多諧振蕩器是一種不需外加觸發(fā)信號(hào)，在接通電源后，能自動(dòng)輸出矩形脈沖的電路。由于矩形波中含有豐富的高次諧波分量，所以又把矩形振蕩器稱為多諧振蕩器。

7.4.1  電路組成

圖7.4.1所示是用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，圖（a）為占空比固定的多諧振蕩器，其中、、為外接定時(shí)元件，555定時(shí)器的復(fù)位端與電源相接，控制電壓輸入端接電容起濾波作用，閾值輸入端（6）和觸發(fā)輸入（2）連起來接，放電三極管的集電極接在、之間。圖（b）為占空比可調(diào)的多諧振蕩器。

7.4.2  工作原理

先介紹圖7.4.1（a）的工作原理，

由于接通電源前，電容上無電荷，即，所以在接通電源瞬間電容來不及充電，，555內(nèi)部的電壓比較器輸出為1，電壓比較器輸出為0，基本觸發(fā)器被置1，即，，輸出為高電平，放電管處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)電路所處的狀態(tài)我們稱之為第一暫穩(wěn)態(tài)，這個(gè)狀態(tài)是不能長(zhǎng)久的，因在這個(gè)狀態(tài)下，電源通過、向充電，充電時(shí)間常數(shù)，隨著充電的進(jìn)行，電容兩端的電壓逐漸上升，如圖7.4.2所示。

當(dāng)電容的電壓上升到時(shí)，555內(nèi)部電壓比較器出現(xiàn)，輸出跳變?yōu)?，基本觸發(fā)器立即被置0，即，，輸出為低電平，放電管飽和導(dǎo)通，此時(shí)的狀態(tài)我們稱之為第二暫穩(wěn)態(tài)。這個(gè)狀態(tài)也是不能長(zhǎng)久的，因在這個(gè)狀態(tài)下，電容通過、的集電極放電，放電時(shí)間常數(shù)，（忽略了放電管飽和導(dǎo)通電阻）隨著放電的進(jìn)行，電容的電壓逐漸下降，如圖7.4.2所示。

當(dāng)電容的電壓下降到時(shí)，555內(nèi)部的電壓比較器輸出變?yōu)?，基本觸發(fā)器立即被置1，即，，輸出為高電平，放電管截止。即電路回到了第一暫穩(wěn)態(tài)。然后，電容又是充電，從開始上升……，可以看出：電路在第一暫穩(wěn)態(tài)和第二暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn)，電容的電壓在和之間振蕩，輸出在高電平與低電平間振蕩。

電路振蕩的周期可按下式計(jì)算

                         （7.4.1）

式中為電容充電電壓從上升到所持續(xù)的時(shí)間；為電容放電，電壓從下降到所持續(xù)的時(shí)間。

利用三要素公式，容易求出和。

          （7.4.2）

所以，電路振蕩周期為

通常將脈沖寬度與重復(fù)周期之比稱為占空比，所以圖7.4.1（a）所示的多諧振蕩器輸出脈沖的占空比為

                   （7.4.5）

由式（7.4.5）可知，占空比總是大于50%，即圖7.4.1（a）不能輸出方波信號(hào)。導(dǎo)致這個(gè)結(jié)果的原因，是由于電容的充電時(shí)間常數(shù)，而放電時(shí)間常數(shù)這樣就總時(shí)。

利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娞匦?，把電?img height="17" src="/uploads/allimg/111115/1G10S949-3.gif" style="vertical-align: middle" width="15" />的充電和放電回路隔離開來，再增加一個(gè)電位器，便可以得到占空比可調(diào)的多諧振蕩器，如圖7.4.1（b）所示。

由圖7.4.1（b）可以看出，電容的充電回路為：，充電時(shí)間常數(shù)為。同樣，可分析出其放電時(shí)間常數(shù)為。所以可求得

其占空比為：

因此，只要調(diào)節(jié)圖7.4.1（b）中的電位器，就可調(diào)節(jié)占空比。當(dāng)時(shí)，占空比，輸出對(duì)稱矩形脈沖—方波。上述電路輸出信號(hào)的頻率為：

顯然，改變、和的值可以改變電路振蕩頻率，也可以通過改變5腳的電壓改變電壓比較器的參數(shù)電壓和，以達(dá)到改變振蕩頻率的目的。

7.4.3  應(yīng)用舉例

圖7.4.3所示是用兩個(gè)多諧振蕩器構(gòu)成的模擬聲響電路。對(duì)于圖（a）振蕩器A的輸出接到振蕩器B的復(fù)位端（4腳），因此，當(dāng)為高電平時(shí)，振蕩器B振蕩，當(dāng)為低電平時(shí)，振蕩器B就停振。如果調(diào)節(jié)A振蕩器的定時(shí)元件、、，使其振蕩頻率，那么振蕩器B產(chǎn)生間歇振蕩的周期為1秒，即揚(yáng)聲器每秒發(fā)出一個(gè)鳴叫聲響。

對(duì)于圖（b），振蕩器A定時(shí)電容兩端的電壓經(jīng)比例放大器加以放大后接入到振蕩器B的5腳，以改變振蕩器B的兩個(gè)參數(shù)電壓，控制其振蕩頻率，即用控制振蕩器B的振蕩頻率。由于電容的電壓在和之間來回變化，可控制振蕩器B的振蕩頻率在一定范圍內(nèi)變化，使揚(yáng)聲器發(fā)生變音調(diào)的聲響。