多谐振荡器基于555时基电路组成

设计振荡报警器

如图5.2.9所示是由555时基电路组成的多谐振荡器。电源接通之初电容C无电荷，TH和TL端电位为0，使比较器C1的输出uC1＝1，C2的输出uC2＝0，则基本RS触发器置位，此时输出信号uO为高电平，T管截止。随着电源通过R1和R2对C充电，使TH和TL端电位上升。当uC上升到2VCC/3时，即TH和TL端电位达到2VCC/3，使比较器C1的输出uC1＝0，C2的输出uC2＝1，则基本RS触发器复位，输出信号uO变为低电平，T管导通。此时电容C经R2和T管开始放电，使TH和TL端电位下降。当uC下降到VCC/3时，即TH和TL端电位降到VCC/3，使比较器C1的输出uC1＝1，C2的输出uC2＝0，则基本RS触发器置位，此时输出信号uO变为高电平，T管截止。如此周而复始地进行下去，则555时基电路的uO输出矩形脉冲信号，如图5.2.9（b）所示。

图5.2.9　用555时基电路组成的多谐振荡器和波形图

由式（5.2.2）得电容C的充电时间为

由式（5.2.3）得电容C的放电时间为

由式（5.2.8）和式（5.2.9）得该电路的振荡频率及占空比分别为

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【例5.2.1】苍蝇、蚊子和蟑螂等昆虫对23～64 kHz的超声波会产生厌恶感。不同的昆虫有一个特定的敏感频率。试设计一种超声波驱虫器，可达到驱除多种昆虫的目的。

图5.2.10　超声波驱虫器

解：如图5.2.10所示，超声波驱虫器由秒脉冲振荡器、计数—译码器和超声波发生器组成。计数-译码器CC4017的输出决定超声波的频率。在秒脉冲时钟的触发下，CC4017的Y0～Y9依次输出高电平，使二极管VD0～VD9依次导通来循环改变IC3的充电电阻，使IC3的第3脚每隔1秒钟改变一次超声波的频率。VD10跨接在IC3的第2脚与第7脚之间，其作用是使振荡信号的占空比达到1/2，以获得最大输出功率，使IC3的输出直接驱动压电扬声器向外发射超声波。

【例5.2.2】 如图5.2.11所示是将多谐振荡器用于倍压电路，可将＋10 V的电源电压提高到＋20 V输出。试分析其工作原理。

图5.2.11　例5.2.2的电路

解：如图5.2.11所示，虚线中的电路是多谐振荡器，其工作原理留给读者分析。

当振荡器输出低电平时，＋10 V的电源电压通过VD1对C2充电，充电完毕C2的左极板电位为0，右极板电位为＋10 V。当振荡器的输出跳变为高电平时，C2的左极板电位跳变为10 V，立即将其右极板电位抬升为＋20 V，此时VD1被反向偏置，＋20 V的电压通过VD2对C3充电，充电完毕C3的上极板电位为＋20 V。当振荡器的输出再跳变回低电平时，VD1和VD2均处于反向偏置，C2和C3均无放电回路，则uO基本上维持＋20 V的直流电压。