深度饱和下的环形振荡电路
01 三体电路
一、前言
近期在网络上看到几个关于纯硬件流水灯电路的视频， 这些视频都有一个共同的的特点， 就是具有三个NPN晶体管组成的环路耦合电路。 而且， 请注意这是非常重要的一个地方， 就是所有NPN三极管的偏置都是极度饱和状态。 也就是如果单个看每个三极管， 它们的集电极电压都是小于 0.2V， 甚至小于 0.1V。 下面来对这些电路进行仿真测试。
二、仿真结果
在 LTspice 构建三级环路振荡电路。 电路的工作电压设定为 3.3V。 三极管基极偏置电阻取 10k 欧姆， 耦合电容取 10微法。 ·请大家逐一， 三个集电极电阻特意选择 201， 200 ， 199， 这是为了是的三级电路略有区别， 是的电路能够起振。 这是电路启动后 前 1秒钟之后晶体管集电极和基极电压波形。 这说明电路开始震荡， 三极管截止时间大约是 周期的 三分之一。 请注意， 在三极管导通器件， 基极出现了上升小的尖峰， 对应的集电极电压出现小幅的下降。
下面构建四级三极管环路振荡器。 仿真结果可以看到， 电路仍然震荡， 但是三极管震荡占空比为 50% 。 电路中， 1,3 两个晶体管为一组， 2,4 两个晶体管为一组， 这两组晶体管交替导通和截止。
现在构造五个晶体管环形级联。 下面看一下仿真结果。 电路依然能够震荡。 占空比呈现五分之二。
构建六级环路振荡器， 电路仍然分为奇偶两组， 呈现交替震荡的模式。 七级环路电路， 么路则呈现出高频振荡的模式。
※ 总 结 ※
本文对于这种深度饱和三极管环路电路进行了仿真。 当级数为偶数时， 电路呈现奇偶交替震荡形式。 当级数为奇数时， 电路则呈现流水震荡形式。 但是， 当级数增大到一定程度， 电路会出现高频震荡。
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