五级环路振荡电路的两种工作模式

周六, 7 十月 2023 - 10:30

作者：卓晴，来源<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/FUdThg59WIJoQ-JJK9SWZg">TsinghuaJoking</a></…;

一、前言
对于这样五级环路振荡电路，它有两种工作模式。一种是高频振荡，一种是低频循环振荡。下面看一下这两种工作模式以及相应的电路波形。
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图1.1.1 五级循环振荡电路
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图1.1.2 测试电路

二、实验结果
使用改锥对第一个三极管基极对地进行短路，然后断开。可以观察到两种不同的工作模式。一种工作模式是低频振荡，有两个LED灯熄灭，在五个LED中循环。另外一种工作模式是高频振荡，看起来是它们都在点亮。至于工作在哪一个状态，还是挺随机的。毕竟手触碰电路电极，所以会产生一些随机的干扰。
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下面使用示波器同时测量第一个晶体管基极和集电极电压。能够更加清楚看到电路的高频振荡和低频振荡的关系。工作电压从2V 到5V电路都会出现这两种工作模式。这也显示了电路工作电压的适应范围很大。在低压下，电路振荡频率略高。
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下面，利用示波器，分别测量电路中三极管集电极电压信号，观察高频振荡下，这些信号之间的相位关系，从而理解为什么会出现高频振荡。可以看到，由三极管组成的反向放大器，每一级都会出现相位延迟，经过五级放大之后，原来同相的信号就会被移相 180°，再反馈到第一级三极管基极之后，就形成了正反馈。电路形成振荡。振荡的频率为 2.2MHz。
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对于低频振荡，形成这样流水灯的解释相对比较魔幻，为什么会有两个LED熄灭，三个LED点亮?具体启动的原因是什么？这些问题我还没有特别想好的答案。
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图1.2.1 低频振荡晶体管集电极和基极波形

电路在上电后，自动进入高频振荡模式。通过手工短路三极管基极电压，可以使得电路进入流水灯低频振荡模式。
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总结

本文对于五级环形电路的两种工作模式进行了观察。电路中，所有的三极管都处于深度饱和状态。低频震荡模式下，五个三极管在同一时刻之后两个熄灭。另外三个点亮，它们处在循环点亮的状态。