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多谐振荡电路构成的门电路优化方案

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:用门电路构成多谐振荡电路造价低,容易实现,在工程实际中常常遇到。下面介绍一种由门电路构成的环形振荡电路,是利用门电路的传输时间将奇数个反相器首尾相接构成的振荡电路,如图9.12所示。也就是说电路经过6个tpd完成一次循环,电路周而复始处于自激振荡状态。由于R1C的延迟时间远远大于门电路的tpd,从而使得电路的振荡周期取决于于R1C电路的延迟时间。图9.12环形振荡电路图9.13实用改进型环形振荡电路

多谐振荡电路构成的门电路优化方案

门电路构成多谐振荡电路造价低,容易实现,在工程实际中常常遇到。下面介绍一种由门电路构成的环形振荡电路,是利用门电路的传输时间将奇数个反相器首尾相接构成的振荡电路,如图9.12所示。该电路的振荡过程如下:设每个门的传输时间为tpd,H和L为每个门的输入、输出的高低电平,在某时刻T0时,ui1=L,ui2=H(延迟1个tpd),ui3=L(延迟2个tpd),uo=H(延迟3个tpd);则此时ui1=uo=H,ui2=L(延迟4个tpd),ui3=H(延迟5个tpd),uo=L(延迟6个tpd);此时ui1=uo=L(即6个tpd后返回T0时的状态),……。也就是说电路经过6个tpd完成一次循环,电路周而复始处于自激振荡状态。其振荡周期T=6 tpd。

由于tpd很小,TTL门只有几十纳秒,CMOS门约一、二百秒,所以上面的环形振荡电路不能获得低频脉冲,而且振荡频率也不能调节、不易稳定。实用的改进型环形振荡电路如图9.13所示。该电路加入了R1C延迟电路,当ui2跳变时,由于C、R1的作用,ui3并不是马上反相跳变,而是取决于R1C电路的延迟时间,也就是要在C充电(或放电)到使ui3达到G3阈值电平之后才能跳变,从而加大了了ui2到ui3的传输时间。由于R1C的延迟时间远远大于门电路的tpd,从而使得电路的振荡周期取决于于R1C电路的延迟时间。当ui2发生负跳变时,由于C的作用,会使ui3也立即产生负跳变,可能会给G3输入端产生较大的冲击,所以加入保护电阻R2。根据C充、放电等效电路,假设逻辑门的UOH=3 V,UTH=1.4 V,在R2>R1时,可推导出该电路的振荡周期T≈2.2R1C。

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图9.12 环形振荡电路

图9.13 实用改进型环形振荡电路

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