01 單管振蕩器

一、電路來源

??在 吊打三極管 ^[1]^ 展示了一個由單個NPN三極管、兩個電阻，一個電容，一個LED和9V干電池組成的LED閃爍振蕩電路。它是利用了三極管反向擊穿時所呈現(xiàn)的“ 負(fù)阻抗 ”特性產(chǎn)生的間歇振蕩器現(xiàn)象。

??看到 Instructables ^[2]^ 網(wǎng)站上給出了另外一個簡單的振蕩電路（ Simplest Oscillator (Transmitter) ）。這個電路與上面的電路相同之處，都是 不按常理出牌 。下面這個電路從常理上來看，它不會產(chǎn)生振蕩的。

??那么這個電路是否真的能夠振蕩？它的工作原理又是什么呢？

二、構(gòu)建電路

1、電路原理圖

??原網(wǎng)站給出的電路圖沒有給出電路中的元器件。下面電路圖中給出了實驗電路以及各元器件的參數(shù)。

2、搭建測試電路

??在面包板上搭建了上述簡單的實驗電路。那么它是否真的可以進(jìn)行工作呢？

三、測試結(jié)果

1、基本振蕩波形

??打開+5V電源，動圈式喇叭中便發(fā)出蜂鳴聲音。電路震蕩的頻率并不是非常穩(wěn)定，當(dāng)手觸碰喇叭，或者面包板上的元器件的時候，振蕩頻率都會發(fā)生變化。

??可以看到實際施加在揚聲器上的波形是間歇高頻振蕩波形。這個高頻信號頻率與包絡(luò)線也會隨著喇叭的不同位置以及測試示波器探頭是否接入有關(guān)系。

??下面是示波器探頭不通過引線直接抵觸在三極管E級測試的的波形。

??使用示波器測量脈沖中高頻振蕩頻率，居然達(dá)到了驚人的315MHz ！這的確出乎人的意料。

2、更換電路器件參數(shù)

(1) 三極管

??將三極管9018更換成 8050，它的截止頻率為100MHz，低于上面測試脈沖高頻信號的頻率。更換之后，電路便沒有脈沖輸出了。

(2) 電容C1

??更換電容C1，可以改變脈沖低頻成分的頻率。增加C1，低頻頻率降低；減少C1，增加低頻頻率。

(3) 揚聲器

??測試了兩款揚聲器。左邊的揚聲器的標(biāo)稱阻抗為4歐姆，右邊的揚聲器的標(biāo)稱阻抗也是4Ω。但是在接入電路之后，左邊的揚聲器沒有振蕩，右邊的揚聲器會產(chǎn)生震蕩。

??使用SmartTweezer測量兩個揚聲器的交流阻抗（10kHz下的電阻與電感）。可以看到兩個揚聲器的主要差別在于電感量不同。

? ● 左邊揚聲器：

???電阻：8.6Ω

???電感：230uH

? ● 右邊揚聲器：

???電阻：7.5Ω

???電感：64uH

02 問題分析

??上面的初步實驗驗證了上述振蕩電路的能夠工作，但問題來了：它為什么能夠工作？原理是什么？

??初步分析，這個電路應(yīng)該是由揚聲器及其引線中的電感成分，與三極管的Cbe，Cbc雜散電容形成了單管電容振蕩電路。形成高頻振蕩之后，三極管的基極輸入電阻也呈現(xiàn)出“ 負(fù)阻 ”特性，再由電路中的 R1、C1與三極管基極的負(fù)阻抗特性組成了間歇振蕩電路。

??這種利用負(fù)阻抗特性形成的間歇振蕩器，最初在單結(jié)晶體管振蕩電路中應(yīng)用最為廣泛。下面是基本的單結(jié)晶體管振蕩電路圖。

??上述電路的工作的基本條件就是需要能夠形成高頻振蕩，之后才能夠形成音頻振蕩。而高頻振蕩中需要 應(yīng)用到三極管以及揚聲器的雜散參數(shù)，因此不同的三極管與揚聲器對于高頻振蕩形成有影響。有的參數(shù)可以工作，有的不工作。