请教三极管振荡电路

只看该作者 · 2010-10-24 01:16

请问这个电路能产生一个方波吗？还是一个类似正弦波一样的东西呢？

3万 · 2010-10-24 01:21

典型的多谐振荡器，输出方波。

只看该作者 · 2010-10-24 17:42

那我想再请问一下，他周期的计算公式里面，RCln2这个ln2是怎么算出来的呢？

3万 · 2010-10-24 18:43

3楼：
RC电路充电放电遵循指数规律，指数函数的反函数就是对数函数。
这里的推导过程，几乎任何一本模拟电路教材里面都有。

只看该作者 · 2010-10-24 22:35

多谐振荡器，多谐是啥意思？t＝rcln[vc∞-vc0]/[vc∞-vcth]

只看该作者 · 2010-10-24 22:37

对，我就是看不懂vcth为什么是vcc的一半？

3万 · 2010-10-24 23:25

5楼：
“多谐”是含很多谐波成份的意思。

2万 · 2010-10-24 23:31

是的，“多谐”是指输出波形含很多谐波成份，而不是单一频率的纯正弦波（比如文氏振荡器、LC振荡器）。

只看该作者 · 2010-10-25 14:30

因为两个三极管工作在大信号状态，所以不能用小信号模型分析，但可以当作开关模型分析。忽略三极管基极电流，假设令进入稳定振荡后的某一时刻为初始时刻，Q1导通，Q2截止，假设此时C1两端有一定电压U，且U<VBE(on)。C1从U开始充电，令C1=C，R2=R，电容电流iC=C*(dv/dt)，A点的电压v=5-iC*R=5-R*C*(dv/dt)
v+RC(dv/dt)=5，解微分方程得v=B*exp(-t/RC)+D，其中B和D为常数，由边界条件确定。假设Q2不存在，那么当时间趋于无穷大时A点的电压将是5V，t=0时，v=5-V所以
B+D=U，D=5；所以B=V-5
v=(U-5)exp(-t/RC)+5，但是当A点的电压超过开关阈值（也就是VBE(on)）时，Q2导通，因为C2两端的的剩余电压为U，U<VBE(on)，所以Q1截止。令VBE(on)=Vth此时
v=(U-5)exp(-t/RC)+5=Vth，exp(-t/RC)=(5-Vth)/(5-U)，所以t=RC*ln[(5-U)/(5-Vth)]，那么周期应该是T=2RC*ln[(5-U)/(5-Vth)]

只看该作者 · 2010-10-25 14:33

对，我就是看不懂vcth为什么是vcc的一半？
qjmxxgui 发表于 2010-10-24 22:37

这个vcth应该是三极管的VBE(on)，考虑开关彻底打开的话取0.6-0.7V。你这要求vcth为什么是vcc的一半，我也纳闷。是课本上说的吗？贴个图上来

1万 · 2010-10-25 15:45

因为楼主多谐振荡器电路完全对称，振荡方波占空比为50%,T=2T1，所以：vcth为vcoo的一半

周期 T＝R*Cln[vc∞-vc0]/[vc∞-vcth]
所以 T=R*Cln[vcoo-0]/[vcoo-0.5vcoo]=ln2*R*C

只看该作者 · 2010-10-26 09:19

假设三极管q1饱和，则c1电容有vc(0)＝-vcc,vc(∞)＝vcc,vcth＝0.7

只看该作者 · 2010-10-26 12:40

本帖最后由 sxdxy 于 2010-10-26 15:02 编辑

通过我的实验证实T=2RC*ln[(5-U)/(5-Vth)]，其中R是图中的R2、R3。
此式成立的条件是经R1(R4)、C1(C2)和Q2(Q1)的基射极充放电的速率要快于R2(R3)、C1(C2)和Q1(Q2)饱和时的集射极路径的充放电速率。这样，假设当Q2仍处于饱和导通的时候，C1充满电，也就是D点电压是5V，而A点电压是约0.7V（略大于VBE(on)），此时C1上从D到A有4.3V的压降，随着B点的电压上升，导致Q1导通，并很快饱和，导致D点的电压快速降到VCE(sat)，约为0.3V，而C1两端电势差不能突变，使得A点的电压变为约-4.3+0.3V=-4V。所以上式中U=-4V，Vth=0.7V。由于电路两边有时候可能对称性很差，上式的计算是难免有误差的。
12楼所说的vc(0)＝-vcc显然是忽略了一个二极管导通电压

只看该作者 · 2010-10-26 13:47

本帖最后由 sxdxy 于 2010-10-26 15:06 编辑

这是波形图，因为试验了R2、R3为100k时候的情况，100k再并联4k7之后约为4k5，这样理论计算的频率约为1.5kHz到1.6kHz的样子，实际示波器上测得的频率是1.7kHz，用到的三极管型号是9013

其中一个三极管的基极电压波形和另外一个三极管的集电极的电压波形

两个三极管集电极电压波形，可以看出电路的不对称

两个三极管基极的电压波形，最低电压分别是-3.8V和-4.3V

只看该作者 · 2010-10-26 22:47

这么说来这个振荡器产生的并不是一个方波？

只看该作者 · 2010-10-27 09:19

这么说来这个振荡器产生的并不是一个方波？
qjmxxgui 发表于 2010-10-26 22:47

上升沿所需要的时间相对整个周期而言不够快，当上升时间相对于周期而言比较快时，就是方波了

只看该作者 · 2010-10-28 14:03

上升沿所需要的时间相对整个周期而言不够快，当上升时间相对于周期而言比较快时，就是方波了
sxdxy 发表于 2010-10-27 09:19

谢谢大虾的指导哈...不过我还有两个问题。。。

1。这个是个对称的电路，也就是说一个三极管截止时，另一个导通，也就是说，一个充电时另一个稳定，那这样说的话，上升时间短，稳定时间也短，充电时间都是周期的一半，所以很难说上升时间短就成了方波了吧？
2。C1的充电回路是vcc-R1-C1-Q2的BE结，而C2的充电回路是vcc-R4-C2-Q1的BE结，那这样为什么在14楼说要把100k并上4k7呢？

只看该作者 · 2010-10-28 15:44

我搭了一个怎么不起振呢？

只看该作者 · 2010-10-29 16:20

18# guolingho
100k是因为原先焊上去了，懒得取下来了;P

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