一、基本工作原理

 

　　通常由一個或多個翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器（Flip-Flop）以及反饋回路組成。翻轉(zhuǎn)觸發(fā)器是一種具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)的存儲元件，可以根據(jù)輸入信號的變化在兩個狀態(tài)間切換。反饋回路的作用是將輸出信號的一部分反饋到輸入端，從而實現(xiàn)自激振蕩。

 

　　核心原理是通過反饋延遲產(chǎn)生周期性的狀態(tài)切換。當系統(tǒng)的反饋路徑產(chǎn)生合適的相位延遲時，輸出信號就會在正負狀態(tài)之間周期性變化，形成振蕩輸出。常見可以由RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器或D觸發(fā)器構(gòu)成，具體選擇取決于設計需求。

 

　　二、特性

 

　　1.頻率穩(wěn)定性：它的輸出頻率通常由其電路的結(jié)構(gòu)、延遲時間和反饋機制來決定。理想情況下，翻轉(zhuǎn)振蕩器應該具有穩(wěn)定的振蕩頻率，不受外界干擾影響。然而，由于電路中各種器件的參數(shù)和制造公差，實際的振蕩器可能會出現(xiàn)一定的頻率偏差。

 

　　2.周期性輸出：它的輸出信號在其工作條件下表現(xiàn)為周期性的波形。周期的長短與振蕩器內(nèi)部的反饋延遲和驅(qū)動信號的頻率密切相關，通常需要根據(jù)具體應用進行優(yōu)化設計。

 

　　3.相位穩(wěn)定性：由于它通過反饋機制進行振蕩，輸出信號的相位穩(wěn)定性是其重要特性之一。在設計時，必須確保反饋路徑的相位延遲恰到好處，以避免產(chǎn)生相位誤差，影響振蕩性能。

 

　　4.噪聲免疫性：它的工作受到輸入信號質(zhì)量的影響。在低質(zhì)量信號環(huán)境下，它可能會受到噪聲的干擾，導致頻率漂移或不穩(wěn)定的輸出。因此，在實際應用中，良好的噪聲抑制設計是必要的。

 

　　三、性能指標

 

　　1.振蕩頻率：振蕩器的頻率是其最重要的性能指標之一。理想情況下，頻率應該是準確和穩(wěn)定的，但在實際應用中，頻率可能會受到電源波動、溫度變化等因素的影響。因此，設計時需要通過優(yōu)化電路參數(shù)來控制頻率的精度和穩(wěn)定性。

 

　　2.占空比：占空比是指輸出信號高電平的時間與整個周期時間的比值。對于某些應用，特別是時鐘生成和頻率合成，精確控制占空比非常重要。一般來說，理想的占空比是50%，但不同的應用可能需要不同的占空比。

 

　　3.功耗：它的功耗與電路的工作頻率、器件的特性以及電源電壓等因素密切相關。在高頻振蕩器中，由于開關頻率較高，功耗可能較大。因此，設計時應根據(jù)應用需求權(quán)衡功耗和振蕩器性能。

 

　　4.啟動時間：啟動時間是指從翻轉(zhuǎn)振蕩器開始工作到輸出信號穩(wěn)定所需的時間。在一些高精度時序系統(tǒng)中，啟動時間的優(yōu)化至關重要，過長的啟動時間可能會影響系統(tǒng)的響應速度。

 

　　5.抗干擾能力：它的抗干擾能力與電路的設計密切相關。一個良好的振蕩器應該能夠在一定的噪聲和外部干擾下保持穩(wěn)定工作，特別是在工業(yè)或通信環(huán)境中，抗干擾性尤為重要。

 

　　四、應用

 

　　1.時序電路：在時序電路中用于生成時鐘信號，為其他數(shù)字電路提供定時信號。

 

　　2.頻率合成：在頻率合成器中，可用來產(chǎn)生基準頻率或多個頻率的信號。

 

　　3.數(shù)字信號處理：在數(shù)字通信和信號處理系統(tǒng)中，用于產(chǎn)生同步時鐘信號。

 

　　4.脈沖生成：還可以用于脈沖信號的產(chǎn)生，廣泛應用于控制系統(tǒng)和計數(shù)器中。