电子设计教程43：流水灯电路-非对称式多谐振荡器

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2023-03-02 04:56 38阅读 0赞

接下来几篇将做一个流水灯电路，本文是流水灯电路的第一节，介绍用反相器产生非对称式多谐振荡器。

流水灯电路将以一定的速度来“流水”，必然需要周期变化的脉冲信号作为系统的“心跳”。之前学习过的矩形波发生电路，用555定时器产生的多谐振荡器，它们都可以作为脉冲信号。本文再学习一个新的脉冲发生电路：使用反相器产生的非对称式多谐振荡器。  
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反相器从逻辑上来讲就是个非门。反相器的输出与输入逻辑相反，如果输入“0”，那么就输出“1”，输入“1”则输出“0”。但输入电压可能介于“0”和“1”之间，所以我们假设有个阈值电压为VH（其实有可能从“0”到“1”与从“1”到“0”的阈值电压略有差别，此处为了简便，认为是同一个电压）。  
  上图这个电路需要2个反相器，以及1个RC充放电延迟环节（电阻RF与电容C），RP是个保护电阻，限制流入反相器的电流。我们首先假设Vi1>VH，那么Vo1为低，Vo2为高。忽略反相器内部的电阻，则Vo1相当于接GND，Vo2相当于接Vcc，电路可以转化为如下情况（我们称之为暂稳态情况一）：  
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不难分析出，电容将经由电阻RF放电，随着电容不断放电，Vi1的电压会不断降低，可见Vi1为高电平并非稳定状态。  
  当Vi1<VH时，Vo1为高，Vo2为低。如果Vi1进一步减小，则Vo2也进一步减小，且分析瞬间现象，Vo2的减小会经由电容，导致Vi1也减小。这是一个正反馈的过程，结果就是当Vi1<VH之后，Vi1会瞬间变为最小值。电路转化为如下情况（我们称之为暂稳态情况二）：  
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然后VCC经由电阻RF为电容充电，随着电容不断充电，Vi1的电压会逐渐上升，直到大于VH，然后由于正反馈，VH会瞬间变为最大值，变为暂稳态情况一。  
  可以看出此电路无需外加触发信号，就能够产生矩形波，如下图，占空比为50%，高电平持续时间T其实也是电容放电的时间，可以推出T大约为1.1倍的RC充放电时间常数。  
![在这里插入图片描述][20200727174442893.png]

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