在电子电路设计中，振荡器（Oscillator）是一个关键组成模块，广泛应用于定时、控制、信号调制等诸多领域。CD4047是由CMOS工艺制造的多谐振荡器/单稳态触发器芯片，具有结构简单、稳定性高、功耗低的特点。本文将通过电路图解的方式详细剖析CD4047构建振荡电路的原理与设计技巧，并对其工作模式、参数配置以及典型应用进行深入分析，帮助工程师和电子爱好者更高效地掌握该器件的使用方法。

一、CD4047简介

CD4047是一款集成的CMOS器件，可通过简单配置用于构建单稳态或多谐振荡器（单稳/自激振荡器）。其具有以下主要特性：

• 工作电压范围宽：3V ~ 15V；

• 输出频率稳定、抗干扰性强；

• 提供两路互补方波输出（Q 和 /Q）；

• 具备清零（RESET）与触发（TRIGGER）控制端；

• 可通过RC网络精确设定振荡频率。

二、CD4047引脚图与功能解析

CD4047共有14个引脚，其功能分布如下（以DIP封装为例）：

三、CD4047振荡电路原理图详解

下图为基于CD4047构建的多谐振荡电路图，可用于产生稳定的矩形波/方波信号：

less复制编辑      +VDD       |      [R] ← REXT       |       +-------------+       |             |       |         +---|----+         |         |   |    |       |        [C]  |   Q(9)       |        CEXT |    |----→ 方波输出       |             |     REXT(4)     CEXT(3)       |             |      GND           GND

注：实际电路中还需将第1脚（ASTABLE）接高电平，第12脚（MONO）接低电平，以启用多谐振荡模式。

四、振荡频率计算公式

在多谐振荡器模式下，CD4047的振荡频率由外接的电阻REXT和电容CEXT共同决定，其公式如下：

$$f = \frac{1}{4.4 \times R_{EXT} \times C_{EXT}}$$f=4.4×REXT×CEXT1

其中：

• $R_{EXT}$REXT：单位为欧姆（Ω）；

• $C_{EXT}$CEXT：单位为法拉（F）；

• $f$f：输出频率（Hz）。

举例计算：

设定：

• $R_{EXT} = 100k\Omega$REXT=100kΩ，

• $C_{EXT} = 0.01\mu F$CEXT=0.01μF，

则振荡频率为：

$$f = \frac{1}{4.4 \times 100,000 \times 0.01 \times 10^{-6}} ≈ 227.27Hz$$f=4.4×100,000×0.01×10−61≈227.27Hz

五、输出波形与特性分析

CD4047在自激模式下提供两个输出端：

• Q（9脚）：标准方波输出；

• /Q（8脚）：Q的反相信号，两个信号之间相差180°。

此外，它还可通过第13脚输出“高频率脉冲”，用于内部监测或同步控制。

优势：这种双输出结构特别适用于推挽放大、H桥驱动、同步PWM控制等场景。

六、CD4047振荡电路的实际应用场景

1. 直流-交流逆变器

CD4047常用于方波/修正波逆变器控制部分，提供频率稳定的驱动波形控制MOSFET管，实现DC→AC转换。

2. PWM信号发生器

配合外部电路，可通过占空比调整应用于PWM控制，如LED调光、电机调速等。

3. 频率可调信号源

通过调节REXT/CEXT参数，可构建简单的音频频率源、报警器或蜂鸣器驱动电路。

4. 稳压控制器触发电路

在稳压电源或开关电源中，CD4047也常用作振荡触发器件，驱动整流或控制反馈。

七、CD4047振荡电路设计注意事项

为保证电路稳定可靠，需注意以下设计要点：

• 电容CEXT应使用温度稳定性好的材料（如聚丙烯电容）；

• REXT电阻不宜过小（建议>10kΩ），避免芯片过载；

• 电源滤波必须充足，建议VDD与GND之间加0.1μF + 10μF去耦电容；

• 使用时应避免空脚悬空，未用引脚应接到适当逻辑电平。

八、如何判断振荡是否正常？

可使用以下方法判断CD4047振荡电路工作是否正常：

• 万用表频率档：测试Q脚输出频率是否在预设范围；

• 示波器观察波形：确认Q与/Q波形是否互补；

• LED负载测试：串接LED+限流电阻观察是否周期闪烁。

若无输出，建议检查：

1. ASTABLE脚是否拉高；

2. MONO脚是否为低电平；

3. 电源是否接通；

4. 电容、电阻连接是否正确。

九、结语：稳定振荡，CD4047是经典之选

CD4047作为一种集成度高、性价比优异的振荡器件，在低频振荡器、波形发生器、简易逆变电路等应用中表现出色。通过合理选型REXT和CEXT，并结合典型电路图解与波形分析，可快速构建稳定、低功耗的方波振荡器，尤其适合电子爱好者入门实验与中低速应用场景。