這里的電路是我在開發(fā)射頻系統(tǒng)時設(shè)計的帶有不尋常分頻器的振蕩器。我需要一個使用盡可能少的組件的穩(wěn)定且準(zhǔn)確的 455kHz 數(shù)字信號發(fā)生器。信號發(fā)生器還必須具有 50% 或非常接近 50% 的占空比，以消除或化二次諧波含量。

我首先查看了基于 455kHz 陶瓷諧振器和 455kHz 陶瓷濾波器的振蕩器。然而，在測試時，我獲得了 448kHz 和 462kHz 的信號，這些信號缺乏我需要的精度。但我手頭有一個 4.096MHz 的石英晶體。通過使其以大約 4.095MHz 的穩(wěn)定方式振蕩并將該頻率除以 9 并提供 50% 的占空比輸出，我獲得了我想要的結(jié)果。

如圖 1所示的設(shè)計，除了晶體之外，還使用了兩個集成電路和一些電容器和電阻器。它實現(xiàn)了一個以異或門 (IC1) 作為有源元件的皮爾斯型振蕩器。作為反相器工作的 XOR 門并不是這種類型振蕩器常用的門，但在我的系統(tǒng)的其他地方有三個未使用，所以我試了一下。振蕩器在該配置下可靠且準(zhǔn)確地工作。

使用的晶體是用于 20pF 負(fù)載的并聯(lián)型。我通過為 C2 和 C3 使用 100pF 獲得了 4.0954MHz。該頻率除以 9 得到 455.04kHz，這個值足以滿足我的設(shè)計需求。

圖 1該設(shè)計使用基于 XOR 門的皮爾斯振蕩器并生成 455kHz 的頻率和 50% 的占空比。

第二個 IC (IC2) 是 74HC4017，這是一個Johnson 計數(shù)器，我將其進(jìn)位輸出線（引腳 12）用作電路輸出，并將其配置為由上升沿觸發(fā)。當(dāng)復(fù)位輸入（引腳 15）保持在邏輯電平 0 時，進(jìn)位輸出線（引腳 12）在計數(shù)器狀態(tài)介于 0 和 4 之間時采用電平 1，如果其狀態(tài)介于 5 和 9 之間則采用電平 0。

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您可能認(rèn)為此電路的一個選項是將 Q9（引腳 11）連接到復(fù)位輸入。然而，在這種情況下，雖然輸出頻率為 4.0954MHz 除以 9，但輸出占空比為 55.56%（如果反轉(zhuǎn)輸出則為 44.44%）。這不能滿足減少或消除輸出二次諧波的需要。

為了尋找接近 50% 的占空比，我添加了連接到計數(shù)器 Q4（引腳 10）輸出的異或門 IC1B。隨著這一變化，計數(shù)器現(xiàn)在將在 Q4 為電平 0 時在輸入的上升沿觸發(fā)，在 Q4 為電平 1 時在下降沿觸發(fā)。因此，電路輸出 1 電平用于四個時鐘脈沖加上時間第五個脈沖表示輸入處于電平 1。當(dāng)?shù)谖鍌€脈沖變?yōu)?0 電平時，輸出變?yōu)?0 電平，并在接下來的四個脈沖中保持不變。因此，輸入的頻率被九分頻，如果輸入占空比為 50%，則輸出也將為 50%。

如果輸入頻率不是 50%，輸出也會關(guān)閉，但幅度不會那么大。輸入和輸出占空比由以下公式關(guān)聯(lián)：

DC%輸出= (400 + DC%輸入) / 9

其中 DC% out和 DC% in分別是輸出和輸入占空比，以 0% 和 100% 之間的百分比表示。因此，如果 DC% in介于 0% 和 100% 之間，輸出占空比將介于 44.44% 和 55.56% 之間，并不比我上面提到的情況差。

電路測試產(chǎn)生了圖 2所示的示波器捕獲結(jié)果。4.0954MHz 振蕩器信號（底部）和 455.04kHz 輸出信號（頂部）的占空比均為 50%。

圖 2測試結(jié)果表明，輸入信號和九分頻輸出都有 50% 的占空比。

可以使用另一個異或門來制作一個七分頻電路，如所示。如果占空比輸入為 50%，這也將產(chǎn)生 50% 的占空比輸出。

圖 3添加另一個 XOR 門允許電路提供 50% 占空比輸出的七分頻。

我用各種晶體測試了這個電路，它工作正常。