诸如非稳态多谐振荡器之类的再生开关威廉希尔官方网站
是最常用的张弛振荡器，因为它们不仅简单，可靠且易于构造，而且还产生恒定的方波输出波形。
与我们在之前的教程中介绍的单稳态多谐振荡器或双稳态多谐振荡器不同，其运行需要一个“外部”触发脉冲，而该稳态多谐振荡器具有自动内置触发功能，可在设置和复位的两个不稳定状态之间连续切换。
该多谐振荡器是另一种类型的，其具有交叉耦合的晶体管开关威廉希尔官方网站
的NO稳定输出状态，因为它从一个状态改变到另一个的所有时间。该不稳定威廉希尔官方网站
由两个开关晶体管，一个交叉耦合的反馈网络和两个延时电容器组成，这些电容器允许两种状态之间的振荡，而无需外部触发即可产生状态变化。
在电子威廉希尔官方网站
中，不稳定的多谐振荡器也被称为自由运行的多谐振荡器，因为它们不需要任何额外的输入或外部帮助即可振荡。不稳定振荡器从其一个或多个输出产生连续的方波（两个输出无输入），然后可将其用于闪烁灯光或在扬声器中产生声音。
不稳定多谐振荡器的基本晶体管威廉希尔官方网站
从一对接地的发射极交叉耦合晶体管产生方波输出。多谐振荡器中的两个NPN或PNP晶体管都经过偏置以进行线性工作，并作为具有100％正反馈的通用发射极放大器工作。
这种构造满足条件为振荡时：（ βA= 1 ∠ 0 Ò ）。这导致一个阶段进行“完全导通”（饱和），而另一阶段进行“完全截止”（截止），从而在两个晶体管之间实现了非常高的互放大水平。如下所示，通过电容器通过电阻器的放电作用，将传导从一个阶段转移到另一阶段。
基本非稳态多谐振荡器威廉希尔官方网站
假设有一个6伏的电源，并且晶体管TR 1刚刚切换到“关”（截止）并且其集电极电压正朝着Vcc上升，同时晶体管TR 2刚刚变成了“开”。电容器C1的极板“ A”也朝着Vcc的+6伏供电轨上升，因为它已连接到TR 1的集电极，该集电极现已断开。由于TR 1处于截止状态，因此它不传导电流，因此负载电阻R 1两端没有电压降。
电容器C1的另一侧，即板“ B”，由于晶体管TR 2导通（饱和），因此与晶体管TR 2的基极端子连接并且处于0.6v 。因此，电容器C1从A点到B点的板极电位差为+5.4伏（6.0 – 0.6v）。
由于TR 2完全导通，电容器C 2开始通过电阻R 2向Vcc充电。当电容器C 2两端的电压上升到大于0.6v时，它将使晶体管TR 1偏置为导通并饱和。
晶体管TR 1切换到“ ON”的瞬间，原本处于Vcc电位的电容器的极板“ A”立即下降到0.6伏。极板“ A”上电压的这种快速下降导致极板“ B”上电压的瞬时相等下降，因此C1的极板“ B”被下拉至-5.4v（反向充电），并且施加了负电压摆幅。TR 2的底座将其“关闭”。一种不稳定状态。
晶体管TR 2被驱动截止，因此电容器C1现在开始通过电阻器R3在相反的方向充电，该电阻器R3也连接到+6伏供电轨Vcc。因此，晶体管TR 2的基极现在沿正方向朝着Vcc向上移动，其时间常数等于C1×R3组合。
但是，它永远不会达到Vcc的值，因为一旦达到0.6 V正电压，晶体管TR 2就会完全“导通”到饱和。该动作再次开始整个过程，但是现在电容器C2将晶体管TR 1的基极带至-5.4v，同时通过电阻器R2充电并进入第二不稳定状态。
然后我们可以看到，该威廉希尔官方网站
在晶体管TR 1为“ OFF”且晶体管TR 2为“ ON”的一个不稳定状态与TR 1为“ ON”且TR 2为“ OFF”的第二不稳定状态之间交替变化。由RC值确定的速率。只要存在电源电压，此过程就会一次又一次地重复。
输出波形的幅度与电源电压Vcc大致相同，每个开关状态的时间段由跨接在晶体管基极两端的RC网络的时间常数确定。当晶体管同时将“ ON”和“ OFF”切换时，由于对电容器充电的电流，每个集电极的输出将是带有略微圆角的方波。可以通过使用更多组件来更正此问题，我们将在后面讨论。
如果基本威廉希尔官方网站
中C2 x R2和C1 x R3产生的两个时间常数相同，则标记与空间之比（ t1 / t2 ）将等于一对一，从而使输出波形在形状上对称。通过改变电容器C1，C2或电阻器R2，R3，可以改变标记间距比，从而改变频率。
我们在“ RC放电”教程中看到，电容器两端的电压下降到电源电压的一半所需的时间0.5Vcc等于电容器和电阻器组合的时间常数0.69。然后拿不稳的多谐振荡器的一侧，晶体管TR 2为“ OFF”的时间长度将等于0.69T或C1 x R3时间常数的0.69倍。同样，晶体管TR 1截止的时间长度等于0.69T或C2 x R2的时间常数的0.69倍，定义为。
不稳定的多谐振荡器周期时间其中，R为Ω，C为法拉。 通过仅更改一个RC网络的时间常数，可以更改输出波形的标记与空位比和频率，但是通常通过同时更改两个RC时间常数，可以改变输出频率，同时保持标记-的空间比例一一对应。
如果电容器C1的值等于电容器C2的值，C1 = C2，并且基极电阻器R2的值等于基极电阻器R3的值，R2 = R3，则多谐振荡器的总时间长度下面给出了对称输出波形的周期。
振荡频率其中，R以Ω为单位，C以法拉为单位，T以秒为单位，ƒ以赫兹为单位。 这就是所谓的“脉冲重复频率”。因此，根据RC网络的时间常数，不稳定的多谐振荡器可以从每个晶体管产生两个非常短的方波输出波形，或者产生对称或不对称的更长的矩形输出，如下所示。
不稳定的多谐振荡器波形
非稳态多谐振荡器示例1需要一个不稳定的多谐振荡器威廉希尔官方网站
来产生一系列频率为500Hz的脉冲，其标记与空间的比率为1：5。如果 R2 = R3 =100kΩ，则计算所需电容C1和C2的值。
并通过将上述公式重新安排为周期性时间，以使标记间距比为1：5所需的电容器的值给出为：
分别为4.83nF和24.1nF的值是计算得出的值，因此我们需要为电容C1和C2选择最接近的首选值，以考虑电容器的容差。实际上，由于与低级电容器相关的宽容差范围，实际输出频率可能与所需的实际频率相差±20％（在我们的简单示例中为400至600Hz）。
如果我们要求输出稳定波形在定时或门控威廉希尔官方网站
等中使用非对称波形，则可以像上面的示例中那样手动计算所需的各个组件的R和C值。但是，当两个R和C都相等时，我们可以通过使用表格显示不稳定的多谐振荡器针对R和C的不同组合或值计算出的频率来使自己的生活更轻松一些。例如，
不稳定多谐振荡器频率表| Res。 | 电容值 | | 1nF | 2.2nF | 4.7nF | 10nF | 22nF | 47nF | 100nF | 220nF | 470nF | | 1.0kΩ | 714.3kHz的 | 324.6kHz的 | 151.9kHz的 | 71.4kHz的 | 32.5kHz的 | 15.2kHz的 | 7.1kHz的 | 3.2kHz的 | 1.5kHz的 | | 2.2kΩ的 | 324.7kHz的 | 147.6kHz的 | 69.1kHz的 | 32.5kHz的 | 14.7kHz的 | 6.9kHz的 | 3.2kHz的 | 1.5kHz的 | 691赫兹 | | 4.7kΩ的 | 151.9kHz的 | 69.1kHz的 | 32.3kHz的 | 15.2kHz的 | 6.9kHz的 | 3.2kHz的 | 1.5kHz的 | 691赫兹 | 323赫兹 | | 10kΩ的 | 71.4kHz的 | 32.5kHz的 | 15.2kHz的 | 7.1kHz的 | 3.2kHz的 | 1.5kHz的 | 714赫兹 | 325赫兹 | 152赫兹 | | 22kΩ的 | 32.5kHz的 | 14.7kHz的 | 6.9kHz的 | 3.2kHz的 | 1.5kHz的 | 691赫兹 | 325赫兹 | 147赫兹 | 69.1赫兹 | | 47kΩ的 | 15.2kHz的 | 6.9kHz的 | 3.2kHz的 | 1.5kHz的 | 691赫兹 | 323赫兹 | 152赫兹 | 69.1赫兹 | 32.5赫兹 | | 100kΩ的 | 7.1kHz的 | 3.2kHz的 | 1.5kHz的 | 714赫兹 | 325赫兹 | 152赫兹 | 71.4赫兹 | 32.5赫兹 | 15.2赫兹 | | 220kΩ的 | 3.2kHz的 | 1.5kHz的 | 691赫兹 | 325赫兹 | 147赫兹 | 69.1赫兹 | 32.5赫兹 | 15.2赫兹 | 6.9赫兹 | | 470kΩ的 | 1.5kHz的 | 691赫兹 | 323赫兹 | 152赫兹 | 69.1赫兹 | 32.5赫兹 | 15.2赫兹 | 6.6赫兹 | 3.2赫兹 | | 1兆欧 | 714赫兹 | 325赫兹 | 152赫兹 | 71.4赫兹 | 32.5赫兹 | 15.2赫兹 | 6.9赫兹 | 3.2赫兹 | 1.5赫兹 |
预先计算的频率表对于确定特定对称输出频率的R和C值都非常有用，而无需在每次需要不同的频率时都重新计算它们。
通过更改双联电位器的两个固定电阻R 2和R 3并保持电容器的值相同，可以更容易地“调谐”来自“不稳定多谐振荡器”输出的频率，以给出特定的频率值或补偿所用组件的公差。
例如，从上表中选择一个10nF的电容器值。通过使用100kΩ的电位计作为电阻，我们可以将输出频率从71.4kHz稍稍降低到714Hz（大约30年的频率范围）进行完全调整。同样，电容器值为47nF时，其频率范围为152Hz至15kHz以上。
不稳定多谐振荡器示例2一个不稳定的多谐振荡器威廉希尔官方网站
由两个相等的3.3uF定时电容器和两个10kΩ的基极电阻构成。如果将100kΩ双位电位器与两个电阻串联，则计算最小和最大振荡频率。
电位计为0％时，基极电阻值等于10kΩ。
当电位计为100％时，基极电阻的值等于10kΩ+100kΩ=110kΩ。
然后，不稳定多谐振荡器的振荡输出频率可以在2.0赫兹至22赫兹之间变化。
当选择两个电阻和电容值对于可靠的操作，基电阻应该具有的值使得该晶体管完全导通“开”时，另一个晶体管匝“OFF”。例如，考虑上面的威廉希尔官方网站
。当晶体管TR 2完全“导通”时，在电阻器R3和电阻器R4之间下降（饱和）几乎相同的电压。
如果使用的晶体管的电流增益β为100，并且集电极负载电阻R4等于1kΩ，则最大基极电阻值为100kΩ。更高且晶体管可能无法完全“接通”，从而导致多谐振荡器产生不稳定的结果或根本不振荡。同样，如果基极电阻的值太低，则晶体管可能不会切换为“ OFF”，并且多谐振荡器也不会再次振荡。
可以从非稳态多谐振荡器威廉希尔官方网站
中任何一个晶体管的集电极端子获得输出信号，每个输出波形都是其自身的镜像。上面我们看到，由于交叉耦合威廉希尔官方网站
中电容器的充电特性，输出波形的前沿稍微变圆而不是正方形。
但是我们可以在威廉希尔官方网站
中引入另一个晶体管，该晶体管将产生几乎完美的平方输出脉冲，并且还可以用于切换较高电流负载或低阻抗负载（如LED或扬声器等），而不会影响实际的不稳定多谐振荡器的运行。但是，不利的一面是输出波形不是完全对称的，因为附加晶体管会产生非常小的延迟。考虑下面的两个威廉希尔官方网站
。
不稳定多谐振荡器驱动威廉希尔官方网站
现在从连接到晶体管TR 2的发射极的第三晶体管TR 3产生具有方形前沿的输出。该第三晶体管与晶体管TR 2一致地切换“接通”和“断开” 。我们可以使用这个额外的晶体管来切换发光二极管，继电器或从声音转换器（如扬声器或压电发声器）产生声音，如上所示。
负载电阻器，的Rx需要被适当地选择以考虑到正向电压降和为最大电流限制到大约20毫安为LED威廉希尔官方网站
或以达到约100Ω总负载阻抗的扬声器威廉希尔官方网站
。扬声器的阻抗可以小于100Ω。
通过附加的晶体管，连接TR 4到另一个晶体管的发射极威廉希尔官方网站
TR 1以类似的方式，我们可以产生一个非稳态多谐振荡器威廉希尔官方网站
，其将在由所述所确定的速率闪烁两组灯或LED的从一个到另一RC计时网络的时间常数。
| 
4
/7 
工商网监
湘ICP备2023018690号
6529
淘帖
7
