電子設計教程43 流水燈電路 非對稱式多諧振盪器

2021-10-08 14:09:02 字數 932 閱讀 3425

接下來幾篇將做乙個流水燈電路,本文是流水燈電路的第一節,介紹用反相器產生非對稱式多諧振盪器。

流水燈電路將以一定的速度來「流水」,必然需要週期變化的脈衝訊號作為系統的「心跳」。之前學習過的矩形波發生電路,用555定時器產生的多諧振盪器,它們都可以作為脈衝訊號。本文再學習乙個新的脈衝發生電路:使用反相器產生的非對稱式多諧振盪器。

反相器從邏輯上來講就是個非門。反相器的輸出與輸入邏輯相反,如果輸入「0」,那麼就輸出「1」,輸入「1」則輸出「0」。但輸入電壓可能介於「0」和「1」之間,所以我們假設有個閾值電壓為vh(其實有可能從「0」到「1」與從「1」到「0」的閾值電壓略有差別,此處為了簡便,認為是同乙個電壓)。

上圖這個電路需要2個反相器,以及1個rc充放電延遲環節(電阻rf與電容c),rp是個保護電阻,限制流入反相器的電流。我們首先假設vi1>vh,那麼vo1為低,vo2為高。忽略反相器內部的電阻,則vo1相當於接gnd,vo2相當於接vcc,電路可以轉化為如下情況(我們稱之為暫穩態情況一):

不難分析出,電容將經由電阻rf放電,隨著電容不斷放電,vi1的電壓會不斷降低,可見vi1為高電平並非穩定狀態。

當vi1然後vcc經由電阻rf為電容充電,隨著電容不斷充電,vi1的電壓會逐漸上公升,直到大於vh,然後由於正反饋,vh會瞬間變為最大值,變為暫穩態情況一。

可以看出此電路無需外加觸發訊號,就能夠產生矩形波,如下圖,占空比為50%,高電平持續時間t其實也是電容放電的時間,可以推出t大約為1.1倍的rc充放電時間常數。

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