结束 5.3多谐振荡器 放映 5.3.1 用门电路组成的多谐振荡器 5.4.3 石英晶体多谐振荡器 2023/7/16 返回
2023/7/16 1 5.3.1 用门电路组成的多谐振荡器 5.3 多谐振荡器 5.4.3 石英晶体多谐振荡器 结束 放映
复习 单稳态触发器的工作特点？ 主要参数？ 主要应用？ 2023/7/16 2
2023/7/16 2 复习 单稳态触发器的工作特点？ 主要参数？ 主要应用？
5.3多谐振荡器 多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。 2.通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交 替，从而产生自激振荡，无需外触发。 3.输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的 谐波分量，故称作多谐振荡器。 2023/7/16 3
2023/7/16 3 1．多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。 2．通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交 替，从而产生自激振荡，无需外触发。 3．输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的 谐波分量，故称作多谐振荡器。 5.3 多谐振荡器
5.3.1 对称式多谐振荡器 1.CMOS反相器构成的多谐振荡器 G2 01 02 R CMOS反相器构成的多谐振荡器 R的选择应使G,工作在电压传输特性的转折区。 此时， 由于uo1即为u12, G,也工作在电压传输特性 的转折区，若u有正向扰动，必然引起下述正反馈过程 ↑→2u01↓→402 2023/7/16 4
2023/7/16 4 1.CMOS反相器构成的多谐振荡器 R的选择应使G1工作在电压传输特性的转折区。 此时，由于uO1即为uI2，G2也工作在电压传输特性 的转折区，若uI有正向扰动，必然引起下述正反馈过程： CMOS反相器构成的多谐振荡器 5.3.1 对称式多谐振荡器
使wo1迅速变成低电平，而uo2迅速变成高电平， 电路进入第一暂稳态。此时，电容C通过R放电，然 后uo2向C反向充电。随着电容C的的放电和反向充 电，4不断下降，达到u=UT时，电路又产生一次 正反馈过程： ol G2 102 ↓→uo1↑→uo2 R C 从而使uo1迅速变成高电平，4o2迅速变成低电平 电路进入第二暂稳态。此时，Wo1通过R向电容C充 电。 2023/7/16
2023/7/16 5 使uO1迅速变成低电平，而uO2迅速变成高电平， 电路进入第一暂稳态。此时，电容C通过R放电，然 后uO2向C反向充电。随着电容C的的放电和反向充 电，uI不断下降，达到uI ＝UTH时，电路又产生一次 正反馈过程： 从而使uO1迅速变成高电平，uO2迅速变成低电平， 电路进入第二暂稳态。此时，uO1通过R向电容C充 电
随着电容C的不断充电，u不断上升，当≥UH 时，电路又迅速跳变为第一暂稳态。如此周而复始 电路不停地在两个暂稳态之间转换，电路将输出矩 形波。 G2 巴 102 CMOS反相器构成 多谐振荡器的工作波形 2023/7/16 振荡周期为 T=1.4RC 6
2023/7/16 6 随着电容C的不断充电，uI不断上升，当uI≥UTH 时，电路又迅速跳变为第一暂稳态。如此周而复始， 电路不停地在两个暂稳态之间转换，电路将输出矩 形波。 振荡周期为 T＝1.4RC CMOS反相器构成 多谐振荡器的工作波形
5.3.2石英晶体振荡器 前面介绍的多谐振荡器的一个共同特点就是振 荡频率不稳定，容易受温度、电源电压波动和RC参 数误差的影响。 而在数字系统中，矩形脉冲信号常用作时钟信 号来控制和协调整个系统的工作。因此，控制信号 频率不稳定会直接影响到系统的工作，显然，前面 讨论的多谐振荡器是不能满足要求的，必须采用频 率稳定度很高的石英晶体多谐振荡器。 2023/7/16
2023/7/16 7 5.3.2 石英晶体振荡器 前面介绍的多谐振荡器的一个共同特点就是振 荡频率不稳定，容易受温度、电源电压波动和RC参 数误差的影响。 而在数字系统中，矩形脉冲信号常用作时钟信 号来控制和协调整个系统的工作。因此，控制信号 频率不稳定会直接影响到系统的工作，显然，前面 讨论的多谐振荡器是不能满足要求的，必须采用频 率稳定度很高的石英晶体多谐振荡器
石英晶体具有很好 X 的选频特性。当振荡信 电感性 号的频率和石英晶体的 固有谐振频率∫相同时， fo 0 石英晶体呈现很低的阻 抗，信号很容易通过， 电容性 电容性 而其它频率的信号则被 衰减掉。 石英晶体的阻抗频率特性图 2023/7/16 8
2023/7/16 8 石英晶体的阻抗频率特性图 石英晶体具有很好 的选频特性。当振荡信 号的频率和石英晶体的 固有谐振频率f o相同时， 石英晶体呈现很低的阻 抗，信号很容易通过， 而其它频率的信号则被 衰减掉
因此，将石英晶体串接在多谐振荡器的回路中 就可组成石英晶体振荡器，这时，振荡频率只取决 于石英晶体的固有谐振频率∫。，而与RC无关。 在对称式多谐振荡器的基础上，串接一块石英 晶体，就可以构成一个石英晶体振荡器电路。该电 路将产生稳定度极高的矩形脉冲，其振荡频率由石 英晶体的串联谐振频率∫，决定。 2023/7/16 石英晶体振荡器电路
2023/7/16 9 因此，将石英晶体串接在多谐振荡器的回路中 就可组成石英晶体振荡器，这时，振荡频率只取决 于石英晶体的固有谐振频率f o，而与RC无关。 石英晶体振荡器电路 在对称式多谐振荡器的基础上，串接一块石英 晶体，就可以构成一个石英晶体振荡器电路。该电 路将产生稳定度极高的矩形脉冲，其振荡频率由石 英晶体的串联谐振频率f o决定
目前，家用电子钟几乎都采用具有石英晶体振 荡器的矩形波发生器。由于它的频率稳定度很高， 所以走时很准。 通常选用振荡频率为32768H7的石英晶体谐振 器，因为32768=215，将32768Hz经过15次二分频， 即可得到1H的时钟脉冲作为计时标准。 2023/7/16 10
2023/7/16 10 目前，家用电子钟几乎都采用具有石英晶体振 荡器的矩形波发生器。由于它的频率稳定度很高， 所以走时很准。 通常选用振荡频率为32768HZ的石英晶体谐振 器，因为32768＝2 15，将32768HZ经过15次二分频， 即可得到1HZ的时钟脉冲作为计时标准