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电容正反馈的多谐振荡器的工作过程

电容正反馈的多谐振荡器的工作过程:
与环行振荡器不同的是,该震荡器中门电路被偏置在放大区域,即门电路的静态工作点位于传输特性曲线的转折区内,这是由G1输入端和输出端之间跨接的电阻R确定的。

对于CMOS门电路来说,因为其输入电阻极大,所以输入电流趋于零。

由于输入、输出之间跨接了电阻R,所以必有V O1=V I1。

如果门电路的阈值电压为1/2V DD,则有V01=V I1=V DD/2。

也就是把G1偏置在了转折区重点,这也是CMOS门电路传输特性中电压转换最陡的一段,很小的输入电压变化,就可以引起输出电压较大的变化。

所以这是的门电路具有了电压放大作用。

由于G2 输入与G1输出相接,G2输入电压也为1/2V DD,也工作在放大区域。

这个电路在加上电源后,即可产生自激振荡,这可通过下面的振荡过程来说明。

通电时G1输入电压VI1极小的波动的,都会引起下面的强烈的正反馈过程:
这里假设开始时,VI1有微小的上升,经过G1的反向放大后,使得G2输入电压VI2有较大的下降,再经G2进一步放大后,其输出电压V02比起VI1就有了更大的幅度变化。

这个变化的电压经由C反馈回G1输入时,由于V02与VI1相位相同,起到了增强VI1的作用,所以是一个正反馈过程。

这一过程经过多次循环后,很快就促使G1导通, G2截止。

电路进入第一个暂稳态。

随着电容C放电过程的进行,VI1由高电平逐渐下降,当降至VT时,又一个正反馈过程发生:
G1迅速截止,G2迅速导通,电路进入第二个暂稳态。

同时,电容C开始充电。

随着电容C的充电,VI1逐渐上升,当升至VT时,又进入上述的第一个正反馈过程,电路重新转变为第一个暂稳态。

因此,电路便不停地振荡下去。

这就是该电路的振荡工作过程。

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