DIY搭建自己的TTL振荡电路.docx
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DIY搭建自己的TTL振荡电路
DIY搭建自己的TTL振荡电路
这里介绍一种LC振荡电路,其振荡幅度能够带动TTL电路,其振荡频率为1Hz。
1Hz的振荡频率,可以配合耳机喇叭和LED发光二极管,让人真正听到、真正看到电路的振荡现象,为电子发烧友们DIY搭建自己的TTL电路有一个好的开始。
振荡电路是模拟电路中最著名的一个电路之一。
振荡电路原理参见高等教育出版社《模拟电子技术基础》(童诗白,华成英)。
这篇文章将从工作电路开始,逐步设计一个振荡电路。
在每一步设计后都进行制作,并用制作过程中得到的经验进行下一步设计,直至成功设计和制作一个振荡电路。
1.共射放大电路(工作电路)晶体管的工作电路如图。
[电路图]
晶体管选择三极管2N3904。
基极电阻Rb和集电极电阻Rc用以将电压变化转换为电流变化。
选择合适的基极电源VBB和集电极电源VCC,以及Rb和Rc,以保证2N3904工作在放大状态。
晶体管2N3904的静态特性(StaticCharacteristic)如图。
[特性图]
横轴为集电极-发射极电压U_CE,纵轴为集电极电流I_C。
特性图为一曲线簇。
我们在横轴上取一点VCC,在纵轴上取一点VCC/Rc,连一直线截曲线簇为多个点。
这样在基极电流I_B线性变化的时候,集电极电流I_C在一定区间内就也随着I_B线性变化而线性变化。
在这个区间内就称为没有失真。
为了减小饱和失真和截止失真,应当选择较高的电源电压。
这里选择6V直流电源。
关于电源电路可以参见[电源电路]一文。
2.直接耦合共射放大电路工作电路的VBB和VCC合二为一,就成为了直接耦合共射放大电路。
[电路图]
3.工作点稳定电路加发射极电阻Re形成负反馈抵消温度影响,即工作点稳定电路。
[电路图]
4.电容耦合电路在信号源与放大电路、放大电路与负载间各加一个耦合电容C1、C2,成为电容耦合电路。
同时,要增加一个容量较大的旁路电容Ce,对交流量进行旁路。
[电路图]
5.电容反馈式振荡电路将LC振荡电路两个电容的三个端分别接晶体管的三个极,得到电容反馈式振荡电路。
这个振荡电路用LC振荡、2N3904放大、电压串联组态反馈。
[电路图]
振荡频率:
[公式]
调节C1、C2和L可以调节振荡频率。
这里1Hz振荡频率较低,应选择较大的电容和电感:
C1、C2都选择5mF,L选择10mH。
根据振荡电路起振条件[公式]
可得起振条件为:
[公式]
β为放大倍数、r_be为基极-发射极内阻、R_L为负载电阻。
用这个公式可以得到集电极电阻Rc的值。
这里Rc选择180Ω。
应该提示:
电路制作需要耐心调整数值。
然而,各个元器件的最佳数值都还是有迹可循的。
一般情况下,可以固定多数元器件,每次只调整一个或少数几个元器件数值。
因为要一直调整,不宜焊接,可用面包板或田字电路板(参见[田字电路板]一文。
)进行。
一些技巧值得提及:
1.用多用电表。
可以在进行元器件调整时,测量电路各个位置的电流、电压变化。
首先保证BE极电压起振,然后保证C1两端电压起振。
2.用LED发光二极管。
LED要有一定导通电压,因此应该作为负载接入在C1两端与C1并联。
LED可以显示出电压的连续变化,体现为LED的逐渐变亮、逐渐变暗。
可串联10Ω电阻调节平均亮度使亮暗明显。
3.用耳机小喇叭。
耳机小喇叭串联一个小电阻也作为负载接入在C1两端与C1并联。
可以听到如同心跳一般的“扑通”声。
应串联100Ω电阻以防电流过大。
对于幅度较小的振荡,LED不能够显示,这时用喇叭就能够听出振荡发出的小声音。
另外,喇叭还可以更容易地听出频率的改变,这一点在将多用电表换成LED和喇叭负载时、以及调节旁路电容Ce时尤其有用,能够听到将电表表笔或Ce一端拿出前后、甚至拿出之后距离逐渐增大或减小情况下的振荡频率变化。
这一现象有助于找到振荡频率稳定的元器件数值。
基极电阻Rb1和Rb2,为保证较小的基极电流,应该取较大的电阻。
这里分别取75KΩ和200KΩ。
发射极电阻Re,在一般情况下可以取较小值,如10Ω。
耦合电容C3,对于1Hz振荡,应该选择较大数值,如220μF,以通过接近直流的交流成份。
旁路电容Ce,其作用是使交流成份迅速旁路到地,因此同理对于1Hz振荡,应当选取很大的值。
这里用的是俩个10mF大电容串联而成的电容。
一端接E极,另一端接地。
6.1Hz振荡电路!
[电路图]
加声光负载(喇叭节拍、LED闪烁)!
[实物图](连拍)
6V电源电路与1Hz振荡电路!
[实物图]
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