今天給大家分享的是：BJT 非穩態多諧振蕩器

一、 BJT 非穩態多諧振蕩器

非穩態多諧振蕩器也稱為自由運行多諧振蕩器，因為它在開啟期間在兩個不同的輸出電壓電平之間交替。輸出在每一個電壓電平上保持一段確定的時間。非穩態多諧振蕩器有兩個輸出，但沒有輸入。

如下圖所示，非穩態多諧振蕩器基本上是兩個帶有再生反饋的放大器電路。其中一個放大器導通，而另一個則截止。該電路將使用 3.3V 至 9V 的直流電源供電。

BJT 非穩態多諧振蕩器

二、 BJT 非穩態多諧振蕩器工作原理

1、反向輸出

該電路連續地從一種狀態（Q1 開啟和 Q 2 關閉）切換到另一種狀態（Q1 關閉和 Q2 開啟），然后以 RC 定時組件 C1/R2 和 C2/R3 確定的速率再次切換回來。該電路在其兩個晶體管集電極產生兩個反相方波信號，其幅度幾乎等于其電源電壓。如下圖所示。

反相輸出

2、不穩定運行

假設在開啟時 Q1 處于高導通狀態，而 Q2 處于關閉狀態。Q1 的集電極幾乎為零伏，C1 的左側板也是如此。因為此時 Q2 處于關閉狀態，它的集電極將處于電源電壓，其基極將處于幾乎為零的電位，與 Q1 集電極相同，因為 C1 仍然未充電，并且它的兩個極板處于相同的電位。

非穩態多諧振蕩器（Q 1導通）

C1 現在開始通過 R2 充電，其右側極板變得越來越正，直到達到大約 +0.6V 的電壓。由于電容的這個極板也連接到 Q2 的基極，因此 Q2晶體管將開始大量導通。現在，通過 Q2 的快速增加的集電極電流導致 R4 兩端的電壓下降，Q2 集電極電壓下降，導致 C2 右側板的電位迅速下降。

電容的本質是當一個極板的電壓快速變化時，另一極板也經歷類似的快速變化，因此當 C2 的右側極板從電源電壓迅速下降到幾乎為零時，左側極板必須下降在電壓相似的量。

非穩態多諧振蕩器（Q 2導通）

在 Q1 導通時，其基極約為 0.6V，因此當 Q2 導通時，Q1 基極下降至 0.6 -9V = -8.4V，負電壓幾乎等于 +9V 電源電壓的負電壓并與之相反。

這會迅速關閉 Q1，導致其集電極電壓迅速上升。由于電容一個極板上的突然電壓變化會導致另一極板發生類似量的變化，因此 Q1 集電極的這種突然上升通過 C1 傳輸到 Q2 基極，導致 Q2 在 Q1 關閉時快速打開，兩個輸出都發生了狀態變化。

然而，這種新狀態不會持續。C2 現在開始通過 R3 充電，一旦左側板（Q1 基極）上的電壓達到約 +0.6V，就會發生另一次快速的狀態變化。這種開關動作產生了下圖的集電極和基極波形。

開關動作

下面非穩態多諧振蕩器電路仿真波形：

三、頻率計算

電路以這種方式不斷改變狀態，在每個集電極上產生一個方波。可以計算振蕩頻率，因為相關電容充分充電以發生狀態變化的時間約為 0.7CR，并且由于每個周期發生兩次狀態變化，周期時間 T 將為：

周期時間

如果 C1 = C2 且 R2 = R3，則標記空間比將為 1:1，在這種情況下，振蕩頻率將為：

振蕩頻率

例子

使用 C=100nF 和 R=33K 的時序分量，標記/空間比為 1:1 的非穩態多諧振蕩器的頻率是多少？

頻率

四、改進 BJT 非穩態多諧振蕩器以改善上升時間

基本非穩態電路的是一個問題是：當每個晶體管關閉時，上述電容1作用會減慢電壓的上升，從而產生方波彎曲上升沿，如下圖所示。

這可以通過下圖的修改的電路來克服這個問題：

改進 BJT 非穩態多諧振蕩器

每次 Q2 的集電極電壓隨著晶體管關閉而變高時，D2 變為反向偏置，從而將 Q2 與 C2 充電的影響隔離開來。C2 的充電電流現在由 R5 而不是 R6 提供。Q1 在其“關閉”期間的作用是相似的。

顯示上升時間改善的不穩定輸出

上圖所示的Q1和Q2 集電極的輸出波形表明，修改的電路實現了上升時間的改進。

五、變頻非穩態

如果下圖所示，改變工作頻率。

變頻 BJT 非穩態

通過改變 Q1，R3 和 R4 頂部的電壓會發生變化，因此無論使用何種占空比，只有頻率會改變，而占空比則保持不變。

六、可變標記與空間比率

下顯示了通過使用電位代替可變電阻來實現具有一定程度的可變標記空間比的非穩態。

可變標記空間比的非穩態