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( a ) 邏輯電路圖 ( b )輸出波形圖 |
圖1 由三與非門構成的基本環形振蕩器 |
利用邏輯門電路的傳(chuan) 輸延遲時間,將奇數個(ge) 與(yu) 非門首尾相接,就可以構成一個(ge) 基本環形振蕩器。以三個(ge) “與(yu) 非”門為(wei) 例,如圖1所示。設某一時刻電路的輸出端vO3為(wei) 1,經過1個(ge) 傳(chuan) 延遲時間tpd後 vO1為(wei) 0,經過2個(ge) 傳(chuan) 延遲時間tpd後 vO2為(wei) 1,經過3個(ge) 傳(chuan) 延遲時間tpd後 vO3為(wei) 0。如此自動反複,於(yu) 是在輸出端得到連續的方波,且周期為(wei) 6tpd。這種電路簡單,但由於(yu) 門電路的傳(chuan) 輸延遲時間很短,因此這種振蕩器的振蕩頻率極高且不可調,所以實際中用處不大。
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圖2 RC環形振蕩器 |
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圖3 RC多諧環形振蕩器 各點波形圖 |
設在t1時 vI1( vO)由0上跳到1,則 vO1(vI2)由1下跳到0、 vO2由0上跳到1。根據電容C的電壓不能躍變的特點知必定引起一個RC電路的暫態過程。
首先,vI3必定跟隨vI2下跳。這個負跳變(因為RS很小之故,可近似認為就是G3門的輸入電壓)保持vO為1。
其次,由於vO2為高電平、vO1為低電平,故有電流通過電阻R對電容C進行充電,並使vI3逐漸上升。在t2時vI3上升到門電路的閾值電壓VT,使vO(vI1)由1下跳到0,則vO1(vI2)由0上跳到1,vO2由1下跳到0。 (2)第二個暫穩狀態(t2~t3)
首先,和第一個暫穩狀態相似,各門電路的狀態發生上述翻轉後,由於電容電壓不能躍變之故,vI3必定跟隨vI2上跳。這個正跳變保持vO為0。
其次,由於vO2為低電平、vO1為高電平,電容C經R及G2門開始放電,並使vI3逐漸下降。在t3時vI3下降到VT,使vO(vI1)又由0上跳到1,開始重複第一個暫穩狀態。
由於電容C的充、放電在自動地進行,故在輸出端vO得到連續的方波,其頻率由電容的充放電的時間常數決定。由於電容充放電回路不完全相同,故充電時間常數與放電時間常數有所區別。如采用的是TTL門電路,經過估算,震蕩周期約為