一、多谐振荡器特点 

1.多谐石英晶体振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。 

2.通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交替，从而产生自激振荡，无需外触发。 

3.输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的谐波分量，故称作多谐振荡器。

二、电路组成       

电路如图8.1(a)所示,定时元件除电容C之外,还有两个电阻R1和R2将高、低电平触发端(⑥、②脚)短接后连接到C与R2的连接处,将放电端(⑦脚)接到R1与R2的连接处。

三、工作原理      

接通电源瞬间t=to时,电容C来不及充电,uc为低电平,此时,555定时器内R=0,S=1,触发器置1,即Q=1,输出uo为高电平。同时由于Q=0,放电管V截止,电容C开始充电,电路进入暂稳态。

一般多谐振荡器的工作过程可分为以下四个阶段(见图(b)):  

(1)暂稳态I(O~tl):电容C充电,充电回路为VDD→R1→R2→C→地,充电时间常数为τ1=(R1+R2)C,电容C上的电压uc随时间t按指数规律上升,此阶段内输出电压uo稳定在高电平。  

(2)自动翻转I(t＝tl):当电容上的电压uc上升到了3/2VDD时,由于555定时器内S=0,R=1,使触发器状态Q由1变为0,Q由0变成1,输出电压uo由高电平跳变为低电平, 电容C中止充电。 

(3)暂稳态Ⅱ(t1~t2):由于此刻Q==1,因此放电管V饱和导通,电容C放电,放电回路为C→R2→放电管V→地,放电时间常数τ2=R2C(忽略V管的饱和电阻),电容电压uc按指数规律下降,同时使输出维持在低电平上。  

(4)自动翻转Ⅱ(t=t2):当电容上的电压uc下降到了3/1VDD时,由于555定时器内S=1,R=0,使触发器状态Q由0变为1,Q由1变成0,输出电压uo由低电平跳变到高电平,电容C中止放电。  

由于Q=0,放电管截止,电容C又开始充电,进入暂稳态I。   

以后,电路重复上述过程,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们交替变化,输出连续的矩形波脉冲信号。 

四、主要参数      

两个暂稳态维持时间T1和T2的计算公式如下：     

例题：试分析图23－2所示的占空比可调多谐振荡器的工作原理，并求振荡频率f和占空比D。

解：当555定时器输出高电平时，放电管V截止，电源VDD对电容C充电，此时充电回路为:VDD→R1→RP1→D1→C→地，充电时间常数：τ1=(R1+RP1)C。      

当电容电压充电到uc=32VDD时，定时器输出变为低电平，放电管V导通，电容C开始放电，放电回路为C→R2→D2→RP2→放电管V→地，充电时间常数τ2=(R2+RP2)C。  当电容电压充电到uc=31 VDD时，定时器输出变为高电平，放电管V截止，电容C又开始充电，如此循环下去便可稳定地输出矩形波。     

两个暂稳态的持续时间分别为

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