❶ 三極體無穩態電路原理分析,發現電容充電公式計算周期誤差很大 估算卻精確,什麼原因
晶體管並非處於理想的開關狀態,晶體管導通的CE間內阻沒算進去吧。
❷ 無穩態多諧振盪電路如何分析工作原理
1、上電瞬間前,Q1Q2都是截止的,上電後瞬間R1,R2讓Q1,Q2導通。此刻C1左端和C2右端都是0V電壓(Vce導通飽和,小電流時低於0.1V,大電流0.3V左右,實際並不為0V)。C1右端和C2左端都接Q1Q2的基極,導通狀態電壓約為0.7V。所以電容C1,C2開始充電。此刻Q1,Q2皆導通。
2、當C1,C2開始充電,透過R1,R2的電流被電容充電電流分流(電容端初始電壓為0,不能突變,充電電流也很大,Vb得到的電流就很少了,會進入截止)。Vb會瞬間降低。由於元件的不對稱,Q1Q2中會有一個先更快進入截止狀態。假設是Q1.
3、當Q1一瞬間進入截止,C1左側電壓透過R3充電被抬升到Vcc。右邊電壓也會跟著被抬升,這樣Q2的Vb會被抬升回原來Vbe的0.7V,回到導通狀態。不會繼續進入截止狀態。此刻Q1截止,C1繼續充電,(下面4看到,Q1的Vb會慢慢抬升,很快就會離開截止狀態進入導通,通)。這個過程是Q1先進入截止,而Q2一直保持導通。
4、當Q1的Vb隨著C2充電抬升,很快又回到導通區域。Q1再一次導通,讓C1的左側電位從Vcc快速透過Q1放電回到0V。這樣,原來C1兩側電位差是Vcc-Vb,現在左側被拉低到0V,電壓無法突變,右側電壓被拉低為(Vb-Vcc),成為負電壓,比電源負極的0V還負。Q2就突然深度截止了。(從原來正的Vb0.7V瞬間變為Vb-Vcc的負電壓-4.3V)。此刻,Q1導通,Q2深度截止。
5、此刻,電容C1,左側0V,右側Vb-Vcc(-4.3V),電源Vcc5V開始透過R1給C1充電。而C2保持著Vb(0,7V)的電壓。Q1保持導通,基極電流由R2提供。Q2保持截止,直到C1充電到Vb(0.7v)才會再次導通。C1從-4.3V充電到0.7V的周期,就是Q2輸出高電平,Q1輸出低電平的時間,也就是方波的前半個周期的時間。
C1右側的初始電壓為-4.7V,終止電壓為0.7V,由電源5V透過R1給C1充電。透過電容充電公式可以計算時間t。
6、當C1充電到0.7V,Q2從截止進入導通。C2的右側瞬間從Vcc被拉到0V。由於電容電壓無法突變,C2左側電壓從Vb的0.7V,瞬間被拉低到0.7-5=-4.3V,負電壓讓Q1深度截止。此刻,Q1深度截止,Q2導通,Q2的導通基極電流由R1提供。
C2電容從-4.7V開始由電源5V透過R2充電到0.7V,讓Q1導通,成為上面5的狀態。透過電容充電公式可以計算這個充電周期需要的時間。
7、到此,從上電擾動進入了非穩態。在狀態5和狀態6中反復交替。Q1Q2反復輪流導通和截止。計算周期t1=0.69*R1C1,t2=0.69R2C2,總周期T=0.69*(R1C1+R2C2),調節R1R2可以調節占空比。如果R1R2,C1C2相等,那麼T=1.38*RC,占空比50%。
注意地方就是:
1、R3,R4不能太小,太小讓Q1Q2的Ic過大,無法進入飽和區,即使進入,Vce也比較高,如果大於Vb則電路不會震盪。即使三極體進入飽和區了,但隨著Ic提高,Vce壓降會提高(Vcest),會讓方波的低電平提高。但R3,R4過小,會讓電壓從0拉升回5V時過慢,出現方波上升沿變緩。嚴重時變成三角波了。
2、R1,R2過大,導致Ib過小Ib=(Vcc-Vb)/R,三極體無法進入飽和截止區,同樣方波最低電壓也會抬升。當Vce提升到Vb(0.7V)就無法工作了。可選擇高放大倍數的三極體。或者用達林頓接法。但達林頓接法讓Vb成為1.2V,Vce為0.7V,方波輸出低電平總是0.7V。
3、充電周期時間的計算:
電容充電公式Vt=V0+(Vcc-V0)(1-e-t/RC)
化簡是Vt=Vcc-(Vcc-V0)e-t/RC
Vt是充電某個時刻t的電壓。Vcc是充電無限長的電壓,V0是初始電壓。
t=-RCln((Vcc-Vt)/(Vcc-V0))
由於V0=Vb-Vcc,Vt=Vb
所以t=-RCln((Vcc-Vb)/(2Vcc-Vb))
由於Vcc>Vb可以近似簡化成t=-RCln(Vcc/2Vcc)=-RCln0.5=0.69RC
也可以近似為t=0.7RC,所以整個周期T=1.4RC,頻率就是f=1/(2*0.69*RC)=0.72/(RC)
實際電路中,電壓越小,Vb的忽略會讓誤差變大。電壓5V之後誤差在1%以內,7V以後誤差在0.1%以內。3V的電壓誤差在1.5%以上。
有一個問題就是,反而用精確的公式把Vb算進去,計算的誤差反而很大(10V
時5.1%,7V時7.3%,4V時13%)。還不如估算公式准確(基本都在1%以內)。不知道是什麼原因。也許電容充電計算部分有問題。但電容充電的初始電壓和終止電壓是經過實際測試,沒有問題的。這個問題還需要深入研究。
這是基極Vb1,Vb2,也就是電容內側的電壓波形。我們看到電容充電從負電壓開始(圖中波形中間的線是0V)。清楚看到Q2的Vb(也就是C1)電壓降了一點接近0V然後又充電慢慢回到Vb導通,此刻讓Q1的Vb立刻被拉到負電壓狀態,開始充電爬升到Vb才導通。讓Q2的Vb立刻變成負電壓狀態。不斷反復循環。
❸ 無穩態電路,電路中兩個晶體管交替.什麼和什麼,產生自激
無穩態震盪電路亦稱自激多諧振盪器。其產生的脈沖具有高、低兩種狀態並交替轉換,即只有兩個暫態。
❹ 無穩態電路 是不是555定時器脈沖 穩態電路 註:555脈沖穩態電路另外兩個是單穩態和雙穩態電路。
無穩態電路 是多諧振盪器電路,用555加阻容件可以連出,用其它的觸發器也可設計出來。不是單穩態也不是雙穩態電路。
❺ 無穩態多諧振盪電路原理
由於抄兩個三極體的特性不完全一致襲,剛上電時,肯定有一個三極體導通程度深(或導通快)一些,假設是Q2,那麼Q1的基極電流就被電容C2(旁路)奪走了,所以Q1老老實實地截止,但隨著電容C2的充電(通過R2),Q1的基極電壓越來越高,Q1的開始導通,這時Q2的基極電流被C1奪走, Q2快速截止,Q1快速導通 ,這時C2(通過Q1發射結)放電, C1(通過R1)充電 , 導致Q1基極電位變低,而Q2基極電位變高,一段時間後又翻轉成Q2導通 Q1截止
❻ 常用的脈沖信號產生電路由什麼實現,它是一種無穩態電路,可以產生什麼或方波
常用的來脈沖信號電路可由多種電自路方式構建產生,大概有以下幾種:
1、非門或與非門構成脈沖振盪器;
2、單個施密特非門構成脈沖振盪器;
3、運放或比較器構成脈沖振盪器;
4、555時基電路構成脈沖振盪器;
5、專用信號產生IC構成脈沖振盪器;
上述振盪器主要產生方波、矩形波,也可產生三角波,專用信號產生IC可以產生更多波形。
❼ 左右對稱三極體 無穩態電路
所謂對稱電晶體又稱配對電晶體,是一個npn型配對pnp型的組合,對非穩態振盪電路就不需要達到這種要求
npn跟pnp偏壓方式不同計算方式也不同,快天亮了,有空再說
❽ 無穩態電路的工作原理是什麼
1、上電瞬間前,Q1Q2都是截止的,上電後瞬間R1,R2讓Q1,Q2導通。此刻C1左端和C2右端都是0V電壓(Vce導通飽和,小電流時低於0.1V,大電流0.3V左右,實際並不為0V)。C1右端和C2左端都接Q1Q2的基極,導通狀態電壓約為0.7V。所以電容C1,C2開始充電。此刻Q1,Q2皆導通。
2、當C1,C2開始充電,透過R1,R2的電流被電容充電電流分流(電容端初始電壓為0,不能突變,充電電流也很大,Vb得到的電流就很少了,會進入截止)。Vb會瞬間降低。由於元件的不對稱,Q1Q2中會有一個先更快進入截止狀態。假設是Q1.
3、當Q1一瞬間進入截止,C1左側電壓透過R3充電被抬升到Vcc。右邊電壓也會跟著被抬升,這樣Q2的Vb會被抬升回原來Vbe的0.7V,回到導通狀態。不會繼續進入截止狀態。此刻Q1截止,C1繼續充電,(下面4看到,Q1的Vb會慢慢抬升,很快就會離開截止狀態進入導通,通)。這個過程是Q1先進入截止,而Q2一直保持導通。
4、當Q1的Vb隨著C2充電抬升,很快又回到導通區域。Q1再一次導通,讓C1的左側電位從Vcc快速透過Q1放電回到0V。這樣,原來C1兩側電位差是Vcc-Vb,現在左側被拉低到0V,電壓無法突變,右側電壓被拉低為(Vb-Vcc),成為負電壓,比電源負極的0V還負。Q2就突然深度截止了。(從原來正的Vb0.7V瞬間變為Vb-Vcc的負電壓-4.3V)。此刻,Q1導通,Q2深度截止。
5、此刻,電容C1,左側0V,右側Vb-Vcc(-4.3V),電源Vcc5V開始透過R1給C1充電。而C2保持著Vb(0,7V)的電壓。Q1保持導通,基極電流由R2提供。Q2保持截止,直到C1充電到Vb(0.7v)才會再次導通。C1從-4.3V充電到0.7V的周期,就是Q2輸出高電平,Q1輸出低電平的時間,也就是方波的前半個周期的時間。
C1右側的初始電壓為-4.7V,終止電壓為0.7V,由電源5V透過R1給C1充電。透過電容充電公式可以計算時間t。
6、當C1充電到0.7V,Q2從截止進入導通。C2的右側瞬間從Vcc被拉到0V。由於電容電壓無法突變,C2左側電壓從Vb的0.7V,瞬間被拉低到0.7-5=-4.3V,負電壓讓Q1深度截止。此刻,Q1深度截止,Q2導通,Q2的導通基極電流由R1提供。
C2電容從-4.7V開始由電源5V透過R2充電到0.7V,讓Q1導通,成為上面5的狀態。透過電容充電公式可以計算這個充電周期需要的時間。
7、到此,從上電擾動進入了非穩態。在狀態5和狀態6中反復交替。Q1Q2反復輪流導通和截止。計算周期t1=0.69*R1C1,t2=0.69R2C2,總周期T=0.69*(R1C1+R2C2),調節R1R2可以調節占空比。如果R1R2,C1C2相等,那麼T=1.38*RC,占空比50%。
注意地方就是:
1、R3,R4不能太小,太小讓Q1Q2的Ic過大,無法進入飽和區,即使進入,Vce也比較高,如果大於Vb則電路不會震盪。即使三極體進入飽和區了,但隨著Ic提高,Vce壓降會提高(Vcest),會讓方波的低電平提高。但R3,R4過小,會讓電壓從0拉升回5V時過慢,出現方波上升沿變緩。嚴重時變成三角波了。
2、R1,R2過大,導致Ib過小Ib=(Vcc-Vb)/R,三極體無法進入飽和截止區,同樣方波最低電壓也會抬升。當Vce提升到Vb(0.7V)就無法工作了。可選擇高放大倍數的三極體。或者用達林頓接法。但達林頓接法讓Vb成為1.2V,Vce為0.7V,方波輸出低電平總是0.7V。
3、充電周期時間的計算:
電容充電公式Vt=V0+(Vcc-V0)(1-e-t/RC)
化簡是Vt=Vcc-(Vcc-V0)e-t/RC
Vt是充電某個時刻t的電壓。Vcc是充電無限長的電壓,V0是初始電壓。
t=-RCln((Vcc-Vt)/(Vcc-V0))
由於V0=Vb-Vcc,Vt=Vb
所以t=-RCln((Vcc-Vb)/(2Vcc-Vb))
由於Vcc>Vb可以近似簡化成t=-RCln(Vcc/2Vcc)=-RCln0.5=0.69RC
也可以近似為t=0.7RC,所以整個周期T=1.4RC,頻率就是f=1/(2*0.69*RC)=0.72/(RC)
實際電路中,電壓越小,Vb的忽略會讓誤差變大。電壓5V之後誤差在1%以內,7V以後誤差在0.1%以內。3V的電壓誤差在1.5%以上。
有一個問題就是,反而用精確的公式把Vb算進去,計算的誤差反而很大(10V
時5.1%,7V時7.3%,4V時13%)。還不如估算公式准確(基本都在1%以內)。不知道是什麼原因。也許電容充電計算部分有問題。但電容充電的初始電壓和終止電壓是經過實際測試,沒有問題的。這個問題還需要深入研究。
這是基極Vb1,Vb2,也就是電容內側的電壓波形。我們看到電容充電從負電壓開始(圖中波形中間的線是0V)。清楚看到Q2的Vb(也就是C1)電壓降了一點接近0V然後又充電慢慢回到Vb導通,此刻讓Q1的Vb立刻被拉到負電壓狀態,開始充電爬升到Vb才導通。讓Q2的Vb立刻變成負電壓狀態。不斷反復循環。
❾ 什麼是單穩態雙穩態無穩態電路
單穩態電路只有一個穩定狀態。在外界觸發脈沖的作用下,電路從穩態翻轉到暫態,在暫態維持一段時間之後,又返回穩態,並在輸出端產生一個矩形脈沖。
雙穩態電路有兩個穩定狀態,一個輸出端和兩個輸入端(「+」、「-」端各一個),當輸入端的「+」端有觸發信號時,輸出端不管原來是什麼狀態,都會立即變為高電平,且一直穩定地輸出高電平。如果當輸入端的「-」端有觸發信號時,輸出端不管原來是什麼狀態,都會立即變為低電平,且一直穩定地輸出低電平。觸發翻轉後會一直保持,有記憶效用,一般作存儲器或計數器。
在工農業生產和科學實驗中,經常需要一種不需要外加觸發信號便能自動的,周期性的完成開關作用,產生連續的矩形波動的的電路,我們就把它叫做「無穩態電路」。
❿ 三極體無穩態電路
假設最初Q1導通,那麼C2左端電勢幾乎為0,C2開始充電,C2右端電勢最初也幾乎為0,Q2關斷,C1右端電勢為Vcc,C1左端電勢等於Q1發射極內建電勢 < Vcc,所以C1右正左負地充電。
隨著C2充電,C2右端電勢升高,Q2逐漸導通,C1右端電勢下降,C1通過R1和Q2放電,C1左端電勢突然下降到(Q2發射極內建電勢 - C1上的壓降)< Q1發射極內建電勢。所以Q1關斷。
接下來重復以上過程,只不過下標1、2互換。這樣,兩管的集電極電壓會不停振盪。