电子报/2010年/4月/4日/第010版
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常见的多谐振荡器电路
江苏三郎
多谐振荡器不需要外加触发脉冲，只要加入直流工作电源，就能自动振荡而产生矩形脉冲，其脉冲含有丰富的谐波成分，这种波形电路俗称多谐振荡器，由于没有稳定的状态，又称无稳态多谐振荡器。

多谐振荡器在数字电路中常作为脉冲信号源，电路类型多种多样，本文介绍常见的多谐振荡器电路。

一、数字(CMOS)集成电路
1.TC4069六反相器振荡器用TC4069和石英晶体制作的多谐振荡器电路见图1所示。

石英晶体最大的特点是当信号频率等于晶体谐振频率时，等效值最小，信号容易通过，在电路中形成正反馈，因而电路振荡频率决定晶体频率，与电路中其他元件无关。

只要更换不同的晶体，就可以得到不同的振荡频率。

2.采用相同的TC4069振荡器 R1、R2、C组成的多谐振荡器见图2。

电路中由于C的充、放电作用，使两个暂稳态中交替转换，输出矩形脉冲，其工作电压可选取3V～18V。

改变R2、C 的大小，可改变振荡频率。

R1是补偿电阻，可改变电源电压波形而产生振荡频率不稳。

3.CD40106六施密特触发器用CD40106B、R、D、C组成的多谐振荡器见图3。

利用D1、D2两只二极管的单向导通特性，分别形成充、放电回路，使输出矩形脉冲电路中的高、低电平持续时间不同，占空比得到调节。

改变R1、R2的阻值和C的容量，可使振荡频率发生变化。

施密特触发器输出端所接的反相器起到整形、隔离作用。

4060 14位二进制串行计数器/分频器/振荡器用CC4060、R1、R2和C组成的多谐振荡器见图4。

CC4060内部分为两部分:(1)是14级计数器/分频器，其分频系数为24～216，即为16～16384；(2)用外接电阻、电容构成多谐振荡器，产生较高的频率信号，经其内部分频后，从输出端Q4～Q14输出4～14次二分频后较低的、准确的频率信号。

二、LM324四运算放大器振荡器
用1/4的LM324等组成的多谐振荡器电路见图5。

该运放工作在电压比较器状态。

正反馈网络中的R2、R4对输出电压UO分压后，作为同相输入端③脚的基准电压V+，反相输入端②脚V-取自R3、C组成的积分电路C两端。

V-与V+进行比较，而决定输出电压UO电平的高低。

由于C不断在正、反两个方向充电和放电，使V-的电压不断大于V+和小于V+，输出电压UO也随之在低、高电平之间翻转，就会得到一定周期和频率的方波信号。

该振荡器最大特点:温漂小，频率稳定性高。

其振荡频率与R3、C的阻、容值有直接关系，与所用的运算放大器特性无关。

三、NE555时基集成电路振荡器
采用NE555时基集成块及外接阻、容元件组成的多谐振荡器电路见图6。

此电路主要是C1充电来维持第一个暂稳态，其持续时间为输出正脉冲宽度TWH，依C1的放电维持第二个暂稳态，其持续时间为输出负脉冲宽度TWL。

电路起振后C1两端电压总是在1/3～2/3V+之间变化。

电路中的D1、D2是将C1电容的充放电回路隔离。

通过改变R2的阻值，可使TWH及TWL得到改变，占空比得到调节。

四、分立元件振荡器
相同型号三极管由C、R组成的多谐振荡器电路见图7。

两个三极管之间采用阻容耦合，V1的集电极经C1连接V2的基极输入端，V2的集电极经C2连接V1的基极输入端，构成了闭合环路。

两晶体管交替的饱和导通、截止，工作于开关状态，使两管的集电极周期性在高电平和低电
平之间交替转换，而输出连续的矩形脉冲，矩形波的宽度与频率由R2、C1或R3、C2的阻值和容量调整。

互补三极管等的振荡器如图8所示，此电路采用两只不同极性的晶体管，V1是NPN型，V2为PNP型，互补连接形成正反馈的电路。

工作时，V1、V2交替地同时进入导通和截止状态。

R3是V1的负载电阻，又是V1导通时V2基极的限流电阻，R6是V2的集电极负载电阻，振荡脉冲信号由V2的集电极输出。

R1、C是反馈电阻和电容，改变其阻值和容量，可改变振荡频率的高低。