1 多谐振荡器原理图设计

图3-13 封装管理器对话框
3.4导入设计
如果项目已经编辑并且在原理图中 没有任何错误，则可以使用Update PCB命令来产生ECO（Engineering Change Orders工程变更命令），它 将把原理图信息导入到目标PCB文件。
更新PCB
将项目中的原理图信息发送 到目标PCB：
3．单击Validate Changes按钮，验证一下有无不妥之处，如 果执行成功则在状态列表(Status)Check中将会显示 符 号；若执行过程中出现问题将会显示 符号，关闭对话框。 检查Messages面板查看错误原因，并清除所有错误。
4．如果单击Validate Changes按钮，没有错误，则单击 Execute Changes按钮，将信息发送到PCB。当完成后， Done那一列将被标记。如图3-15所示。
教学目的及要求：
1.熟悉印刷电路板的基础知识 2.熟悉掌握用PCB向导来创建PCB板 3.熟练掌握用封装管理器检查所有元件的封装 4.熟练掌握用Update PCB命令原理图信息导入到目标PCB文件
复习并导入新课
第2章 绘制多谐振荡器电路原理图 2.1 项目及工作空间介绍 2.2 创建一个新项目· 2.3 创建一个新的原理图图纸 2.3.1 创建一个新的原理图图纸的步骤 2.3.2 将原理图图纸添加到项目 2.3.3 设置原理图选项 2.3.4 进行一般的原理图参数设置 2.4 绘制原理图 2.4.1 在原理图中放置元件 2.4.2 连接电路 2.4.3 网络与网络标记 2.5 编译项目
扩展名）。指定设计者要把这个PCB保存在设计者的硬盘上 的位置，在文件名栏里键入文件名Multivibr加到项目的PCB是 以自由文件打开的，在 Projects面板的Free Documents 单元右击PCB文件，选择Add to Project。这个PCB文件已经 被列在Projects下的Source Documents中，并与其他项目 文件相连接。设计者也可以 直接将自由文件夹下的 Multivibrator.PcbDoc文件拖到 项目文件夹下。保存项目文 件如图3-12所示。

T2
RCln VDD Vth
T
T1
T2
RC
ln
(VDD
VD2D Vth
)பைடு நூலகம்Vth
T＝RC1n4≈1.4RC
T1 T2
t1 T t2
由门电路组成的多谐振荡器的振荡
t 周期T取决于R、C电路和 Vth，频
率稳定性较差。
t
8.3.3 石英晶体振荡器
1、石英晶体电路符号和选频特性
电路符号 当 f = f0 时,电抗 X = 0
阻抗频率特性
X f0
电 感 性
f
电
电
容
容
性
性
2. CMOS 石英晶体多谐振荡器
RF 100 M
1
1
uo
C1
f0
20 pF
C2
5 50 pF
电容三点式
CMOS 反相器静态时 工作在转折区
1.偏置电阻RF,保证 CMOS反相器静态工作在转折区（放大） 2. 石英晶体 X = 0, 回路构成正反馈; 3. C1 、 C2 为耦合电容, 可不要。 优点：振荡频率稳定（稳定度 可达10-10）、精度高。
（1）第一暂稳态（初态）电容充电，电路自动翻转到第二暂稳态
假定
VTH＝VDD 2
电容充电
v C
vI
电路初态：
v I
v O1
v O2
v =1 O1
v O 2 =0
v =0V C
当 v I =Vth时，
迅速使G1导通、
G2截止，
v O1 =0
G1
v O2 =1
电路进入第二暂态
G2
+VDD
vI

为稳定输出频率，可在电路中串入电阻RS。 S点的电位US不等于反相器的输入电压会被钳位，US(0+) =
Vth−VDD，同样在暂态Ⅱ结束时，
US(0+) = VDD +Vth。
图6-1-3 CMOS多谐振
荡器的改进电路
8
电源VDD或逻辑门输入值电平Vth变化时，K值变化对振荡周 期T的影响减小。
0.7( R1 R2 ) C1
0.7 R2 C1
振荡周期 T TPH TPL 0.7(R1 2R2 ) C1
振荡频率 f 1
T
12
6.1.3 石英晶体振荡器
前面介绍的多谐振荡器频率稳定性较差，当电源电压波
动，温度变化，RC参数变化时，频率变化较大，在计算
机等要求频率稳定性高的设备中，用这样的振荡器做主 振荡器是不合适的。 高稳定性的脉冲信号振荡器是石英晶体振荡器。 图6-1-5为一种典型的石英晶体振荡电路。
(1) 反馈电阻使两个逻辑门均工作在线性放大区。
对于TTL逻辑门，反馈电阻R
通常取0.7 ~ 2k ，而对于
CMOS逻辑门，则R通常取10 ~
100M。
图6-1-5 石英晶体振荡器
13
石英晶体的等效阻抗 Z1 R j(2 fL
Z Z1 1
2 fC
//( jXCn ) ) R jX
X
LC
Cn
图6-1-1 CMOS反相 器组成的多谐振荡器 1
反馈信号由储能元件电容耦合，在反相器A的输出状态翻 转时产生过渡过程，引起信号的传输延迟。
在过渡过程中，电容的充、放电使反相器B的输入电位US变
化，
当电位变化达到输入阈值电压Vth时，触发器自动触发，状 态再次翻转，产生新的过渡过程。

如，如果某个焊盘通过电流大、受力大并且
易发热，可设计成泪滴状（后面章节会介
绍）。
图3-7 常见焊盘
工学多谐振荡器PCB图
13
5．助焊膜和阻焊膜
• 为了使印制电路板的焊盘更
容易粘上焊锡，通常在焊盘
上涂一层助焊膜。另外，为
了防止印制电路板不应粘上
焊锡的铜箔不小心粘上焊锡，
在这些铜箔上一般要涂一层
工学多谐振荡器PCB图
• 2.4.1 在原理图中放置元件
• 2.4.2 连接电路
• 2.4.3 网络与网络标记
• 2.5 编译项目
工学多谐振荡器PCB图
3
3.1 印制电路板的基础知识
• 印制电路板英文简称为
PCB（Printed Circle Board）如图3-2所示。 印制电路板的结构原理 为：在塑料板上印制导 电铜箔，用铜箔取代导 线，只要将各种元件安 装在印制电路板上，铜 箔就可以将它们连接起 来组成一个电路。
第3章 多谐振荡器PCB图的设计
工学多谐振荡器PCB图
1
教学目的及要求：
• 1.熟悉印刷电路板的基础知识 • 2.熟悉掌握用PCB向导来创建PCB板 • 3.熟练掌握用封装管理器检查所有元件的封
装
• 4.熟练掌握用Update PCB命令原理图信息导
入到目标PCB文件
工学多谐振荡器PCB图
2
复习并导入新课
图3-4 多层板
工学多谐振荡器PCB图
7
2．元件的封装
• 印制电路板是用来安装元件的，而同
类型的元件，如电阻，即使阻值一样，
也有大小之分。因而在设计印制电路
板时，就要求印制电路板上大体积元
件焊接孔的孔径要大、距离要远。为

RC
ln VOH VOH
VTH VTH
同理，求得放电时间tW2为
tW2
ln
v4 () v4 (0) v4 () v4 (t2 )
RC
ln VOL
V
(VOH VTH ) OL VTH
其中， RC ，VOH 和VOL 分别为非门输出的高电平电压和低 电平电压，设 VOH 3 V，VOL 0.3 V，VTH 1.4 V，可得脉冲周期为
T tW1 tW2 ≈1.0 RC 1.3 RC ≈ 2.3 RC
从以上分析可知，可以通过改变定时元件R和C来改变多谐振 荡器的脉宽和周期。
2．RC环形多谐振荡器的改进形式
如图7-29所示，如果在环形振荡器中增加一级射级跟随器， R的取值就可以达到10 kΩ，从而增大其频率的可调范围。
图7-29 改进RC环形多谐振荡器的电路结构
如图7-28所示为RC环形多 谐振荡器各点的工作波形图。
图7-28 RC环形多振荡器工作波形
1．脉冲宽度及周期的估算
脉冲宽度tW分为充电时间（ tW1 ）和放电时间（ tW2 ）两部分， 根据RC电路的基本工作原理，利用三要素法，可以得到充电时间 tW1 为
tW1
ln
v4 () v4 (0) v4 () v4 (t1)
数字电子技术
多谐振荡器
简单环形多 谐振荡器
RC环形多谐 振荡器
秒脉冲发生 器
1.1 简单环形多谐振荡 器
如图7-25所示为3非门多谐振荡器的电路结构。
图7-25 3非门多谐振荡器的电路结构
如图7-26所示为3非门多谐振荡器各点的输出波形图。
图7-26 3非门谐振荡器各点的输出波形图
1.2 RC环形多谐振荡器

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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
绘制多谐振荡器电路原理图
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯