分析多谐震荡电路工作原理
多谐震荡电路工作原理: 当开关K闭合时,BG1获得正向的偏置电压,使BG1集电极和发射极之间产生电流,从而使BG2同时获得正向的偏置电压导通,发光二极管发光。在这个过程中,开始向电容充电,左负右正。当电容电压充到使BG1截止时,二极管停止发光,在这个过程中,电容开始放电,放电时的回路是电容发光二极管电源电阻电容。因此,放电时间和电容的大小,还有电阻的大小有关系。当电容,放电完毕,BG1又开始导通,发光二极管又开始发光。因此,看到的就是,当开关K合上时,二极管发光,然后熄灭,在发光,熄灭。如此重复。 由于,波形是方形的,可以看作是很多正弦波的叠加,因此,叫多谐振荡器。这个简单的电路,能够利用一下,把直流电转换成交流电。
多谐振荡器的典型电路
下图是多谐振荡器的典型电路: 多谐振荡器 工作时,发光二极管D1、D2会闪烁,可以直观地感受震荡的效果。 这个电路可以做成有趣的电子玩意,详细原理介绍见文章《钛合金狗眼闪烁电路》,链接>> 无稳态多谐振荡电路如何分析工作原理
1、上电瞬间前,Q1Q2都是截止的,上电后瞬间R1,R2让Q1,Q2导通。此刻C1左端和C2右端都是0V电压(Vce导通饱和,小电流时低于0.1V,大电流0.3V左右,实际并不为0V)。C1右端和C2左端都接Q1Q2的基极,导通状态电压约为 0.7V。所以电容C1,C2开始充电。此刻Q1,Q2皆导通。 2、当C1,C2开始充电,透过R1,R2的电流被电容充电电流分流(电容端初始电压为0,不能突变,充电电流也很大,Vb得到的电流就很少了,会进入截止) 。Vb会瞬间降低。由于元件的不对称,Q1Q2中会有一个先更快进入截止状态。假设是Q1. 3、当Q1一瞬间进入截止,C1左侧电压透过R3充电被抬升到Vcc。右边电压也会跟着被抬升,这样Q2的Vb会被抬升回原来Vbe的0.7V,回到导通状态。不会继续进入截止状态。此刻Q1截止,C1继续充电,(下面4 看到,Q1的Vb会慢慢抬升,很快就会离开截止状态进入导通,通)。这个过程是Q1先进入截止,而Q2一直保持导通。 4、当Q1的Vb随着C2充电抬升,很快又回到导通区域。Q1再一次导通,让C1的左侧电位从Vcc快速透过Q1放电回到0V。这样,原来C1两侧电位差是 Vcc-Vb,现在左侧被拉低到0V,电压无法突变,右侧电压被拉低为 ( Vb-Vcc),成为负电压,比电源负极的0V还负。Q2就突然深度截止了。(从原来正的Vb 0.7V瞬间变为 Vb-Vcc的负电压 -4.3V)。此刻,Q1导通,Q2深度截止。 5、此刻,电容C1,左侧0V,右侧 Vb-Vcc (-4.3V),电源Vcc5V开始透过R1给C1充电。而C2保持着Vb(0,7V)的电压。Q1保持导通,基极电流由R2提供。Q2保持截止,直到C1充电到Vb(0.7v)才会再次导通。C1从-4.3V充电到0.7V的周期,就是Q2输出高电平,Q1输出低电平的时间,也就是方波的前半个周期的时间。 C1右侧的初始电压为 -4.7V,终止电压为0.7V,由电源 5V透过R1给C1充电。透过电容充电公式可以计算时间t。 6、当C1充电到0.7V,Q2从截止进入导通。C2的右侧瞬间从Vcc被拉到0V。由于电容电压无法突变,C2左侧电压从Vb的0.7V,瞬间被拉低到 0.7-5=-4.3V,负电压让Q1深度截止。此刻,Q1深度截止,Q2导通,Q2的导通基极电流由R1提供。 C2电容从-4.7V开始由电源5V透过R2充电到0.7V,让Q1导通,成为上面 5 的状态。透过电容充电公式可以计算这个充电周期需要的时间。 7、到此,从上电扰动进入了非稳态。在状态5和状态6中反复交替。Q1Q2反复轮流导通和截止。计算周期 t1=0.69*R1C1 , t2=0.69R2C2 , 总周期 T = 0.69*(R1C1+R2C2),调节R1R2可以调节占空比。如果R1R2,C1C2相等,那么 T = 1.38*RC , 占空比 50%。 注意地方就是: 1、R3,R4不能太小,太小让Q1Q2的Ic过大,无法进入饱和区,即使进入,Vce也比较高,如果大于Vb则电路不会震荡。即使三极管进入饱和区了,但随着Ic提高,Vce压降会提高(Vcest),会让方波的低电平提高。但R3,R4过小,会让电压从0拉升回5V时过慢,出现方波上升沿变缓。严重时变成三角波了。 2、R1,R2过大,导致Ib过小 Ib=(Vcc-Vb)/R , 三极管无法进入饱和截止区,同样方波最低电压也会抬升。当Vce提升到Vb(0.7V)就无法工作了。可选择高放大倍数的三极管。或者用达林顿接法。但达林顿接法让Vb成为1.2V,Vce为0.7V,方波输出低电平总是0.7V。 3、充电周期时间的计算: 电容充电公式 Vt = V0 + (Vcc-V0)(1-e -t/RC) 化简是 Vt = Vcc - (Vcc-V0)e -t/RC Vt是充电某个时刻 t的电压。 Vcc是充电无限长的电压,V0是初始电压。 t =-RC ln ((Vcc-Vt)/(Vcc-V0)) 由于 V0= Vb-Vcc , Vt=Vb 所以 t = -RCln ((Vcc-Vb)/ (2Vcc-Vb)) 由于Vcc>Vb 可以近似简化成 t = -RCln(Vcc/2Vcc) = -RCln0.5= 0.69RC 也可以近似为 t = 0.7RC ,所以整个周期 T = 1.4RC , 频率就是 f = 1/(2*0.69*RC)=0.72/(RC) 实际电路中,电压越小,Vb的忽略会让误差变大。电压 5V之后误差在1%以内,7V以后误差在0.1%以内。3V的电压误差在 1.5%以上。 有一个问题就是,反而用精确的公式把Vb算进去,计算的误差反而很大(10V 时5.1%,7V时7.3%,4V时13%)。还不如估算公式准确(基本都在1%以内)。不知道是什么原因。也许电容充电计算部分有问题。但电容充电的初始电压和终止电压是经过实际测试,没有问题的。这个问题还需要深入研究。 这是基极Vb1,Vb2,也就是电容内侧的电压波形。我们看到电容充电从负电压开始(图中波形中间的线是0V)。清楚看到Q2的Vb(也就是C1)电压降了一点接近0V然后又充电慢慢回到Vb导通,此刻让Q1的Vb立刻被拉到负电压状态,开始充电爬升到Vb才导通。让Q2的Vb立刻变成负电压状态。不断反复循环。 分析图中所示的多谐振荡器电路的工作原理,并计算输出波形的周期和占空比。典型NE555多谐振汤器电路,上阀值(6脚TH)2/3 Vcc,下阀值(2脚TR) 1/3 Vcc;始初Vcc经R1和R2对C充电,输出高电平,充电周期t1=0.69(R1+R2)C,当C电压达上阀值时,7脚(Dis)与地接通,充电停止,输出由高电平转为低电平,C端电压经R2到7脚放电,放电周期t2=0.69R2C,当C电压达下阀值时,7脚和地不再连通,放电停止再进入充电周期,重覆之前动作。周期 T=t1+t2=0.69(R1+2R2)C;输出频率 f=1/T=1.45/[(R1+2R2)C];占空比 t1:t2=(R1+R2):R2。 无稳态多谐振荡电路原理由于两个三极管的特性不完全一致,刚上电时,肯定有一个三极管导通程度深(或导通快)一些,假设是Q2,那么Q1的基极电流就被电容C2(旁路)夺走了,所以Q1老老实实地截止,但随着电容C2的充电(通过R2),Q1的基极电压越来越高,Q1的开始导通,这时Q2的基极电流被C1夺走, Q2快速截止,Q1快速导通 ,这时C2(通过Q1发射结)放电, C1(通过R1)充电 , 导致Q1基极电位变低,而Q2基极电位变高,一段时间后又翻转成Q2导通 Q1截止 扩展
q1基级电流被c2夺走是什么意思 无稳态多谐振荡器电路怎么理解
C1充电后,是电容的左侧为+,右侧为-(相对来说的,就是左侧对地的电压高于右侧对地的电压),当Q1饱和后,相当于电容的正极接了Q2的发射极(由于Q1饱和,CE看成导通),也就是接了图中的参考端GND,一般认为GND是0V,而电容的负极电压比正极低4.3V,所以认为电容负极对地是-4.3V的。 NPN三极管导通条件是基极与集电极之间的正向电流达到临界值,基极电压必须大于集电极0.7V以上才可以,上文中都是负数了,所以不满足导通条件。 根据上面的1.R1一端电压为5V,另一端电压为-4.3V,电压差就是9.3V 多谐震荡电路是干什么用的?振荡电路就是脉冲电路,所以的电路板基本都离不开脉冲振荡电路,振荡电路就是一个高速开关一样,所有的电路高科技电器,说白了原理就是千千万万个开关组成的,振荡电路开关详细状态称为波形,主要靠脉宽频率波形电压来实现无数信号,音频信号,视频信号,无线电信号,闪存信号,磁盘信号,红外线信号,等等都是由脉冲波形组成,你用示波器测量一下你就全明白了。 扩展
多谐什么意思? 补充
我看过一下,不记得了好像是起振的方式吧,你去百度网页一下,会找到答案的 NE555多谐振荡原理
上电后,电源经R7、D3、C14+C15充电,当C14(和C15)上端电压达到2*Vcc/3时,内部触发器翻转,输出高电平,同时内部放电三极管把7脚地对地短路,C14+C15通过R9放电,放到Vcc/3时,内部触发器又翻转,输出低电平,同时内部放电三极管截止,停止放电,又开始充电,如此反复,就形成了持续的振荡。振荡频率为f=1.443/[(R7+R9)*(C14+c15)]。D3的作用是让R9不参与充电只参与放电。 无稳态自激多谐振荡器原理
电路由对称的两管组成一个正反馈环路。 1.多谐振荡器的工作原理 2.全电路的工作原理 在线等,急,可加高分
我们先分析下多谐振荡器的工作原理,光敏电阻等下再分析。 |
|