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摘要

方波發(fā)生器是一種能夠產(chǎn)生方波的非正弦波形振蕩器。施密特觸發(fā)電路是方波發(fā)生器的一種實(shí)現(xiàn)。方波發(fā)生器的另一個(gè)名稱是自由運(yùn)行的多諧振蕩器。下面一起來(lái)了解一下方波發(fā)生器電路圖和應(yīng)用。

什么是方波發(fā)生器？方波發(fā)生器其實(shí)是一種能夠產(chǎn)生方波的非正弦波形振蕩器。施密特觸發(fā)電路是方波發(fā)生器的一種實(shí)現(xiàn)。方波發(fā)生器的另一個(gè)名稱是自由運(yùn)行的多諧振蕩器。下面一起來(lái)了解一下方波發(fā)生器電路圖和應(yīng)用。

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方波發(fā)生器電路圖

1、使用施密特觸發(fā)器的方波發(fā)生器

施密特觸發(fā)器方波發(fā)生器電路的工作與與非門的實(shí)現(xiàn)非常相似。施密特觸發(fā)器電路如圖所示。這里也由 RC 網(wǎng)絡(luò)提供時(shí)序。逆變器將其反饋形式的輸出作為輸入之一。

使用施密特觸發(fā)器的方波發(fā)生器電路圖

最初，非門輸入小于最小閾值電壓。所以輸出狀態(tài)為高。現(xiàn)在電容器開(kāi)始通過(guò)電阻 R 充電1. 當(dāng)電容器兩端的電壓達(dá)到最大閾值電壓時(shí)，輸出狀態(tài)再次下降到低電平。這個(gè)循環(huán)一次又一次地重復(fù)并產(chǎn)生方波。方波的頻率由 [Latex]f=frac{1}{1.2RC}[/Latex]

2、使用與非門的方波發(fā)生器

使用與非門是制作方波發(fā)生器的最簡(jiǎn)單方法之一。我們需要以下組件來(lái)構(gòu)建電路：兩個(gè)與非門、兩個(gè)電阻器和一個(gè)電容器。該電路如圖所示。電阻-電容網(wǎng)絡(luò)是該電路中的時(shí)序元件。G1 與非門控制其輸出。這個(gè) RC 網(wǎng)絡(luò)的輸出反饋給 G1 通過(guò)電阻R1 作為輸入。這個(gè)過(guò)程一直發(fā)生到電容器充滿電為止。

使用與非門的方波發(fā)生器電路圖

當(dāng) C 兩端的電壓達(dá)到 G 的正閾值時(shí)1，與非門改變狀態(tài)。現(xiàn)在電容器放電到 G 的負(fù)閾值1，然后門再次改變它們的狀態(tài)。這個(gè)過(guò)程在一個(gè)循環(huán)中發(fā)生并產(chǎn)生一個(gè)方波。此波形的頻率使用 [Latex]f=frac{1}{2.2RC}[/Latex] 計(jì)算。

3、使用晶體管的方波發(fā)生器

另一種構(gòu)建方波發(fā)生器（無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器）的技術(shù)是使用 BJT 或雙極結(jié)型晶體管。該方波發(fā)生器或非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的操作取決于 BJT 的開(kāi)關(guān)特性。當(dāng) BJT 作為開(kāi)關(guān)時(shí)，它有兩種狀態(tài)——開(kāi)和關(guān)。如果我們連接+Vcc 在 BJT 的集電極端，當(dāng)輸入電壓 Vi 小于 0.7 伏，則 BJT 處于關(guān)閉狀態(tài)。在關(guān)斷狀態(tài)下，集電極和發(fā)射極端子與電路斷開(kāi)。

使用晶體管的方波發(fā)生器電路圖

因此，晶體管表現(xiàn)為開(kāi)路開(kāi)關(guān)。所以我c=0 (我c 是集電極電流）和集電極端子和發(fā)射極端子之間的電壓降（Vce) 為正 Vcc。

現(xiàn)在當(dāng) Vi>0.7 伏時(shí)，BJT 處于導(dǎo)通狀態(tài)。我們將集電極和發(fā)射極端子短路。因此，Vce=0 和電流 Ic 將是飽和電流。

電路圖如圖所示。這里，晶體管S1 和S2 看起來(lái)相同，但它們具有不同的摻雜特性。秒1 和S2 有負(fù)載電阻 RL1 和強(qiáng)化學(xué)習(xí)2 并且通過(guò) R 有偏1 和R2， 分別。S的集電極端子2 連接到 S 的基極1 通過(guò)電容器 C1, 和 S 的集電極1 連接到 S 的基極2 通過(guò)電容器 C2。因此，我們可以說(shuō)非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器由兩個(gè)相同的共發(fā)射極配置制成。

輸出是從兩個(gè)收集器中的任何一個(gè)到地面獲得的。假設(shè)我們正在服用 Vc2 作為輸出。所以整個(gè)電路連接到電源電壓Vcc. V 的負(fù)端cc 接地。當(dāng)我們關(guān)閉開(kāi)關(guān) K時(shí)，兩個(gè)晶體管都試圖保持導(dǎo)通狀態(tài)。但最終，其中一個(gè)保持在開(kāi)啟狀態(tài)，另一個(gè)保持在關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng) S1 處于導(dǎo)通狀態(tài)，S的集電極和發(fā)射極端1被短路。所以，Vc1=0。同時(shí)，S2 處于關(guān)閉狀態(tài)。

因此，集電極電流 Ic2=0 和 Vc2=+Vcc。所以對(duì)于 T1 時(shí)間間隔，晶體管 Vc1 保持邏輯 1，而 Vc2 保持邏輯 0。而 S2 處于關(guān)斷狀態(tài)，電容器 C2 被收費(fèi)。讓我們說(shuō) C 兩端的電壓2 是 Vc2. 所以我們將電容器的正極連接到 S 的基極2, 電容器的負(fù)端到 S 的發(fā)射極2. 所以電壓 Vc2 直接提供給S的基極和發(fā)射極端2。

由于電容器不斷充電，一段時(shí)間后，Vc2 上升到 0.7 伏以上。此時(shí)，S2進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，S的集電極和發(fā)射極端之間的電壓差2 等于零。現(xiàn)在，S1 動(dòng)作在導(dǎo)通狀態(tài)，S的輸出電壓1 是+Vcc. 電容器 C1開(kāi)始充電，當(dāng)電容器兩端的電壓超過(guò) 0.7 伏時(shí)，S1 再次改變它的狀態(tài)。所以對(duì)于 T1 時(shí)間間隔，晶體管 Vc1 保持邏輯 0，而 Vc2 保持在邏輯 1。

這種現(xiàn)象會(huì)自動(dòng)重復(fù)，直到電源關(guān)閉。V 之間的連續(xù)過(guò)渡cc 0 產(chǎn)生方波。

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方波發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn)

該電路可以很容易地設(shè)計(jì)。它不需要任何復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

它具有成本效益。

方波發(fā)生器的維護(hù)非常容易。

方波發(fā)生器可以產(chǎn)生最大頻率的信號(hào)。

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方波發(fā)生器的應(yīng)用

它用于產(chǎn)生方波和其他從方波產(chǎn)生三角波或正弦波的電路。

方波發(fā)生器可用于控制時(shí)鐘信號(hào)。

它用于樂(lè)器以模擬各種聲音。

函數(shù)發(fā)生器，陰極射線示波器，使用方波發(fā)生器。

以上就是對(duì)方波發(fā)生器電路圖和應(yīng)用圖的相關(guān)介紹，希望能幫助大家更好的理解！

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審核編輯：黃飛

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