圖解三級管振蕩電路圖(一)
三極管多諧振蕩電路原理圖
下麵我們(men) 將簡要分析該電路的工作原理
上圖所示為(wei) 結型晶體(ti) 管自激或稱無穩態多諧振蕩器電路。它基本上是由兩(liang) 級RC藕合放大器組成,其中每一級的輸出藕合到另一級的輸入。各級交替地導通和截止,每次隻有一級是導通的。
從(cong) 電路結構上看,自微多諧振蕩器與(yu) 兩(liang) 級Rc正弦振蕩器是相似的,但實際上卻不同。正弦振蕩器不會(hui) 進入截止狀態。而多諧振蕩器卻會(hui) 進入截止狀態。這是借助於(yu) Rc耦合網絡較長的時間常數來控製的。盡管在時間上是交替的,可是這兩(liang) 級產(chan) 生的都是矩形波輸出。所以多諧振蕩器的輸出可取自任何一級。
電路上電時,Vcc加到電路,由於(yu) 兩(liang) 隻三極管都是正向偏置的故他們(men) 處於(yu) 導通狀態,此外,還為(wei) 藕合電容器Cl和C2充電到近於(yu) Vcc電壓。充電的路徑是由接地點經過晶體(ti) 管基極,又通過電容器而至Vcc電源。還有些充電電流是經過R1和R2的,從(cong) 而導致正電壓加在基極上,使晶體(ti) 管導電量更大,因而使兩(liang) 級的集電極電壓下降。
在上述多諧振蕩電路原理圖中兩(liang) 隻晶體(ti) 管不會(hui) 是完全相同的,因此,即使兩(liang) 級用的是相同型號的晶體(ti) 管和用相同的元件值,一個(ge) 晶體(ti) 管也會(hui) 比另一個(ge) 起始導電量稍微大些。
假定Ql的導電量稍大些,由於(yu) Ql的電流大,它的集電集電壓下降就要比Q2的快些。結果,被通過電阻器R2放電的電容器C2藕台到Q2基極的電壓就要比由C1和Rl藕合到Ql基極的電壓負值更大些。這就使得Q2的導電量減少,而它的集電極電壓則相應地增高了。
Q2集電極升高的電壓,是作為(wei) 正電壓藕合回Ql基極的。這樣,Q1導電更多,從(cong) 而引起它的集電極電壓進一步下降,由於(yu) C2還在放電。故驅使Q2的基極電壓向負的增大。
這個(ge) 過程繼續到最終Q2截止,而Ql在飽和狀態下導通為(wei) 止。此時,電容器C2仍然通過電阻器R對接地點放電。Q2級保持截止直至C2已充分放電使得Q2的基極電壓超過截止值為(wei) 止。然後Q2開始導通,這樣就開始了多諧振蕩器的第二個(ge) 半周。
由於(yu) Q2開始導通,它的集電極電壓就開始下降,導致電容器Cl通過電阻器Rl開始放電,這樣,加到Q1基集的是負電壓。Q1傳(chuan) 導的電流因此而減小,並引起Ql集電極電壓升高。
這是作為(wei) 正電壓藕合到Q2基極的,於(yu) 是Q2傳(chuan) 導的電流就更大。就象前半周的工作一樣,這是起著正反饋作用的,並持續到Ql截止,Q2在飽和狀態下導通為(wei) 止。Q2保留在截止狀態,直至C1已充分放電,Ql開始脫離截止狀態為(wei) 止。此時,完整的周期再次開始。
好一級導通時間的長短,取決(jue) 於(yu) 另一級截止的時間。也就是取決(jue) 於(yu) C1Rl和C2R2的時間常數RC。時間常數越小轉換作用也就越快,因此多諧振蕩器的輸出頻率就越高。就上述的電路來說,兩(liang) 個(ge) RC網絡的時間常數相同,兩(liang) 個(ge) 晶體(ti) 管的導通和截止周期是相等的,故稱之為(wei) 對稱的自微多諧振蕩器。
最簡單三級管振蕩電路圖(二)
極管TV2進行信號放大,經電容C8耦合輸出。其中,電阻RI、R2和電阻R5、R6、R7是三極管VT1和VT2的直流偏置元件。L2是高頻扼流線圈,給振蕩管VT1的集電極電流提供一個(ge) 直流通路。C2為(wei) 隔直電容。C3、C7是交流旁路電容,使VT1的發射極處於(yu) 交流零電位,但直流電位不為(wei) 零。電感L1,電容C6,電阻R3為(wei) 改善電源濾波電路,其作用是減少紋波電壓以振高直流分量。略調電容C4、C8,可以改變耦合信號的大小。
1.元器件選擇
電容C1為(wei) 20p,C2為(wei) 100p,C3、C7為(wei) 820p,C4為(wei) 56p,C5、C8為(wei) 47p,C6為(wei) 47u/50V。電感L1為(wei) 22uH(色碼電感),L2為(wei) 0.3uH。電阻R1為(wei) 1.6kΩ,R2為(wei) 1kΩ,R3為(wei) 750Ω,R4為(wei) 180Ω、1W,R5為(wei) 1.3kΩ,R6為(wei) 3kΩ,R7為(wei) 360Ω,R8為(wei) 470Ω,R9—R12為(wei) 300Ω、2W。三極管VT1、VT2選3DG82B,65≤β≤115。晶體(ti) SJT用JA9B型-70MHz。繼電器KM為(wei) JUC-1M。
2.使用時應注意
(1)在應用石英晶體(ti) 時,有一個(ge) 必須注意的實際問題,這就是晶體(ti) 本身的
激勵功率。激勵功率較大時,輸出功率也大,這時,晶體(ti) 三極管引入的噪聲影響不大。但是,晶體(ti) 激勵功率過大會(hui) 使晶體(ti) 長期穩定性(老化特性)變壞。晶體(ti) 激勵功率小時,長期穩定性較好,但是使用低噪聲晶體(ti) 三極管較佳。
(2)由於(yu) 晶體(ti) 頻率受溫度影響很大,為(wei) 保證對晶體(ti) 頻率穩定度的要求,必
須注意晶體(ti) 恒溫。即將晶體(ti) 放在恒溫槽內(nei) ,由恒溫控製電路來保證恒溫槽內(nei) 的溫度使其維持在晶體(ti) 的拐點溫度。因此,為(wei) 使振蕩頻率和震蕩幅度穩定,將晶體(ti) SJT和VT1、VT2放入恒溫箱內(nei) 。恒溫箱是用R9-R12四隻2W金屬膜電阻加熱,一隻小型密封溫度繼電器KM作溫度控製元件。箱內(nei) 溫度在+55℃(所用晶體(ti) 的拐點溫度一般在+60±5℃)。為(wei) 減小恒溫箱的體(ti) 積,其電路中的元器件盡可能選其體(ti) 積越小越好。如箱內(nei) 溫度高於(yu) +55℃時,KM-1.2觸點斷開;如≤+55℃時,KM-1.2觸點閉合,以保證箱內(nei) 溫度溫定在+55℃。
最簡單三級管振蕩電路圖(三)
采用運算放大器的晶體(ti) 振蕩器電路。此電路采用761運算放大器,輸出脈衝(chong) 頻率可達10MHz。2kΩ電阻用來作運算放大器輸出級集電極開路的負載。
最簡單三級管振蕩電路圖(四)
該電路采用場效應晶體(ti) 管,可構成性能極好的石英晶體(ti) 振蕩器電路。微調電容用於(yu) 調整頻率,扼流圈可根據頻率範圍選取,使ωL >20K Ω 。
最簡單晶體管振蕩電路圖(五)
如圖所示是由A1的三個(ge) 門、四個(ge) 電阻、調諧電容和一塊晶體(ti) 所構成簡單的晶體(ti) 振蕩器電路。
晶體(ti) 振蕩電路
在圖中,其中A1和晶體(ti) 諧振子SJT及電容組成4069kHz的方波信號。將開關(guan) 置1點,送至A2,經A2的二分頻後,獲得2048kHz振蕩信號;將開關(guan) 置於(yu) 3點,送至A3,經A3的二分頻後,獲得128kHz振蕩信號。調諧電容C1和C2,可使頻率準確的調諧在中心頻率上。
由晶體(ti) SJT連接在A1的輸入和輸出端之間,用以提供反饋回路,在晶體(ti) 的基頻上產(chan) 生振蕩。
最簡單三級管振蕩電路圖(六)
由上圖可見,這個(ge) 電路是由兩(liang) 個(ge) 非門(反相器)用電容C1,C2構成的正反饋閉合環路。三級管Q1的集電極輸出接在Q2的基集輸入,Q2的集電極輸出又接在Q1的基極輸入。電路接通電源後,通過基極電阻R2,R3同時向兩(liang) 個(ge) 三極管Q1,Q2提供基極偏置電流。使兩(liang) 個(ge) 三極管進入放大狀態。雖然兩(liang) 個(ge) 三級管型號一樣對稱。但電路參數總會(hui) 存在微小的差異,也包括兩(liang) 個(ge) 三極管本身,也就是說T1,T2的導通程度不可能完全相同,假設Q1導通快些,則D點的電壓就會(hui) 降的快些。這個(ge) 微小的差異將被Q2放大並反饋到Q1的基極,再經過Q1的放大,形成連鎖反應,迅速使Q1飽和,Q2截止,D點變成低電平“0”,C點變成高電平“1”。
Q1飽和後相當於(yu) 一個(ge) 接通的開關(guan) ,電容C1通過他放電。C2通過它充電。隨著C1的放電,由於(yu) 有正電源VCC的作用,Q2的基極電壓逐漸升高,當A點電壓達到0.7V後,Q2開始導通進入放大區,電路中又會(hui) 立刻出現連鎖反應,是Q2迅速飽和,Q1截止,C點電位變電平“0”。D點電位變高電平“1”。這個(ge) 時候電容C2放電,C1充電。這一充放電過程又會(hui) 使Q1重新飽和,Q2截止。如此周而複始,形成振蕩。
由上可以知道通過改變C1,C2的電容大小,可以改變電容的充放電的時間,從(cong) 而改變振蕩頻率。