脉冲电路 - 非稳态多谐振荡器

非稳态多谐振荡器没有稳定状态。一旦多谐振荡器开启，它会在一定时间段后自行改变状态，该时间段由 R_C 时间常数决定。为电路提供直流电源或 V_cc 供其运行。

非稳态多谐振荡器的构造

两个名为 Q₁ 和 Q₂ 的晶体管以反馈方式相互连接。晶体管 Q₁ 的集电极通过电容器 C₁ 连接到晶体管 Q₂ 的基极，反之亦然。两个晶体管的发射极都接地。集电极负载电阻 R₁ 和 R₄ 以及偏置电阻 R₂ 和 R₃ 的值相等。电容器 C₁ 和 C₂ 的值相等。

下图显示了无稳态多谐振荡器的电路图。

无稳态多谐振荡器的工作原理

当施加 V_cc 时，晶体管的集电极电流增加。由于集电极电流取决于基极电流，

$$I_c = \beta I_B$$

由于没有晶体管特性相同，两个晶体管中的一个，比如 Q₁，其集电极电流增加，因此导通。Q₁ 的集电极通过 C₁ 施加到 Q₂ 的基极。这种连接使 Q₁ 集电极处增加的负电压施加到 Q₂ 的基极，其集电极电流减小。这种连续作用使 Q₂ 的集电极电流进一步减小。当施加到 Q₁ 的基极时，该电流使其变得更负，并且随着累积作用，Q₁ 进入饱和状态，Q₂ 截止。因此 Q₁ 的输出电压将为 V_{CE (sat)}，而 Q₂ 将等于 V_CC。

电容器 C₁ 通过 R₁ 充电，当 C₁ 两端的电压达到 0.7v 时，这足以使晶体管 Q₂ 进入饱和状态。当此电压施加到 Q₂ 的基极时，它会进入饱和状态，从而降低其集电极电流。点 B 处的电压降低通过 C₂ 施加到晶体管 Q₁ 的基极，从而使 Q₁ 反向偏置。一系列这些动作使晶体管 Q₁截止，晶体管 Q₂饱和。现在点 A 具有电位 V_CC。电容器 C₂ 通过 R₂ 充电。当该电容器 C₂ 两端的电压达到 0.7v 时，晶体管 Q₁ 导通并达到饱和状态。

因此，输出电压和输出波形由晶体管 Q₁ 和 Q₂ 的交替切换形成。这些 ON/OFF 状态的周期取决于所用偏置电阻和电容的值，即所用 R_C 的值。由于两个晶体管交替工作，输出为方波，峰值幅度为 V_CC。

波形

Q₁ 和 Q₂ 集电极的输出波形如下图所示。

振荡频率

晶体管 Q₁ 的导通时间或晶体管 Q₂ 的关断时间由下式给出

t₁ = 0.69R₁C₁

同样，晶体管 Q₁ 的关断时间或晶体管 Q₂ 的导通时间由下式给出

t₂ = 0.69R₂C₂

因此，方波的总时间周期

t = t₁ + t₂ = 0.69(R₁C₁ + R₂C₂)

由于 R₁ = R₂ = R 且 C₁ = C₂ = C，方波的频率将为

$$f = \frac{1}{t} = \frac{1}{1.38 R C} = \frac{0.7}{RC}$$

优点

使用非稳态多谐振荡器的优点如下 −

• 无需外部触发。
• 电路设计简单
• 价格低廉
• 可以连续工作

缺点

使用非稳态多谐振荡器的缺点如下 −

• 电路内能量吸收更多。
• 输出信号能量低。
• 无法实现小于或等于 50% 的占空比。

应用

非稳态多谐振荡器用于许多应用例如业余无线电设备、摩尔斯电码发生器、定时器电路、模拟电路和电视系统。