Question

跪求电子高手，教我分析下该电路

如图所示两个电路，这类电路工作原理是怎么样的，如何去分析它们的震荡频率，等等。
为什么第二个图第一个与非门的一端加上高电平就能起震了。如何推导出T=2.2RC，忘了是不是这个公式，反正是有个量是等于2.2RC的。
说的越详细越好。先谢了。

Answer 1

第一个图的工作原理：这是典型的RC振荡电路。假设A点是电位降低，则经过反相器（非门）后B点是电位上升，然后C点是电位降低，经过电容C耦合到A点，使A点电位更低，形成正反馈振荡。其中电阻是负反馈，作用是稳定电路的稳定性。电容C是正反馈。后面一个反相器电路我们可以理解是整形电路或倒相电路都可以（具体要看电路参数了）这电路T≈（1.4~2.3）R*C，一般频率和波形要求不高的场合使用。不是你说的一定是2.2R*C的。如果你对这常数有兴趣建议你去看（脉冲与数字电路技术基础）这本书，这里就算是我从书上抄给你我也打不出很多专业的数学符号（郁闷啊，偶打字不行），所以就不推导了。

下面的电路只是前面的与非门中与门电路不是连接在一起了，VI脚可以控制振荡。VI高电平时不影响电路震荡，VI低电平时B点电位永远是高电位，电路不形成震荡。

Answer 2

这是一个非对称型多谐振荡器，一般多谐振荡器靠自激振荡产生波形。第一个图将与门两个输入接在一起相当于一个非门，它可以自己起振，而且对于那个电阻R没有什么要求，最后加一个非门只是为了使它高低电平反一下相。第二个图和第一个图工作原理一样，只是它有一个触发电平。输出的波形占空比是1:1的方波，它的振荡周期是T=T1+T2=2RCIn3=2.2RC。我给你发一张图片，你看一下应该就能明白了，希望对你有帮助。如果你想做一个占空比可调的振荡器，你可以考虑施密特触发器制作，电路很简单。

追问

振荡周期是T=T1+T2=2RCIn3=2.2RC。如何推导？我只推出T=3RC，误差很大，求正确详细的过程。

追答

上面的图片传重了。它的推导过程是根据电容在不同的状态下，化解为等效电路来算的。你可以参考一下下面这个图

Answer 3

第一个图，第一个与非门输入端为低电平时候，它的输出端为高电平，则第二个与非门输入端为高电平，第二个与非门的输出端为低电平，此时电阻R与电容C组成RC电路，电阻上面为高电平，电容上端为低电平，从而电阻上端的电压通过电阻对电容充电，电容下端本来是低电平，充一会电（充电电压可以计算出来），电容下面电压不断上升，最后达到与非门的开启电压，使第一个与非门的输入端上升到高电压门限电平，从而第一个与非门输出电平由高变为低，第二个输出电平由低变为高，此时电容的电压下端高于上端，电容的电压与第二个与非门输出端电压叠加在一起加在第一个与非门的输入端，此时电阻R上端为低电平，电容上端为高电平，电容通过电阻放电，当放电放到低电平门限值时候，第二个与非门改变输出状态，有高变为低，之后低一个也跟着改变，如此反复进行，周期可以算出，有固定公式，也可以推导出来。

追问

看了你的分析，大致了解了。但我仍有疑问：就如你说的那样，设第一个与非门输入端为低电平，则第二个与非门输入端为高电平，第二个与非门的输出端为低电平，电阻上面为高电平，电容上端为低电平，但是电容下面也是低电平，这怎么充电啊？如图，这样的话只有电阻上面有电流通过，电容貌似没什么作用?
请问该如何正确理解这个电路图。

追答

电容两端的电压是由电容两端聚集的电荷表现出来的，公式U=Q/C；一个电容，它的容量C是固定不变的，它两端的电压大小由两端的正负电荷多少决定。假如将一节干电池用导线并联在一个本来不带电的电容两端，那么在刚刚并接的那一瞬间，由于电容两端还没有聚集电荷，所以电容两端电压为零，随着时间推移，电荷开始在电容两端聚集，电容两端的电压开始逐渐增大，到最后直到等于干电池的输出电压为止，这个过程就是RC充电，电阻就是干电池的内阻，此刻将导线撤下，由于电容两端电荷依然存在，所以电容两端电压保持不变，还是干电池的1.5V电压。记住电容在瞬间的电压改变之中或者是高频的震荡信号中，电容的阻抗很小，几乎相当于一根导线，这也是电容滤波之中的原因。直到这个道理就不能理解上面的问题了，上面图之中假如电阻上端为低电平，那么电容上端就是高电平，假如这个状态持续下去，那么结果是什么呢？由于是直流，电容对直流相当于开路，电容两端的电压就等于高电平减去低电平的电压差，电容上端是高电平，下端就是低电平，这个电平连接到第一个与非门输入端，使第一个与非门输出变为高，则第二个与非门输出变为低电平，此刻你注意一下，电阻与电容串联在一起的，他们的两端总是一段为高电平一段为低电平，有高有低就会对电容充放电，所以电阻与电容的连接点那里的电压是一直连续变化的，而不像电阻电容串联之后的两端只有高，低两种状态。连接点那里电压线性变化的原因就是电容在不断的充电 或者放电，这个变化的电压加在了第一个与非门的输入端，只要达到门限电平，第一个与非门输出就改变。后面的与非门也跟着改变。这个电容的作用懂了吗?如果没有它就构不成震荡电路了，它的大小和电阻大小还有高低电平大小甚至精确一些还要知道与非门内部结构，这些参数决定着电路的震荡频率。
记住：电子在电容两端聚集电荷不是瞬间完成的而是一个成e的指数函数过程。所以电阻两端的电压可以瞬间改变，电容两端的电压无法瞬间改变，而是一个逐渐的过程。