由晶体管组成的多谐振荡器工作原理

/晶体管组成的多谐振荡器试验电路图:工作原理：软件版本:mｕｌtisim14由R5，R6,C１,Q１，及Ｒ8，Ｒ7，C2，Q２组成多谐振荡器，分别在两只晶体管Ｑ1，Q２的集电极输出方波，控制Q３,Q4管的导通和截止，驱动左边和右边的两行发光二极管交替点亮.利用两只晶体管在实际中参数不会完全相同，所以给电容充电的快慢多少会有些差异。这种差异会形成一个正反馈的过程，这种强烈的正反馈会使Q1迅速饱和，Q2迅速截止，经过电容的充放电，又会使Q1截止，Q2饱和,这种过程循环往复形成方波输出。具体过程是：如果由于某种原因使得Q1的集电极电流ｉc1上升,则：ic１↑→UR5↑→U6↓→ＵB2↓→ｉＢ2↓→ＵR7↓→U4↑→QＢ1↑→iB1↑即iC1上升，Ｒ５上的压降增大,节点6的电位U６下降,由于电容C1的耦合作用,使得Q2的基极电位UB２下降,基极电流ｉB2下降，电阻R7上的压降变小,节点4的电位Ｕ4上升,由于电容C２的耦合作用，使得Q1的基极电位UB１上升，基极电流ｉＢ1上升，iC1进一步增大，形成正反馈，使得Q1管迅速饱和。此时Q1管的管压降非常小，大约0．３V左右，可以认为节点６的电位为地电位.由于之前电容在充电过程中左正右负+—由于电容上的电压不能突变，所以当节点６的电位迅速降为0后,节点10的点位比节点6低一个电容电压,由于之前电容上的电压接近与Ｖ１，所以此时节点10的电位为—V1。这就造成了Ｑ2管的发射结反偏，所以Q2管迅速截止。但是Ｃ1上的电荷不会一直保持，它会通过回路放电。因为此时Ｑ1饱和导通，Ｑ２截止,所以会形成V1→R６→Ｃ１→Ｑ1→地的放电回路，如图：当电容C１上的电荷放完后，开始对C１反向充电，即原来是+-，现在是—＋随着电容右端即节点10电位的升高，Q２的基极电位ＵB２也随之升高,当UB2大于开启电压的时候，Q２开始导通,进入另一个正反馈过程.UB2↑→iB2↑→iＣ2↑→UR7↑→U4↓→UB１↓→iB1↓→iＣ1↓→UR5↓→U6↑→U１0↑使得Q2迅速导通，而Q1迅速截止。在C1放电的过程中,回路如图中绿色箭头所示,Ｃ2同时在充电,充电回路如图中红色箭头所示。Q1与Ｑ2总是处于相反的工作状态,Ｑ1开启时，Ｑ２一定是关闭的,反之亦然。两只电容的充放电回路，以C１为例:充电回路：C1正向充电时Ｑ1截止，Q2饱和导通Ｖ１→R5→C1→Q2bｅ结→—〉GND它不可能通过Ｖ1→R6→Ｑ１ce结—〉ＧND充电,因为此时Q１是截止的。放电回路:C１放电时Q1饱和导通，Q2截止V1→R6→Ｑ1ce结→ＧＮＤ如图中绿色箭头所示它不可能通过V1→Ｒ５→Ｑ2ｂe结→GＮＤ放电,因为此时Q2是截止的。放电,也可以看成是反向充电，当C1完全放电,C1上电荷为0,极性改变，右正左负－+，充到U10＝０.7Ｖ时,Ｑ2导通，４点电位迅速下降，由于Ｃ2电容的耦合作用，使得Q1基极电位立刻下降,Q１立即截止。电容C2的耦合：如果C2电容上的电位是这样的:B-＋A，电容上的电压假设为UAＢ=2Ｖ.如果此时Ａ点电位降低为0,由于电容上的电压不能突变，所以B点电位为０－２=—2Ｖ电容C2的放电：放电过程开始后，Ｃ２经过V1→Ｒ8→Ｃ2→Ｑ2ce结→GND放电。电容两端压差逐渐缩小,当减小为０时，极性反过来：+－,继续放电,或者说反向充电,则Ｕ１点电位，即电容左端电位升高，当达到０.7Ｖ时,Q1导通。输出波形：红色为电容Ｃ1两端电压，绿色为电容C2两端电压，

在C1电压上升的阶段Q１截止Q2导通C1通过Ｖ１→Ｒ５→Ｃ1→Q2BE结→ＧND充电，极性＋－在C1电压保持阶段，Ｑ1仍然截止，Q2导通，但是电容C2处在放电，并且反向充电过程中（绿色线，过零为反向充电）,一旦反向充电到一定程度,使得Q1的基极电位大于开启电压,Q1迅速导通，Q2迅速截止，C２进入充电过程，Ｃ1进入放电过程.输出波形：蓝色为Q1集电极电位,红色为电容C1两端电压.放电周期:Tｃ１=Ln2＊R6＊C1Tｃ2＝Ln2*R8*C２输出方波周期:T=Tc1+Tｃ２即：两个电容的放电周期.以本实验为例:Tｃ1=Ln２＊20ｋ＊１uＦ=13。86３msTｃ２=Ln２*20k＊1uＦ=1３.86３msT=Tｃ1+Tc２=27。726ms关于晶体管的截止，放大，和饱和状态的判别:(硅管）Ube<0。７截止发射结反向偏置Ｕbe