簡 介： 對于網(wǎng)絡上看到的一個最為簡單的音頻振蕩電路進行測試，發(fā)現(xiàn)它的確具有工作可能性。并對于它的工作原理進行初步分析。
關(guān)鍵詞： 振蕩電路，單結(jié)晶體管，負阻抗

01 單管振蕩器

一、電路來源

??在 ?吊打三極管^[1] 展示了一個由單個NPN三極管、兩個電阻，一個電容，一個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所呈現(xiàn)的“負阻抗”特性產(chǎn)生的間歇振蕩器現(xiàn)象。

??今天（2021-09-26）看到 ?Instructables^[2] 網(wǎng)站上給出了另外一個簡單的振蕩電路（ Simplest Oscillator (Transmitter) ）。這個電路與上面的電路相同之處，都是不按常理出牌。下面這個電路從常理上來看，它不會產(chǎn)生振蕩的。

??那么這個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)站給出的電路圖沒有給出電路中的元器件。下面電路圖中給出了實驗電路以及各元器件的參數(shù)。

2、搭建測試電路

??在面包板上搭建了上述簡單的實驗電路。那么它是否真的可以進行工作呢？

三、測試結(jié)果

1、基本振蕩波形

??打開 5V電源，動圈式喇叭中便發(fā)出蜂鳴聲音。電路震蕩的頻率并不是非常穩(wěn)定，當手觸碰喇叭，或者面包板上的元器件的時候，振蕩頻率都會發(fā)生變化。

??可以看到實際施加在揚聲器上的波形是間歇高頻振蕩波形。這個高頻信號頻率與包絡線也會隨著喇叭的不同位置以及測試示波器探頭是否接入有關(guān)系。

??下面是示波器探頭不通過引線直接抵觸在三極管E級測試的的波形。

??使用示波器測量脈沖中高頻振蕩頻率，居然達到了驚人的315MHz ！這的確出乎人的意料。

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，低于上面測試脈沖高頻信號的頻率。更換之后，電路便沒有脈沖輸出了。

(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) 揚聲器

??測試了兩款揚聲器。左邊的揚聲器的標稱阻抗為4歐姆，右邊的揚聲器的標稱阻抗也是4Ω。但是在接入電路之后，左邊的揚聲器沒有振蕩，右邊的揚聲器會產(chǎn)生震蕩。

??使用SmartTweezer測量兩個揚聲器的交流阻抗（10kHz下的電阻與電感）?？梢钥吹絻蓚€揚聲器的主要差別在于電感量不同。

? ● ?左邊揚聲器：
???電阻：8.6Ω
???電感：230uH

? ● ?右邊揚聲器：
???電阻：7.5Ω
???電感：64uH

02 問題分析

??上面的初步實驗驗證了上述振蕩電路的能夠工作，但問題來了：它為什么能夠工作？原理是什么？

??初步分析，這個電路應該是由揚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“負阻”特性，再由電路中的 R1、C1與三極管基極的負阻抗特性組成了間歇振蕩電路。

??這種利用負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用最為廣泛。下面是基本的單結(jié)晶體管振蕩電路圖。

??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 應用到三極管以及揚聲器的雜散參數(shù)，因此不同的三極管與揚聲器對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

??親愛的卓大大，以下是我對“基礎(chǔ)四輪組的”一點點想法：

??智能車競賽作為工科熱門競賽，至今已經(jīng)誕生四輪，三輪，兩輪，單車，麥克納姆輪等多種組別，整體任務越來越多，愈加智能化。近來幾年還單設了智能化程度更高的創(chuàng)意組。

??四輪組作為傳統(tǒng)組別，一直是智能車競賽最為純粹的速度組，極具觀賞性。隨著競賽的日益成熟，速度擔當?shù)幕A(chǔ)四輪組賽場均速多在3.5m/s-3.8m/s之間，并沒有在速度上與其他組別拉開較大差距。在智能化的大趨勢下，我覺得可以保留一個純粹的“速度與激情”組別。

??在公眾號上看到了對基礎(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。

??我的觀點恰恰相反：降低難度，減少花樣，專攻速度。 對于攝像頭與電磁的差異，我覺得方案選擇能力也是競賽工程能力的一部分，所以對二者沒有特殊平衡性要求。

??對此有以下建議：

1. 組別名稱變更

??由“基礎(chǔ)四輪組”變更為“急速四輪組”。

2. 賽道改動

??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，過長的前瞻會越過至隔壁賽道）。

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. 車模要求

??車模B,C車模任意選擇，電機，舵機的型號與數(shù)量不可改動，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“錢江一號”神話）。

??希望以上建議，使得賽場上能夠看到5m 神車?。?！給競賽帶來速度上的極致享受。