發布日期：2022-04-20 點擊率：184
多諧振蕩器：利用深度正反饋，通過阻容耦合使兩個電子器件交替導通與截止，從而自激產生方波輸出的振蕩器。常用作方波發生器。
多諧振蕩器是一種能產生矩形波的自激振蕩器，也稱矩形波發生器。“多諧”指矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒有穩態，只有兩個暫穩態。在工作時，電路的狀態在這兩個暫穩態之間自動地交替變換，由此產生矩形波脈沖信號，常用作脈沖信號源及時序電路中的時鐘信號。
多諧振蕩器在溫控報警電路中的應用
下圖是利用多諧振蕩器構成的簡易溫控報警電路，圖中ICEO是三極管T基極開路時，由集電區穿過基區流向發射區的反向飽和電流，稱作穿透電流。ICEO是三極管的熱穩定性參數之一，常溫下，硅管的ICEO比鍺管的ICEO要小；溫度升高，ICEO增大，且鍺管的ICEO隨溫度升高增大較快。選用晶體管時一般希望ICEO盡量小，但本電路采用穿透電流大，且對溫度變化敏感的鍺管，利用其ICEO控制555定時器復位端4管腳的電壓。圖中555定時器與R1、R2和C組成多諧振蕩器，其復位端4腳RD通過R3接地。常溫下，鍺管穿透電流ICEO較小，一般在10～50μΑ，在3上產生的電壓較低，則555復位端4腳RD的電壓較低，則555處于復位狀態，多諧振蕩器停振。當溫度升高或有火警時，ICEO增大，在R3上產生的電壓升高，使555復位端4腳RD為高電平，多諧振蕩器開始振蕩，揚聲器發出報警聲。
溫控報警電路不同的晶體管，其ICEO值相差較大，故需改變R3的阻值來調節控溫點。方法是先把測溫元件T置于要求報警的溫度下，調節R3使電路剛發出報警聲。報警的音調取決于多諧振蕩器的振蕩頻率，由元件R1、R2和C決定，改變這些元件值，可改變音調，但要求R1大于1kΩ。
電路組成及工作原理
下面圖3-1時基于555的多諧振蕩器連接圖
多諧振蕩器是一種自激振蕩電路。因為沒有穩定的工作狀態，多諧振蕩器也稱為無穩態電路。其工作原理時這樣的：在剛接同電源時，由于電容C1兩端的電壓不能突變，使集成電路A的2腳電壓為0V，這一低電壓加到電壓比較器D的同相輸入端，使電壓比較器D輸出低電平，該低電平加到與非門B的一個輸入端，這樣，輸出端Q輸出高電平，即多諧振蕩器輸出電壓U0為高電平，通電之后，直流電壓+V通過電阻R1和R2對電容C1充電，由于電容C1的充電要有一個過程，在C1兩端的電壓沒有充到一定程度時，電路保持輸出電壓U0為高電平狀態，這是一個暫穩態。隨著對電容C1充電的進行，（C1上的充電電壓極性為上正下負），當C1上的電壓達到一定程度時，集成電路A的6腳電壓為高電平，該高電平加到內電路中的電壓比較器C的反相輸入端，使比器C輸出低電平，該低電平加到與非門A的一個輸入端，使RS觸發器翻轉，即為Q端輸出低電平，即U0為低電平，Q非為高電平，從圖中所示波形中可看出，此時U0已從高電平翻轉到低電平。Q非為高電平后，該高電平經過電阻RS加到VT1基極，使VT1飽和導通，由于VT1導通后集電極和發射極之間的內阻減小，這樣電容C1上充到的上正下負電壓開始放電，其放電回路是：C1的上端——R2——集成電路A的7腳——VT1集電極——VT1發射極——地端——C1的下端，在這放電的過程中，多諧振蕩器保持U0為低電平狀態，隨著C1的放電，C1上的電壓在下降，當C1上的電壓下降到一定程度時，使集成電路的2腳電平很低，即電壓較器D的同相輸入端電壓很低，使比較器D輸出低電壓，該低電壓加到與非門B的一個輸入端，使RS觸發器再次翻轉，翻轉到Q為高電平的暫穩態，即U0為高電平，由于Q為高電平，Q非為低電平，使VT1管的基極電壓很小，VT1截止，電容C1停止放電，改變為+V通過電阻R1和R2對電容C1充電，這樣電路進入第2個周期，如此反復達到振蕩器的作用。
由仿真得該電路輸出波形，如圖3-2所示
多諧振蕩器一旦起振之后，電路沒有穩態，只有兩個暫穩態，它們做交替變化，輸出連續的矩形脈沖信號，因此它又稱作無穩態電路，常用來做脈沖信號源。
電路見下圖。74HC00為四一二輸入端與非門。
如果將二輸入端與非門的一個輸入端接高電平，或者將兩個輸入端短接，則其輸出便與余下的一個輸入端或兩個短接的輸入端反相，相當于一個反相器。在下圖所示電路中，設IC1A的①腳、IC1B的⑤腳為高電平（K1按下，K2斷開），則IC1A可看作②腳輸入③腳輸出、可看作IC1B④腳輸入⑥腳輸出的反相器，其傳輸特性如右圖所示。由于R1的負反饋作用，如果②腳電壓較低，③腳輸出高電壓，則通過R1把②腳電平拉高；如果②腳電壓較高、③腳輸出低，則通過R1把②腳電平拉低，結果折衷停在中心點C。輸出100%反饋到輸入，相當于把左下三角形部分按照虛線折到右上角。虛線與傳輸特性的交點C就是反相器的工作點，約等于1/2VCC。C點位于傳輸特性的陡坡中心。本例中，74HC00輸入變化1mV，輸出變化高達1V。
由于IC1③腳和④腳連按，其⑥腳輸出的信號與②腳同相但幅度放大。圖中C1起正反饋作用。只要②腳電壓有微小的波動，如提高0.1mV，則③腳電壓降低100mV，再經IC1B反相，⑥腳輸出電壓升高大于1V，此電壓變化通過C1送回②腳，使②腳電壓繼續升高，直至VCC+0.7V。這時，IC1內部的保護二極管導通，使輸入電壓不能高，反相器工作點停在右圖的D點。D點位于傳輸特性的水平線上，輸入變化幾乎不影響輸出。此時，IC1的②腳為高電平，③腳為低電平，⑥腳為高電平。電阻R1接在②、③腳之間。③腳是輸出端，內阻很低，②腳是輸入端，內阻極高。②高③低的電位差使得R1上的電流I的方向如左圖所示，放電的起始電壓為VCC+0.7V，放電的最終電壓為0V。
實際放電到C點（1/2VCC）附近，就停止了。放電從VCC+0.7V到1/2VCC約需1.1R1C1=1.1&TImes;（2.2&TImes;l0（6））&TImes;（0.1&TImes;10（-6）≈0.25s。
這時，②腳變低，經過IC1A反相放大→③腳變高→IC1B反相放大→⑥腳快速變低→C1→②腳。正反饋作用持續到②腳電壓降至-0.7V。這時IC1內部的保護二極管導通，使輸入電壓不能低，反相器工作點停在E點。E點在傳輸特性的水平線上，輸入變化幾乎不影響輸出。此時的狀態是②低、③高、⑥低。R1對C1充電。充電起始電壓為-0.7V，充電最終電壓為VCC。
充電從0.7V到1/2VCC約需1.1R1C1=0.25s，然后就停止充電，進入正反饋，轉向工作點D。實際上，電路工作在D、E狀態的時間長，經過C的時間很短，故輸出是個方波，一個周期約0.5s。方波比正弦波諧波多，聽起來比較悅耳。許多音樂片的輸出信號就是由不同頻率的等幅方波組成的。如果幅度能隨音拍變化，就更好聽了。同理，IC1C的（13）腳=高，IC1D⑨、⑩并接，也可以看作兩個反相器，產生周期為0.5ms的方波振蕩。也就是2kHz。因為蜂鳴器的諧振頻率在2kHz左右時電一聲轉換效率最高，聽起來最響。
選擇電容1000pF時電阻約為250kΩ，下圖中將500kΩ電位器調到中心位置附近可找音量最大點。R2也可用240kΩ～270kΩ固定電阻試試。
因為蜂鳴器的電阻約40Ω，IC1的輸出阻抗約1kΩ，故IC1不能直接驅動蜂鳴器，所以要經過Q1進行電流放大。IC1C⑧腳輸出高電平3V，Q1基極導通時電壓為0.7V，R3=1Ω，Q1基極電流為（3-0.7）/1k=2.3mA，Q11放大倍數為50，集電極電流115mA。而40Ω蜂鳴器只需70mA驅動，兩端電壓達2.8V。那么115-70=45mA的電流又到哪里去呢了？Q1放大倍數為50，是指Q1在線性放大區內Ic/IB，到了飽和區，IG／IBF降，這時Q1的管壓降很低。
與非邏輯的控制作用：IC1A的①腳平時通過R4接地，③腳輸出恒高，④腳=③腳，⑥腳輸出恒低。（13）腳=⑥腳=低，⑧腳為低，蜂鳴器不響。整個電路耗電極小。
K1按下后，（13）腳高電平，IC1D、IC1C產生2Hz的方波，控制IC1D（13）腳，（13）腳為高電平時，IC1D、IC1C產生2kHz方波通過R3、Q1驅動蜂鳴器；當（13）腳為低電平時，IC1D、IC1C停振，⑧腳輸出低電平，Q1關斷。從而使蜂鳴器發出每秒2次的斷續嘀一嘀聲。IC1B⑤腳平時通過R5接高，正常工作，K2按下后，⑤腳為低，IC1A、IC1B停振。（13）腳=⑥腳恒高，蜂鳴器發出持續的嘀聲。
如圖所示。該電路以其效率高、驅動能力強而引人注目。它輸出對稱方波，其幅度隨電源電壓Vdd而定。VT5、VT6、R2、R3、C1、C2等構成多諧振蕩器用來推動四只輸出三極管。輸出電流Io=B（Vdd-1.4）R1.當R1=R4=68歐，Vdd=12V，VT1～VT4的B=20時，Io高達3A.振蕩頻率f約為0.7/R2。C1；當取R2=R3=68k歐，C1=C2=0.22uF時，f≈53Hz。該電路用途很多，其中之一是用作逆變器。當取Vdd=14V，R1=R4=33歐，則Io≈6A，轉換效率約為40%。在輸出端連接一只9.5V、5A的電源變壓器的次級繞組，在初級便可獲得有效值約為240V的方波電壓，可帶動一只40W燈泡。該電路靜態電流由R1和R4決定，R1=R4=68歐時，靜態電流約為0.3A.二極管VD1～VD4用來防止帶感性負載時可能擊穿輸出管。
工作原理：當電源一接通，兩只三極管就要爭先導通，但由于元器件有差異，只有某一只管子最先導通。假如Q1最先導通，那么Q1集電極電壓下降，LED1被點亮，電容C2的左端接近零電壓，由于電容器兩端的電壓不能突變，所以Q2基極也被拉到近似零電壓，使Q2截止，LED2不亮。隨著電源通過電阻R3對C2的充電，使三極管Q2基極電壓逐漸升高，當超過0.6伏時，Q2由截止狀態變為導通狀態，集電極電壓下降，LED2被點亮。與此同時三極管Q2集電極電壓的下降通過電容器C2的作用使三極管Q1的基極電壓也下跳，Q1由導通變為截止，LED1熄滅。如此循環，電路中兩只三極管便輪流導通和截止，兩只發光二極管就不停地循環發光。改變電容的容量可以改LED循環的速度。
簡易流動閃光燈電路圖
（一）制作材料與工具
3DG6晶體管1只，3AX31晶體管1只，47KΩ微調電阻1只，100μF/3V電解電容1只，印制線路板1塊，5號電池1節，1.5V/0.1A小電珠1只。
（二）電路簡介
電子頻閃燈是由晶體管組成的互補多諧振蕩器，電路如圖2-1所示，通電后產生自激振蕩，驅動小電珠HL不斷閃爍。
接通電源后，電流即通過電阻R向電容C充電，當充電到一定程度時，晶體管VT1導通，同時，VT2亦導通，使小電珠HL發光。此時，電容C放電，A點電位下降，VT1得不到正常工作偏壓而截止，VT2也隨之截止，HL不發光。此時電路恢復初始狀態，電流通過R再次向C充電……這樣周而復始，使HL不斷閃爍。（R表示該電阻值可通過調整后確定）
（三）制作
晶體管VT1、VT2要分別選用β大于30的金屬殼三極管3DG6、3AX31，或塑封三級管9011、9012，R微調電阻調節時要注意有一定的電阻值存在，不要調到電阻很小的值，否則易損壞三極管。
先將元件腳上錫，然后按附圖焊接各元件。焊畢，將印制板正、負端各引一導線，以備接電源時用。
（四）調試
將印制板的正、負端的引出線分別與1.5V電池的正、負端連接，此時可看到小電珠不斷閃爍。若小電珠不閃，應仔細檢查電路是否有錯焊或假焊；若小電珠常亮不閃，則說明R值太小，造成充放電時間太短，使HL閃爍頻率太快，使人眼無法看出它在閃爍，只認為常亮而不閃。這時只需用小螺絲刀調節47KΩ微調電阻，通過調節可使小電珠達到理想的頻閃效果。（使用微調電阻時，千萬不要將電阻值調至零）
制作完畢，可將其裝飾一番。例如可讓它代替小動物的眼睛一眨一眨的，也可以使它成為花芯一閃一閃的等等。
本電路采用高增益pnp型鍺管vt3，vt4組成多諧振蕩器，有兩級反相器首尾連接，級間利用電容C3，C4耦合，其工作周期為1S。
元件選擇與調試
本電路的三極管應選擇集電極電流大于50ma的9012或9015，發光管應選擇高亮度的發光管。若想改變閃爍的速度，可以調整C3、C4的容量，也可以用微調代替r3、r4，調整好后替換上相應數值的電阻即可。
本電路圖結構簡單，非常適合處于入門階段的開發者來進行練習。由于使用了高亮度的燈關，本設計中的照明效率得到了一定的保證。
電子閃光燈的電路原理圖如所示：
電子閃光燈電路原理圖
接線圖
注：
1、電容C取220μF，電阻R取30KΩ
2、電容C取220μF，電阻R取30KΩ
3、電容C的范圍：10μF-220μF，R的范圍1.5KΩ-100KΩ
4、AB間的發光二極管可用330-1間的電阻線，CD間可并聯更多的發光二極管
實驗現象：發光二極管交替發光
工作原理：當電路通電流時，發光二極管發光，電流經電阻至電解電容，對電解電容進行充電，當充電完畢后，電容放電，三極管此時充當開關，處于截止狀態，發光二極管不發光，依次交替進行。
在圖三所示的電路中，在儲能電容器C2所充電壓低于VG的啟輝電壓（一般為25o～27OV）時，VG不點亮，VT4因無基極偏流而截止，振蕩電路工作。當c2所充電壓太于VG的啟輝電壓時，VG點亮，VT4導通，振蕩管VT3截止，此時電源所消耗的電流基本上由R4決定。當C2上的電壓降低時，VG熄滅，VT4截止，VT3又進入振蕩工作狀態。
目前，很多相機上設有延時自動斷電功能，一般是打開相機前蓋開關后，若在幾十秒鐘內沒有拍照，則相機（包括內藏閃光燈）自動斷電。此時按下拍攝按鈕，只需在拍攝按鈕按至中遺約停留一穢鐘，即可自行恢復通電。
在圖9所示白廿自動斷電閃光燈電路中，增加了一個延時電路。當電源開關S1接通后，比較器輸出低電平，VT1導通，閃光燈振蕩，主電容器C3充電。在VT1導通期間，若進行了拍攝，即手拍按鈕開關S2或自拍開關S3接通，則比較器持續保持低電平狀態。否則，隨著計時電容器C1的充電，當A點電位低于B點電位時，比較器輸出高電平，VT1截止，閃光燈停振。
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