【多谐振荡器1】电路详解

        本电路是一款非常经典的多谐振荡器，只需两只三极管和少量电阻电容即可实现振荡。由于两只三极管交替地导通和截止，它们各自的集电极便会输出一定周期的方波信号，从而实现发光二极管的点亮和熄灭。该电路适用于对振荡周期精确度要求不高的场合，比如装饰用闪烁灯、汽车闪光灯等。

        效果演示如图：

1、元件选择

    T1 T2 NPN型硅三极管9014

    LED1 LED2 发光二极管

    C1 C2 10μF电解电容（自己选择）

    R1 R4 100Ω金属膜电阻（棕黑黑黑）

    R2 R3 20kΩ金属膜电阻（红黑黑红）

    电源 Vcc=6V

2、电路原理

①起振阶段    如图3，电路上电的瞬间，三极管T1和T2理应立即同时导通，但由于电路两边的参数（三极管导电量、电阻值的误差）不可避免地会有微小差异，因此两只管子导通时间会先后，即一个管子导通而另一个截止，形成一个暂稳态。 在此假设T1导通，T2截止，三极管导通时Ube=0.7V，Uce=0.3V，则此时T1的集电极电位为0.3V，电源通过电阻R2和T1对电容C1进行充电；又T1的基极电位为0.7V，故电源也通过R4对C2进行充电。因为R2＞＞R4，所以C2的充电速度较C1快得多。当C1右端电位达到0.7V时，C2已经充电完毕，此时T2获得b→e偏流因而导通，进而C2右端电位被钳制在0.3V. 然而C2两端电势差是不能突变的，即C2两端电压仍为刚充满电时的-5.3V，故C2左端电位瞬间变为-5V，T1失去偏流从而截止，形成另一个暂稳态，电路起振。C2通过T2和R3向电源放电，放完电后又开始反向充电，当C2左端电位达0.7V时，T1导通，使得C1右端电位拉到-5V，T2截止，进入与上述第一个相似的暂稳态，电路得以稳定振荡。

②稳定振荡阶段    

        如图4，将电源电压记为Vcc，假设此时T1刚导通，T2截止，则T1基极电位Vb1=0.7V，C2经过足够长时间（T1仍然导通）后充满电，两端电压U34=0.7V-Vcc；在T1刚要截止的瞬间，由于T2导通，V4=0.3V，从而V3=U34+V4=1V-Vcc；同时C2正在充电，充电电压为Vcc-V3=（2Vcc-1V），所以V3依然在升高。在T1重新导通的瞬间，V3=Vbe=0.7V，V4=Uce=0.3V，故此时C2两端电压U’34=0.4V. 显然，振荡周期即为电容C2的充电时间，其充电过程是：初始充电电压U0=（2Vcc-1V），电容电压变化量ΔU=U’34-U34=Vcc-0.6V，充电电容C2，充电电阻R4，时间常数τ=R4C2. 记振荡半周期为T’，

由电容充电公式，

带入数据，

当Vcc＞＞1V时，上式近似于

化简得，

解方程得，

故振荡周期 

当C1=C2=C，R1=R4=R时，

振荡周期 

注    提高振荡周期准确度的条件：①电源电压尽量大（5V以上）；②R4＞＞R1

附升级版：由三只三极管构成的振荡电路，原理也类似。

这个电路的分析难度已经明显提高了，如果大家有疑问或者异议，欢迎评论留言！

本周末会把模型做出来~

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