2快速进入截止区,同时TR1进入饱和导通区。进入饱和或截止的时间取决于BJT器件ce的截止频率。在(截止/饱和)过程中,C1通过TR1、Rb2和电源的C、E极组成的回路放电;C2通过RC2、TR1的电源和BE接点组成的回路充电。

一段时间后,RC2、C2、TR-BE结电源充电回路达到最大值,C2电流变为零,TR1的集电极电位开始上升,并迅速关断,TR2迅速进入饱和状态。重复这一过程,形成周期性振荡。

由于电路在结构上是对称的,所以在任何BJT的集电极都可以输出方波信号,但输出信号是反相的。输出信号边沿的反转速度取决于BJT本身的共发射极截止频率。如果忽略BJT进入饱和截止时的载波渡越时间,并且选择高截止频率的BJT,则输出方波周期约为2RC。如果输出信号边沿的速度不够快,可以在后级增加施密特整数电路来缓冲输出。以非门为放大器的多谐振荡器

如果非门的输入和输出通过电阻连接,那么非门的输入会因为负反馈而偏置在非门的反相电压上,此时非门就变成了反相放大器。类似于上面介绍的BJT多谐振荡器,两个非门反相放大器通过电容首尾相连,也可以构成多谐振荡器,如下图所示:非门构成多谐振荡器。

在器件值对称的情况下,可以粗略计算出这个多谐振荡器的输出信号周期为Tocs=0.44RC,占空比为50%。该电路可用于低精度要求的脉冲源。如果需要一定的频率,两个电容中的一个可以用应时晶体代替。此时电路工作在选频网络条件下,工作频率为晶体的标称频率,输出波形为正弦波。基于运算放大器电路的多谐振荡器

当运算放大器连接正反馈时,也可以构建多谐振荡器,如下图所示:其中一个由运算放大器构建的多谐振荡器可以计算出振荡周期为2RC*Ln(1 2R2/R1),R1、R2。如果反馈系数为F=0.47,振荡周期可以简化为T=2RC。该电路的特点:1 .改变R2或R可以改变振荡频率;

2.振荡周期与输出幅度无关,振荡频率的稳定性只取决于电容和稳压器的器件稳定性;3.占空比为50%。在积分网络R中串联的二极管也可以形成具有可变占空比的多谐振荡器。运算放大器构成的第二个多谐振荡器在C的充放电电路中是不对称的,这就导致了占空比可以由Ra和Rb来设定:TPA=Racln(12 R2/R1)TPB=RBC LN(12 R2/R1)f=1/(TPA TPB)=1/[(Ra Rb)CL。

以上知识分享希望能够帮助到大家!