第18节 音频振荡器 (修订中)
[TOC]
零件和材料
- 两节 6 伏电池
- 三个 NPN 晶体管 - 推荐型号 2N2222 或 2N3403（Radio Shack 目录 # 276-1617 是一个包含 15 个 NPN 晶体管的封装，非常适合本实验和其他实验）
- 两个 0.1 µF 电容器（Radio Shack 目录 # 272-135 或同等产品）
- 一个 1 MΩ 电阻
- 两个 100 kΩ 电阻器
- 一个 1 kΩ 电阻
- 各种电阻对，小于 100 kΩ（例如：两个 10 kΩ、两个 5 kΩ、两个 1 kΩ）
- 一个发光二极管（Radio Shack 目录号 276-026 或同等产品）
- 带耳机的音频检测器
交叉参考 电路课程，第 3 卷，第 4 章：“[双极结晶体管](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt- 多谐振荡器 (opens new window)”
学习目标
- 如何使用分立晶体管构建非稳态多谐振荡器电路
原理图，示意图
插图
指示
该电路的正确名称是“[非稳态多谐振荡器](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt- 电源 (opens new window)电压的大小定时。
不幸的是，它的输出波形非常失真，既不是正弦波也不是方波。然而，为了制作音频的简单目的，失真并不重要。
使用 12 伏电源、100 kΩ 电阻器和 0.1 µF 电容器时，振荡频率将处于低音频范围内。您可以使用音频检测器收听此信号，音频检测器将一个测试探针连接到地，另一个连接到晶体管的集电极端子之一。
我建议将一个 1 MΩ 电阻与音频检测器串联，以最大限度地减少电路负载效应和耳机响度：
多谐振荡器本身只是两个晶体管、两个电阻和两个交叉连接的电容器。示意图和插图中显示的第三个晶体管用于驱动 LED，用作振荡器动作的视觉指示器。
使用连接到此共发射极放大器基极的探针线来检测电路不同部分相对于地的电压。鉴于此多谐振荡器电路的低振荡频率，您应该能够看到 LED 快速闪烁，探针线连接到任一多谐振荡器晶体管的集电极端子。
您可能会注意到 LED 无法闪烁，其探针线接触到任一多谐振荡器晶体管的_基_极，但音频检测器告诉您那里有一个振荡电压。为什么是这样？LED 的共集电极晶体管放大器是电压跟随器，这意味着它不会放大电压。
因此，如果被测电压低于 LED 点亮所需的最低电压，它就不会发光。由于有源晶体管的正向偏置基极-发射极结仅下降约 0.7 伏，因此任一晶体管基极的电压不足以为 LED 供电。
但是，音频检测器非常灵敏，可以轻松检测到这种低电压信号。随意用低阻值电阻代替所示的两个 100 kΩ 单元。当你这样做时，振荡频率会发生什么变化？
我建议使用尺寸至少为 1 kΩ 的电阻器，以防止晶体管电流过大。许多振荡器电路的一个缺点是它依赖于最少量的电源电压。电压太低，电路停止振荡。
这个电路也不例外。您可能想尝试使用较低的电源电压并确定振荡所需的最小电压，并体验电源电压变化对振荡频率的影响。
该电路特有的一个缺点是依赖不匹配的组件才能成功启动。为了使电路开始振荡，一个晶体管必须在另一个晶体管之前导通。
通常，各种元件值存在足够的不匹配以使这种情况发生，但电路可能会“冻结”并在上电时无法振荡。如果发生这种情况，请尝试电路中的不同组件（相同的值，但不同的单位）。
相关练习：
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