DIY搭建自己的TTL振蕩電路

這里介紹一種LC振蕩電路，其振蕩幅度能夠帶動(dòng)TTL電路，其振蕩頻率為1Hz。1Hz的振蕩頻率，可以配合 耳機(jī)喇叭 和 LED發(fā)光二極管，讓人真正聽到、真正看到電路的振蕩現(xiàn)象，為電子發(fā)燒友們DIY搭建自己的TTL電路有一個(gè)好的開始。振蕩電路是模擬電路中最著名的一個(gè)電路之一。振蕩電路原理參見 高等教育出版社 《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》 （童詩白，華成英）。這篇文章將從 工作電路 開始，逐步設(shè)計(jì)一個(gè) 振蕩電路。在每一步設(shè)計(jì)后都進(jìn)行制作，并用制作過程中得到的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)，直至成功設(shè)計(jì)和制作一個(gè) 振蕩電路。1. 共射放大電路（工作電路）晶體管的工作電路如圖。［電路圖］
晶體管選擇三極管 2N3904?；鶚O電阻 Rb 和 集電極電阻 Rc 用以將電壓變化轉(zhuǎn)換為電流變化。選擇合適的 基極電源 VBB 和 集電極電源 VCC，以及 Rb 和 Rc，以保證 2N3904 工作在放大狀態(tài)。晶體管 2N3904 的靜態(tài)特性（Static Characteristic）如圖。［特性圖］橫軸為 集電極-發(fā)射極電壓 U_CE，縱軸為 集電極電流 I_C。特性圖為一曲線簇。我們?cè)跈M軸上取一點(diǎn) VCC，在縱軸上取一點(diǎn) VCC/Rc，連一直線截曲線簇為多個(gè)點(diǎn)。這樣在基極電流 I_B 線性變化的時(shí)候，集電極電流 I_C 在一定區(qū)間內(nèi)就也隨著 I_B 線性變化 而 線性變化。在這個(gè)區(qū)間內(nèi)就稱為沒有失真。為了減小飽和失真和截止失真，應(yīng)當(dāng)選擇較高的電源電壓。這里選擇 6V 直流電源。關(guān)于 電源電路 可以參見［電源電路］一文。2. 直接耦合共射放大電路工作電路的 VBB 和 VCC 合二為一，就成為了直接耦合共射放大電路。［電路圖］3. 工作點(diǎn)穩(wěn)定電路加發(fā)射極電阻 Re 形成負(fù)反饋抵消溫度影響，即工作點(diǎn)穩(wěn)定電路。［電路圖］4. 電容耦合電路在信號(hào)源與放大電路、放大電路與負(fù)載間各加一個(gè)耦合電容 C1、C2，成為電容耦合電路。同時(shí)，要增加一個(gè)容量較大的旁路電容 Ce，對(duì)交流量進(jìn)行旁路。［電路圖］5. 電容反饋式振蕩電路將 LC振蕩電路 兩個(gè)電容的三個(gè)端分別接晶體管的三個(gè)極，得到 電容反饋式振蕩電路。這個(gè)振蕩電路用 LC振蕩、2N3904放大、電壓串聯(lián)組態(tài)反饋。［電路圖］振蕩頻率：［公式］調(diào)節(jié) C1、C2 和 L 可以調(diào)節(jié)振蕩頻率。這里 1Hz振蕩 頻率較低，應(yīng)選擇較大的電容和電感：C1、C2 都選擇 5mF，L 選擇 10mH。根據(jù)振蕩電路起振條件［公式］可得起振條件為：［公式］β 為放大倍數(shù)、r_be 為基極-發(fā)射極內(nèi)阻、R_L 為負(fù)載電阻。用這個(gè)公式可以得到 集電極電阻 Rc 的值。這里 Rc 選擇 180Ω。應(yīng)該提示：電路制作需要耐心調(diào)整數(shù)值。然而，各個(gè)元器件的最佳數(shù)值都還是有跡可循的。一般情況下，可以固定多數(shù)元器件，每次只調(diào)整一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)元器件數(shù)值。因?yàn)橐恢闭{(diào)整，不宜焊接，可用面包板或田字電路板（參見［田字電路板］一文。）進(jìn)行。一些技巧值得提及：1. 用 多用電表。可以在進(jìn)行元器件調(diào)整時(shí)，測(cè)量電路各個(gè)位置的電流、電壓變化。首先保證 BE極電壓 起振，然后保證 C1 兩端電壓 起振。2. 用 LED發(fā)光二極管。LED要有一定導(dǎo)通電壓，因此應(yīng)該作為負(fù)載接入在 C1 兩端與 C1 并聯(lián)。LED可以顯示出電壓的連續(xù)變化，體現(xiàn)為L(zhǎng)ED的逐漸變亮、逐漸變暗?？纱?lián)10Ω電阻調(diào)節(jié)平均亮度使亮暗明顯。3. 用 耳機(jī)小喇叭。耳機(jī)小喇叭串聯(lián)一個(gè)小電阻也作為負(fù)載接入在 C1 兩端與 C1 并聯(lián)?？梢月牭饺缤奶话愕摹皳渫ā甭暋?yīng)串聯(lián)100Ω電阻以防電流過大。對(duì)于幅度較小的振蕩，LED不能夠顯示，這時(shí)用喇叭就能夠聽出振蕩發(fā)出的小聲音。另外，喇叭還可以更容易地聽出頻率的改變，這一點(diǎn)在 將多用電表換成LED和喇叭負(fù)載時(shí)、以及 調(diào)節(jié)旁路電容Ce時(shí) 尤其有用，能夠聽到將電表表筆或Ce一端拿出前后、甚至拿出之后距離逐漸增大或減小情況下的振蕩頻率變化。這一現(xiàn)象有助于找到振蕩頻率穩(wěn)定的元器件數(shù)值。基極電阻 Rb1 和 Rb2，為保證較小的基極電流，應(yīng)該取較大的電阻。這里分別取 75KΩ 和 200KΩ。發(fā)射極電阻 Re，在一般情況下可以取較小值，如 10Ω。耦合電容 C3，對(duì)于 1Hz振蕩，應(yīng)該選擇較大數(shù)值，如 220μF，以通過接近直流的交流成份。旁路電容 Ce，其作用是使交流成份迅速旁路到地，因此同理對(duì)于 1Hz振蕩，應(yīng)當(dāng)選取很大的值。這里用的是 倆個(gè) 10mF 大電容 串聯(lián) 而成的電容。一端接 E極，另一端接地。6. 1Hz振蕩電路！［電路圖］加聲光負(fù)載（喇叭節(jié)拍、LED閃爍）！［實(shí)物圖］（連拍）6V電源電路 與 1Hz振蕩電路！［實(shí)物圖］