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【回囘囬】双闪灯的电流

已有 2150 次阅读 2018-11-25 14:08 |个人分类:电子电工技术|系统分类:科研笔记| 双闪灯, 电路, 电流, 仿真, 电容

上篇

sxddh01.png


电流分析:

MN节点处的电流包括电阻电流、电容充放电电流、三极管基极电流。

由于电阻一般很大,所以电阻电流一般很小,例如:两个电阻取50kΩ,两节电池时,由于M、N电位在0V-1V之间,所以通过电阻的电流在40μA–60μA之间。电容的充放电电流也很小,而且衰减非常快,也是μA级别的电流。这样导致基极电流也是μA级别的电流,不过几十μA的基极电流已经足够让三极管在放大状态和截止状态之间切换了。

KL节点处的电流包括LED电流、电容充放电电流、三极管集电极电流。

电容充放电电流很小,LED灭灯时电流较小,三极管基极电流较小时,集电极电流也很小,三者均为μA级别。LED亮灯时电流在5-20mA左右,电容充放电电流没有这么大,但如果三极管基极电流较大时会处于放大状态,集电极电流可以达到5-20mA。这个mA级别的电流是电路功耗的主要部分。

下图标注了电压,用导线粗细表示电流大小,显示了双闪灯的一个周期变化:

sxddh03.png


左上图

绿色LED灭灯,电压1.85V,仍能提供电流。

LM间电容开始充电,电流从右极板流向MM上方电阻也有较小的电流,两者共同作用形成较大的基极电流,使右下方三极管处于放大区,产生较大的集电极电流,红色LED亮灯,电压1.94V

KN间电容开始开始放电,电流从N点流向电容左极板,电阻上方有电流流向N,两者共同作用形成较小的基极电流,使左下方三极管处于截止区。

经过3/7周期后变成右上图。 

右上图

绿色LED仍然灭灯,电压1.64V,电流为0,此时LM间电容充电到了极限。

LM间电容电压从0.40V充至0.67V。右下方三极管仍处于放大区,红色LED仍然亮灯,电压1.81V

KN间电容电压从0.84V放至0.66V,左下方三极管仍处于截止区。

电路即将突变为右下图。突变的原因在于LM间的电容即将开始放电,而KN间的电容即将开始充电。至于转换充放电的原因有可能是电容上方流过电阻和二极管的电流大小不同,也有可能是电容下方两个三极管对电流的阻碍程度发生了变化,或许还可以提供其他的解释。两个电容的充放电状态是同时突变的,若有先后顺序,则两盏灯将有同时熄灭或同时亮起的状态,但是从后面的波形上看,即使有这种状态,持续时间也不会超过1ms 

右下图

K、N、L、M的电位全发生了突变。

红色LED灭灯,电压1.60V,仍能提供电流。

KN间电容开始充电,电流从左极板流向NN上方电阻也有较小的电流,两者共同作用形成较大的基极电流,使左下方三极管处于放大区,产生较大的集电极电流,绿色LED亮灯,电压2.21V

LM间电容开始开始放电,电流从M点流向电容左极板,上方电阻有电流流向M,两者共同作用形成较小的基极电流,使右下方三极管处于截止区。

经过4/7周期后变成左下图。 

左下图

红色LED仍然灭灯,电压1.46V,电流为0,此时KN间电容充电到了极限。

KN间电容电压从0.67V充至0.85V。左下方三极管仍处于放大区,绿色LED仍然亮灯,电压2.09V

LM间电容电压从0.66V放至0.41V,右下方三极管仍处于截止区。

即将突变为左上图。


仿真电路及波形:

sxddh04.png

从仿真的波形上看,红LED和绿LED的亮灯时间长短是不一样的,比值接近3:4

KN的波形

sxddh06.png

LM的波形

sxddh05.png


参考文献: 

Astable Multivibrator (Oscillator) Dec 7 2016

http://www.falstad.com/circuit/e-multivib-a.html 

双闪灯电路 2014-08-02 老白说模电

https://v.youku.com/v_show/id_XNzQ5ODQwMTcy.html?spm=a2hzp.8253869.0.0





http://blog.sciencenet.cn/blog-729147-1148144.html

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2 李毅伟 孙冰

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