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1、10.2 TTL 门电路组成的电容正反馈多谐振荡器10.2.1 TTL 门电路组成的电容正反馈多谐振荡器结构和原理由 TTL 门电路组成的电容正反馈多谐振荡器基本电路如图10.2.1 所示。它是两级 TTL 与非门由电容 C 构成正反馈的电路。在多谐振荡器工作过程中，主要依靠电容 C 的充、放电，引起d 点电位 vd的变化。当 vd达到 TTL 门阈值电压 Vth时，引起与非门状态的翻转。假设某时刻由于电容 C 的充电，使 vd逐渐上升，当vd上升至 vdV th时，与非门 G1将由关态变为开态，使输出 va由高电平下跳至低电平，与非门 G2由开态变为关态，输出 vb由低电平上跳至高电平。由于
2、电容 C 端电压不能突变，使 d 点电位 vd也随 vb的上跳而上跳，维持与非门 G1处于开态，与非门 G2处于关态。以后电容 C 放电， 随着电容 C 的放电，v d电位逐渐下降。在 vd下降至 Vth之前，这段时间称为暂态，其工作波形如图 10.2.2(b)中 t1 t2期间的波形所示。当 vd随 C 放电下降至阈值电压 Vth时，即 vd Vth时，与非门 G1由开态变为关态，输出 va由低电平上跳至高电平，使与非门 G2由关态变为开态，输出va由高电平下跳至低电平。电路又一次自动翻转，如图 10.2.1(b)中 t2时刻所示。由于有电容 C，v d随 vb的下跳而下跳，维持与非门 G1
3、关态，与非门 G2开态。当与非门 G1处于关态，与非门 G2处于开态后，电容 C 充电，其等效电路如图 10.2.2(b)所示。随着 C 充电，v d点电位逐渐上升，在 vd上升至 Vth之前，这段时间称为暂态，其波形如图 10.2.1(b)中 t2 t3期间的波形所示。当 vd上升至 Vth时，与非门 G1又由关态变为开态，与非门 G2由开态变为关态，进入暂态。以后不断重复上述过程，从而形成周期振荡，在输出端就获得矩形波 vb。10.2.2 振荡周期的计算1. 暂稳态持续时间 tW1的计算由图 10.2.1(b)可见，在 t1-时刻，与非门 G1处于关态，与非门 G2处于开态，以后电路发生翻
4、转，在 t1+时刻，与非门 G1处于开态，与非门 G2处于关态，进入暂态。电容 C 放电，等效电路如图 10.2.2 (a)所示。由图 10.2.1(b)和图 10.2.2(a)可得暂态的持续时间为其中 1=(Ro+R)Cv d()=v a=0.3V0Vv d(t2-)=Vth=1.4Vv d(t1+)=Vth+V V= Vb VOH-VOL VOH将上述结果代入 得到2. 暂稳态持续时间 tW2的计算在 t2-时刻，与非门 G1处于开态，与非门 G2处于关态，在 t2+时刻，电路发生了翻转，与非门 G1处于关态，与非门 G2处于开态，进入暂态。电容 C 充电，等效电路如图10.2.2(b)所
5、示。如图 10.2.1(b)和图 10.2.2(b)，可得暂态持续时间 其中 2=(R+Ro) R1C v d()=v a=VOH=3.6V v d(t3-)=Vth=1.4V v d(t2+)=Vth+ V V=vb(t2+)-vb(t2-)=VOL-VOH =-VOH 将上述结果代入上式得到3. 振荡周期 T=tW1+tW2假设图 10.2.1(a)中， R=1k, RO=100, R1=4k,C=1000pF,则振荡周期 T=tW1+tW2=2.18 s 。1. 输出脉冲宽度 tW输出脉冲宽度 tW，也就是暂稳态的维持时间，可以根据 vR的波形进行计算，为了计算方便，对图 10.5.2 的 vR的波形，将触发脉冲作用的起始时刻 t1作为时间起点， RC , 于是有根据 RC 电路瞬态过程的分析，可得到： vR(t)=vR()+v R(0+)-vR()e -t/当 t=tW时，v R(tW)=Vth，代入上式可求得：当 Vth=VDD/2，则 tW0.7 RC
