基于集成电路构成的振荡电路

在电子线路中，脉冲振荡器产生的CP脉冲是作为标准信号和控制信号来使用的，它是一种频率稳定、脉冲宽度和幅度有一定要求的脉冲。这种振荡器电路不需要外界的触发而能自动产生脉冲波，因此被称为自激振荡器。一个脉冲波系列是和这个脉冲的基本频率相同的正炫波以及许多和这个脉冲基本频率成整数倍的正炫波谐波合成的，所以脉冲振荡器有时叫做多谐振荡器。用集成电路构成的振荡器比用分立元件构成的工作要可靠的多，性能稳定。本电路汇编了用各种集成电路构成的大量振荡器电路。供读者在使用时参考。
  -、门电路构成的振荡电路
  1、图1是用CMOS与非门构成的典型的振荡器。当反相器F2输出正跳时，电容立即使F1输入为1，输出为0。电阻RT为CT对反相器输出提供放通电路。当CT放电达到F1的转折电压时，F1输出为1，F2输出为0。电阻连接在F1的输出端对CT反方向充电。当CT被充到F1的转折电压时，F1输出为0，F2为1，于是形成形成周期性多谐振荡。其振荡周期T=2。2RtCt。电阻Rs是反相器输入保护电阻。接入与否并不影响振荡频率。

2、图2是用TTL的非门构成的环形振荡器。三个非门接成闭环形。假定三个门的平均传输延迟时间都是t，从F1输入到F3输出共经过3t的延迟，Vo输出就是Vi的输入，所以输出端的振荡周期T=6t。该电路简单，但t数值一般是几十毫微秒，所以振荡频率极高，最高可达8MHz。

3、图3是用TTL非门电路组成的带RC延时电路的RC环形振荡器。当a点由高电平跳变为低电平时，b点电位由低边高，经门2使C点电位由高变低，同时又经耦合到d点，使d点电位上跳为高电平，所以门3输出即e点电位为低。随着c充电电流减少，d点电位逐渐降低，低到关门电压时门3关闭，e点由低变高，再反馈到门1，使b点由高变低，d点下降到较负的电压值，保证门3输出为高。当c放电使d点上升到开门电压时，门3打开，e点又由高变低，输出电压Vo又回复为低电平，如此交替循环变化形成连续的自激振荡。振荡周期T=2.2RC。R可用作频率微调，一般R值小于1k欧姆。RS是保护电阻。

4、图4是用与非门构成的晶体振荡器。该振荡器精度比较高，一般在10^-5，一般将其基准振荡信号作为时间基准来使用。由于受晶体体积的限制，晶体振荡器产生的脉冲频率都比较到，通常是几百KHZ~几MKZ。要想得到频率较低的标准脉冲，可以用脉冲分频器。

 

5、图5是用CMOS与非门构成的压控振荡器电路。该电路与图1所示电路类似，CT可由CX代替，RT由用VA调节的NMOS管代替。RT变换范围由1K~10K，其最小的值被并联的RE（10K）和NMOS管所决定。NMOS一般从1K~10^8欧姆。当VA=VS，N沟器件截止，则RT=R1=10K。当VA=VDD，NMOS管充分导通，RT=1K。这种振荡器的中心频率可以通过CX来调节。

6、图6是用与非门组成的可控振荡器。在图1的基础上，在门F1的一个输入端接一个控制电压，组成可控振荡器，当控制电压为1时，振荡器工作，输出矩形波；当控制信号电平为0时，振荡器停振，输出停留在低电平状态即无振荡信号输出。

7、图7是用与非门组成的LC振荡器。a为单只门LC振荡器，b为双门LC振荡器，c为三门LC振荡器。这种振荡器的频率误差比上述几种RC振荡器小，频率为F=1/2π√（2/LC），C=Ci=Co。

二、触发器构成的震荡电路
1、图8是用COMS电路D触发器组成的占空比可调的脉冲发生器。
  设电路初始状态Q为低电平，/Q为高，/Q端通过RB对CB充电，使CB的端电压升高，当达到S的置位电平时，则/Q由高变低，Q端由低变高，CA开始被充电，CB通过RB并联的D1放电，当CA的电压达到R的复位电平时，则复位，Q的电平又回到原来的状态，完成一个震荡周期。
  
   如 输出脉冲从Q端输出，脉冲持续时间TA=0.7RACA;截止时间TB=0.7RBCB;可通过调节其数值而改变占空比.
2、图9是用D触发器组成的相位控制和占空比可调的多功能震荡器，具有起振和停振控制；VC为起振；VP为高时V0就为高，为低时V0就为低，原理和图8似。

3、图10为用CD4528双单稳触发器构成的占空比和频率可调的多谐震荡器。

4、图11为4528组成的键控震荡器，K为高时，震荡起振。

5、图12、13为施密特触发器组成的震荡器，13为占空比可调的，原理网友自己参考上面的介绍理解。

三、555集成电路构成的震荡器
1、图14是用通用的555时基电路构成典型的振荡器。当电源接通时，VCC通过电阻RA和RB向电容C充电。当电容刚充电时，由于2脚处于零电平，所以输出端3脚是高电平，当电源经RA、RB向C充电直到VC大于2/3VCC时，输出由高变低，电路内部放电管导通，电容C经RB和放电管（7脚）放电，到VC小于1/3VCC时，输出又由低变高，C再次充电，如此周期重复，开成振荡，电路振荡周期T=0.7（RA+2RB）C，改变RA、RB可改变其振荡频率。
2、图15（a)-(c）是用555电路组成另一类振荡器。其原理与图14类同。图14中调节R、C的值，都可改变充放电时间，因此充放电的时间常数不能单独调整。在图15（a)-(c）中，设置了充放电引导二极管，充放电电阻RA、RB可以单独调节，在RA=RB的情况下，可以获得占空比为50%的方波。
  

3、图16是555电路与外接电阻R和电感L组成的多谐振荡器，其振荡频率与R、L的值有关。通电瞬间，电感线圈L中的电流不能突变，IL=0，故2、6脚为“1”，3脚输出为“0”，电路内部放电管导通，L两端电压近似于电源电压，随着IL的增加，VL逐渐减小，即2、6脚的电位随之下降，降到1/3VCC时，输出由低变高，此时555的内放电管截止，IL将减小。2、6脚电位随IL的减小不断上升，上升到2/3VCC时，输出由高变低，振荡频率f与R成正比，与L成反比，在实际应用中一般调节R来改变振荡频率。
  
四、其它集成电路构成的振荡电路
1、图17是用TTL的数据选择器T570构成的多谐振荡器。T570四位二选一，每片有4位，每位有D0、D1两路数据输入端和一路输出端P，每片有一个选择控制端A和一个功能控制端S。图中，R、C组成积分延时环节，利用电容C的充放电来控制选择控制端A的电位VA，使其在门限电平VT2上下变化，从而实现电路不断自动翻转产生方波信号的输出目的，其振荡周期T=2RC。

2、图18是用CMOS的模拟电子开关CC4066组成的振荡器。图中用二只电子开关构成正反馈电路，它的电路振荡比较稳定。振荡频率由阻容元件决定。当R1=R2，C1=C2时，电路产生方波，f=1/2RC