多谐振荡器又称无稳态电路,它的本质是由于自激震荡、产生具有高、低电平两种状态并交替转换。本问将分析一个通过分立器件搭建的经典多谐振荡器电路。
电路构成很简单,一共就4个电阻、2个电解电容、2个LED灯和2个三极管。下面分析工作原理:
一眼望去,该电路左右两边除了led的颜色不同之外,其余是完全相同的。试想一下这个电路从断电状态开始上电会发生什么?有人会说电流通过R1、R2使2个三极管BE级导通,所以两个灯都点亮。假如没有C1、C2两个电容,确实是两个灯都点亮,但是加了这两个电容,就会发生后面奇怪的事情。
我们要知道即使相同型号、相同规格、相同批次出来的2个电子元器件,其特性还是有微小区别的,这就导致5V上电时,虽然2个三极管都具备导通条件,但是必定是有一个三极管先导通,有一个三极管后导通。假设三极管Q1先导通,那么绿色LED率先点亮。我们看下图:
假如没有C1,那么在Q1导通后,Q2就会接着导通,但是有了C1存在,由于电容两端电压不能突变,C1左端电压由于Q1导通被拉到低电平, 此时C1右端电压也是低电平,直接导致Q2无法导通使得LED2灯灭。此时VCC经过R1 、C1、Q1、GND给C1充电,电路也进入第一个暂稳态,LED1亮,LED2灭。
C1两端的电压不能突变,但是可以缓慢的变化,随着对C1充电,C1右侧电压缓慢抬高,当达到0.7V左右时,看下图:
Q2被导通,LED2被点亮,C2右侧电压被拉低,同理C2左侧电压也被拉低,导致Q1关断,LED1熄灭,电路进入第二个暂稳态:LED1灭,LED2亮。
后面的步骤就显而易见了: LED1和LED2交替亮灭,想要改变亮灭的频率也很简单,只需改变R1、R2、C1、C2的值,值越小,频率越快。本文讲解的这个多谐振荡器就到这里,后面有机会和大家介绍其他形式的多谐振荡器。