电子技术基础 数字部分(第六版) ：ch09-3 多谐振荡器

1、9.3 多谐振荡器多谐振荡器9.3.1 门电路组成的多谐振荡器门电路组成的多谐振荡器9.3.2 用施密特触发器构成多谐振荡器用施密特触发器构成多谐振荡器9.3.3 石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器 开开关关电电路路 RC延时环节延时环节多谐振荡器的基本组成：多谐振荡器的基本组成：开关器件：产生高、低电平开关器件：产生高、低电平反馈延迟环节（反馈延迟环节（ RC电路）：利用电路）：利用RC电路的充放电特性实现电路的充放电特性实现延时，输出电压经延时后延时，输出电压经延时后,反馈到开关器件输入端，改变电路反馈到开关器件输入端，改变电路的输出状态的输出状态,以获得所脉冲波形输出。以获得所脉冲波形

2、输出。概述概述9.3 多谐振荡器多谐振荡器9.3.1 门门电路组成的多谐振荡器电路组成的多谐振荡器 1. 电路组成电路组成 vID1 D2 TP TN vO1 R C D4 D3 TP TN vOG1 G2 +VDD VC vI vO1 vO C R G1 G2 CMOS门组成的多谐振荡器门组成的多谐振荡器.o1 =1, o =0 时时,电容充电电容充电, I增加增加;o1 =0, o =1 时时,电容放电电容放电, I下降下降;o1与与o反相反相,电容接在电容接在o与与I之间之间: 2. 工作原理工作原理DDTH0O 2NFFVVVV假定假定 电路初态：电路初态：=1vO1=0vOvC= 0

3、V电容充电电容充电vCvIvI当当=VTH 时，时，迅速使迅速使G1导通、导通、 G2截止截止电路进入第二暂态电路进入第二暂态vO2=1vO1=0=0vO 1=1vO（1）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态vIvO1vO G1 G2 VDD TP D3 TP D1 充充电电 vI D2 TN TN vO1 vO D4 R C vIVDDVTH0ttvOVDD0（2）第二暂稳态电容放电，电路自动翻转到第一暂稳态）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电容放电vCvIvI当当=VTH 时时，迅速使得迅速使得G1截

4、止、截止、G2导通导通电路返回第一暂稳态电路返回第一暂稳态O=0 O1=12. 工作原理工作原理vIvO1vO G1 G2 VDD TP D3 TP D1 放放电电 vI D2 TN TN vO1 vO D4 R C vI VTH O VDD V V t vO VDD O T1 T2 t1 t2 第第一一 暂暂稳稳态态 第第二二 暂暂稳稳态态 t TRC1n41.4RC 由门电路组成的多谐振荡器的振由门电路组成的多谐振荡器的振荡周期荡周期T取决于取决于R、C电路和电路和 VTH，频率稳定性较差。频率稳定性较差。 3. 振荡周期的计算振荡周期的计算THDDDD1lnVVVRCT THDD2n1V

5、VRCT vI(0+) 0；vC( ) VDD =RC, t = t2-t1T1 :vI(0+) VDD ；vC( ) 0 =RC, t = t3-t2T2 : THTHDD2DD21n1V)VV(VRCTTT vI VTH O VDD V V t vO VDD O T1 T2 t1 t2 第第一一 暂暂稳稳态态 第第二二 暂暂稳稳态态 t v vo ov vI IV VT+T+V VT_T_V VOLOLV VOHOHT T1 1T T2 20 0t t0 0t t12DDTT+DDTTDDTT+DDTT-lnln()lnTTTVVVRCRCRVVVVVCVVVV Cvo ovI IR9.3.2 用施密特触发器构成多谐振荡器用施密特触发器构成多谐振荡器9.3.3 石英晶体振荡器石英晶体振荡器1、石英晶体电路符号和选频特性、石英晶体电路符号和选频特性电路符号电路符号 阻抗特性阻抗特性 fXf0电电感感性性电电容容性性电电容容性性当当 f = f0 时时,电抗电抗 X = 02、石英晶体振荡器、石英晶体振荡器R1和和R2: 使对应门工作在线性区使对应门工作在线性区C1 : 耦合电容耦合电容C2 : 抑制高次