簡(jiǎn) 介： 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)上看到的一個(gè)最為簡(jiǎn)單的音頻振蕩電路 進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)它的確具有工作可能性。并對(duì)于它的工作原理進(jìn)行初步分析。關(guān)鍵詞振蕩電路 ，單結(jié)晶體管 ，負(fù)阻抗 01 單 管振蕩器一、電路來(lái)源 ??在 ?
吊打三極管 [1] 展示了一個(gè)由單個(gè)NPN三極管、兩個(gè)電阻，一個(gè)電容，一個(gè)LED和9V干電池組成的LED閃爍振蕩電路。它是利用了三極管反向擊穿時(shí)所呈現(xiàn)的“
負(fù)阻抗 ”特性產(chǎn)生的間歇振蕩器現(xiàn)象。
▲ 圖1.1.1 ?電路工作示意動(dòng)圖 ??今天（2021-09-26）看到 ?
Instructables [2] 網(wǎng)站上給出了另外一個(gè)簡(jiǎn)單的振蕩電路（
Simplest Oscillator (Transmitter) ）。這個(gè)電路與上面的電路相同之處，都是
不按常理出牌 。下面這個(gè)電路從常理上來(lái)看，它不會(huì)產(chǎn)生振蕩的。
▲ 圖1.1.2 簡(jiǎn)單音頻振蕩電路 ??那么這個(gè)電路是否真的能夠振蕩？它的工作原理又是什么呢？
二、構(gòu)建電路 1、電路原理圖 ??原網(wǎng)站給出的電路圖沒(méi)有給出電路中的元器件。下面電路圖中給出了實(shí)驗(yàn)電路以及各元器件的參數(shù)。
▲ 圖1.2.0 電路圖原理圖以及原器件參數(shù) 2、搭建測(cè)試電路 ??在面包板上搭建了上述簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)電路。那么它是否真的可以進(jìn)行工作呢？
▲ 圖1.2.1 :面包板上搭建的實(shí)驗(yàn)電路 三、測(cè)試結(jié)果 1、基本振蕩波形 ??打開(kāi) 5V電源，動(dòng)圈式喇叭中便發(fā)出蜂鳴聲音。電路震蕩的頻率并不是非常穩(wěn)定，當(dāng)手觸碰喇叭，或者面包板上的元器件的時(shí)候，振蕩頻率都會(huì)發(fā)生變化。
▲ 圖1.2.2 電路中三極管的發(fā)射極（藍(lán)色）與基極（青色）電壓波形 ??可以看到實(shí)際施加在揚(yáng)聲器上的波形是間歇高頻振蕩波形。這個(gè)高頻信號(hào)頻率與包絡(luò)線也會(huì)隨著喇叭的不同位置以及測(cè)試示波器探頭是否接入有關(guān)系。
▲ 圖1.2.3 單個(gè)脈沖內(nèi)的高頻振蕩波形 ??下面是示波器探頭不通過(guò)引線直接抵觸在三極管E級(jí)測(cè)試的的波形。
▲ 圖1.2.4 DJ個(gè)脈沖內(nèi)的高頻信號(hào) ??使用示波器測(cè)量脈沖中高頻振蕩頻率，居然達(dá)到了驚人的
315MHz ！這的確出乎人的意料。
▲ 圖1.2.5 高頻波形 2、更換電路器件參數(shù) (1) 三極管 ??將三極管9018更換成 8050，它的截止頻率為100MHz，低于上面測(cè)試脈沖高頻信號(hào)的頻率。更換之后，電路便沒(méi)有脈沖輸出了。
(2) 電容C1 ??更換電容C1，可以改變脈沖低頻成分的頻率。增加C1，低頻頻率降低；減少C1，增加低頻頻率。
(3) 揚(yáng)聲器 ??測(cè)試了兩款揚(yáng)聲器。左邊的揚(yáng)聲器的標(biāo)稱(chēng)阻抗為4歐姆，右邊的揚(yáng)聲器的標(biāo)稱(chēng)阻抗也是4Ω。但是在接入電路之后，左邊的揚(yáng)聲器沒(méi)有振蕩，右邊的揚(yáng)聲器會(huì)產(chǎn)生震蕩。
▲ 131.不同的揚(yáng)聲器 ??使用SmartTweezer測(cè)量?jī)蓚€(gè)揚(yáng)聲器的交流阻抗（10kHz下的電阻與電感）。可以看到兩個(gè)揚(yáng)聲器的主要差別在于電感量不同。? ● ?
左邊揚(yáng)聲器： ???
電阻：8.6Ω
???
電感：230uH
? ● ?
右邊揚(yáng)聲器： ???
電阻：7.5Ω
???
電感：64uH
02 問(wèn) 題分析??
上 面的初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述振蕩電路的能夠工作，但問(wèn)題來(lái)了：它為什么能夠工作？原理是什么？??初步分析，這個(gè)電路應(yīng)該是由揚(yáng)聲器及其引線中的電感成分，與三極管的Cbe，Cbc雜散電容形成了單管電容振蕩電路。形成高頻振蕩之后，三極管的基極輸入電阻也呈現(xiàn)出“
負(fù)阻 ”特性，再由電路中的 R1、C1與三極管基極的負(fù)阻抗特性組成了間歇振蕩電路。??這種利用
負(fù)阻抗 特性形成的間歇振蕩器，最初在單結(jié)晶體管振蕩電路中應(yīng)用最為廣泛。下面是基本的單結(jié)晶體管振蕩電路圖。
▲ 圖2.1 單結(jié)晶體管振蕩電路 ??上述電路的工作的基本條件就是需要能夠形成高頻振蕩，之后才能夠形成音頻振蕩。而高頻振蕩中需要 應(yīng)用到三極管以及揚(yáng)聲器的雜散參數(shù)，因此不同的三極管與揚(yáng)聲器對(duì)于高頻振蕩形成有影響。有的參數(shù)可以工作，有的不工作。
參考資料 [1] 吊打三極管 : https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/109474940 [2] Instructables : https://www.instructables.com/ ## ?速 度與激情??
親 愛(ài)的卓大大，以下是我對(duì)“
基礎(chǔ)四輪組的 ”一點(diǎn)點(diǎn)想法：??智能車(chē)競(jìng)賽作為工科熱門(mén)競(jìng)賽，至今已經(jīng)誕生
四輪 ，
三輪 ，
兩輪 ，
單車(chē) ，
麥克納姆輪 等多種組別，整體任務(wù)越來(lái)越多，愈加智能化。近來(lái)幾年還單設(shè)了智能化程度更高的創(chuàng)意組。
▲ 圖1.1 ?智能車(chē)競(jìng)賽 ??四輪組作為傳統(tǒng)組別，一直是智能車(chē)競(jìng)賽最為純粹的速度組，極具觀賞性。隨著競(jìng)賽的日益成熟，速度擔(dān)當(dāng)?shù)幕A(chǔ)四輪組賽場(chǎng)均速多在3.5m/s-3.8m/s之間，并沒(méi)有在速度上與其他組別拉開(kāi)較大差距。在智能化的大趨勢(shì)下，我覺(jué)得可以保留一個(gè)純粹的“
速度與激情 ”組別。
▲ 圖1.1 公眾號(hào)留言中的建議 ??在公眾號(hào)上看到了對(duì)基礎(chǔ)四輪的討論，給出的建議是增加賽道難度，增加花樣，減小電磁與攝像頭的差異。??我的觀點(diǎn)恰恰相反：
降低難度，減少花樣，專(zhuān)攻速度。 對(duì)于攝像頭與電磁的差異，我覺(jué)得方案選擇能力也是競(jìng)賽工程能力的一部分，所以對(duì)二者沒(méi)有特殊平衡性要求。??對(duì)此有以下建議：
1. 組別名稱(chēng)變更 ??由“基礎(chǔ)四輪組”變更為“急速四輪組”。
2. 賽道改動(dòng) ??賽道降低難度，取消特色元素，僅僅保留直道，彎道，十字。彎道最小曲率半徑相比其他組別增加20cm，比如視覺(jué)組彎道最小處為30cm，那么急速四輪組調(diào)整為50cm。隨著彎道半徑的增加，一可以提高車(chē)模彎道極限速度，二可以增加電磁傳感器前瞻（若彎道半徑短，過(guò)長(zhǎng)的前瞻會(huì)越過(guò)至隔壁賽道）。
3. 傳感器限制放松 ??攝像頭高度限制放松至30cm，電磁前瞻不限制。
4. 車(chē)模要求 ??車(chē)模B,C車(chē)模任意選擇，電機(jī)，舵機(jī)的型號(hào)與數(shù)量不可改動(dòng)，輪胎打磨要求取消至少能看清花紋的限制，如果可以，甚至允許使用防滑膠套（再造“錢(qián)江一號(hào)”神話）。
▲ 圖1.2 ?雙車(chē)接力 ??希望以上建議，使得賽場(chǎng)上能夠看到5m 神車(chē)?。?！給競(jìng)賽帶來(lái)速度上的極致享受。
下載文檔
