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1、编号：069050241066由蒙专厌涙大学本科毕业论文题目学院专业年级姓名指导教师完成日期多谐振荡器物理与电子信息学院 电子信息科学与技术 06级2班张云包常明2010-06-01目录中文摘要及关键词 2 英文摘要及关键词 3 引 言 4 一 多谐振荡器的介绍及工作原理 41.1 多谐振荡器电路结构 4 1.2反馈的概念及简单介绍 51.3 多谐振荡器中的放大器 71.4多谐振荡器的工作原理 8二 设计多谐振荡电路 102.1 用分离元件设计（输出端接 RC 负载） 102.2 元件参数要求 11 2.3设计印刷电路板图 112.4多谐振荡电路的安装12三 多谐振荡电路的调整与性能测试 12
2、3.1多谐振荡电路的调整 133.2多谐振荡器性能测试 133.3问题讨论及波形频率14四 结束语 15 参考文献 16 致谢 17 简历 18摘要多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。它是 利用深度正反馈，通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止，从而自激产生 方波输出的振荡器，常用作方波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外， 还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。在工作时， 电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号，常 用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号，在生活中有广泛的运用。本文主要介 绍一种由分立元件（放大器
3、）设计的多谐振荡器。关键词： 多谐振荡器 正/负反馈 放大器 占空比AbstractThe multivibrator is one kind can produce the rectangular wave self-excited oscillator, also calls the square-wave generator.It uses the depth regeneration, through anti- allows the coupling to cause two electronic device in turn breakover and the closure, t
4、hus the autoexcitation produces the square-wave output oscillator,Often serves as the square wave-form oscillator.The multi-harmonies refer to in the rectangular wave besides the fundamental wave ingredient, but also includes the rich higher harmonic ingredient.The multivibrator does not have the st
5、able state, only then two temporarily stable states.When work, the electric circuit condition automatically in turn transforms temporarily between these two stable states, from this produces the rectangular wave pulse signal, often serves as in the pulse supply oscillator and the sequence circuit cl
6、ock signal, has the widespread utilization in the life.This for mainly introduces two methods designs many thanks oscillator.Key word: Multivibrator Oscillator/negative feedback Amplifiers Dutyfactors引言多谐振荡器又称为无稳电路，主要用于产生各种方波或者时间脉冲信号。 它是一种自激振荡器，在接通电源之后，不需要外加触发信号，便能自动的产生 矩形脉冲波。由于矩形脉冲波中含有丰富的高次谐波分量，所以习
7、惯上又把矩形 波振荡器称为多谐振荡器。能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。多谐振荡器一般没有集成器件，它通常是由集成逻辑门或其他中规模集成电 路搭接而成，它还可以由施密特触发器或集成 555 定时器来实现。多谐振荡器在 生产实践和科技领域中有着广泛的应用，在这里本文先从多谐振荡器的原理及反 馈的基本概念入手。多谐振荡器一般是由分立元件、集成运放以及门电路组成， 这里首先介绍一种由分立元件（放大器）设计的多谐振荡器。一 多谐振荡器的介绍及工作原理多谐振荡器电路是一种矩形波产生电路。这种电路不需要外加触发信号，便 能连续地周期性地自行产生矩形脉冲。该脉冲是由基波和多次谐波构成，因此称 为多
8、谐振荡器电路。多谐振荡器产生的波形在同步电路、同步时序电路中，作为时钟信号的矩形 脉冲波，控制（起同步）和协调着整个系统的工作。在通信原理中数字基带信号 的码型波形等很多场合用到多谐振荡器出来的脉冲。下面我先分析多谐振荡器的 结构、工作原理以及多谐振荡器产生波形指标。1.1 多谐振荡器电路结构1.1.1 多谐振荡器组成电路原理图多谐振荡器是由放大器、正负反馈网络和稳幅环节电源等组成，电路组成框 图及电路原理图如图 1 和图 2 所示。1.1.2 多谐振荡器组成电路特点从双稳态触发器电路角度来分析的话，相当于把双稳态触发器电路的两支电 阻耦合支路改为电容耦合支路。那么电路就没有稳定状态，而成为无
9、稳电路，即 变成了多谐振荡器。开机由于电路参数的微小差异和正反馈，使一支管子饱和， 另一支截止，出现一个暂稳态。设BG1饱和，BG2截止，这样周而复始可产生 矩形脉冲。1.2 反馈的概念及简单介绍在振荡器中反馈是一个很重要的概念，所以这里我先介绍一下1.2.1 振荡器中反馈的概念图 1 多谐振荡器组成框图Figure1 Multivibrator composition diagram所谓反馈，就是将放大电路的输出量（电压或电流信号）的一部分或全部，通 过一定方式（元件或网络）返送到输入回路的过程，完成输出量向输入端回送的电 路称为反馈元件或反馈网络，具有反馈元件的放大电路称为反馈放大电路。图
10、 2 多谐振荡器原理图Figure2 Schematic multivibrator1.2.2如何判断反馈类型1. 通常采用瞬时极性法来判别正、负反馈。其步骤为：(1) 假设在原输入信号作用下，晶体管的基极电位在某一瞬时的极性。瞬时极性为“ + ，指电位升高；瞬时极性为“-，指电位降低；(2) 根据晶体管集电极瞬时极性与基极的瞬时极性相反，而发射极的瞬时极 性与基极的瞬时极性相同，以及电容、电阻等反馈元件不会改变瞬时极 性来决定各点的瞬时极性；(3) 判断反馈信号对输入信号是加强还是削弱。如果反馈信号增强了输入信 号的作用，使放大电路的放大倍数增加为正反馈，反之为负反馈；2. 反馈类型的判断，
11、一般反馈类型的判断分以下几个步骤：(1) 找出联系输出回路与输入回路的反馈元件，判断有无反馈；(2) 判别反馈极性，采用瞬时极性法判别是正反馈还是负反馈；(3) 判别是电压反馈还是电流反馈。可用两种方法判别，一是反馈网络直接 接在放大电路电压输出端，或者说输出端的取样对象为V。,称为电压反 馈；二是令输出电压V。为零，判断反馈电压是否存在，短路后如果反馈 电压Vf为零，就是电压反馈，反之，称为电流反馈；(4) 判别是串联反馈还是并联反馈。可用两种方法判别，一是在输入端看反 馈信号与输入信号是否以电压形式相叠加，若以电压形式相叠加则为串 联反馈，反之为并联反馈；二是令输入信号Vi为零，若反馈电压
12、Vf仍 能作用到放大电路输入端为串联反馈。对共射电路来说，若反馈信号引 至发射极为串联反馈，反馈信号引至基极则为并联反馈；1.2.3两种反馈类型各有何用途按极性分有正反馈和负反馈两类；按其与放大器输出端的连接方式分电压反 馈和电流反馈；按反馈信号与放大器输入信号的连接方式分并联反馈和串联反 馈。在放大电路中，引入反馈使放大器的放大倍数减小为负反馈。反之，使放大 器的放大倍数增大为正反馈。正反馈虽然能提高放大倍数，但会使放大器的性能 变坏，在放大电路中应用很少，一般只在振荡脉冲电路中采用。而负反馈虽然使 放大倍数有所下降，但它却能改善放大器的性能，因此应用比较广泛。在放大电路中，引入电压负反馈，
13、将使输出电压保持稳定，其效果是减小了电路 的输出电阻；而电流负反馈将使输出电流保持稳定，因而增大了输出电阻。在放 大电路中，引入并联负反馈可使放大电路中输入电阻减小，并联负反馈是把反馈 电流与输入电流并联起来，其作用是削弱输入电流；而串联负反馈可使放大电路 中输入电阻增大及把反馈电压与输入电压串联起来，其作用是对输入信号电压起 削弱作用。原理图中,放大管BG的集电极输出信号又通过q加到放大管BG2的基极， 这就是一个正反馈。放大管BG2的集电极输出信号又通过C2加到放大管BG1的 基极也是一个正反馈。而且这个反馈信号是代替放大电路的输入信号，使放大电 路能正常工作，维持振荡输出。1.3 多谐振
14、荡器中的放大器放大电路是多种多样的，有分离元件组成的，它根据电路中的连接方式可分 为共射极放大电路、共基极放大电路、集成运放组成的放大电路等。我这里采用了分离元件组成的共射极放大电路，因为共射极放大电路的放大倍数大，它对电 流、电压及功率都有很大的放大作用，且电路简单易行，在电路中连接也方便等 特点。电源使用 1.5V 直流电源供电，这样使用也方便。由于电源的纹波有可能 影响振荡器的正常工作，这里加一个电源滤波电容 C3。1.4 多谐振荡器的工作原理1第一个暂稳态过程设 BG1 和 BG2 的工作点都选择在放大区（只要适当地选择 Rb1、Rb2、Rc1 、 r2的值即可实现），当接通电源以后，由于电路参数的微小差别，或者由于干扰 c2的影响， BG1、BG2 的导通程度不可能完全一样。假定 BG1 导通稍快一点，则 Vc1 下降就会快些，从而引起如下的正反馈过程：c1Vc1 Jf V b2 Jf i b2 Jf i c2 Jf Vc2Vjf ii C1 t 因而使BG1迅速饱和，BG2迅速截止，电路进入暂稳态。在暂稳状态期间，电容C2充电，C1放电，充、放电回路如图3所示。
