分类：电子制作

电路分析3-晶体测试仪

上面这个经典的简单型晶体测试仪，也同样算是振荡电路的应用。《电路分析1-单电池点亮白光LED》和《电路分析2-555振荡器》中所提及的电路中是使用到RC振荡，而本文则是由晶体、电容取代RC。

在没有晶体加入时，按下S1后接通电源，Q1通过基级偏置R1和发射级偏置R2，使得Q1的基级和发射级稳定在设定的电压，根据计算基级电压约为8V，发射级电压约为7.2V，因有电容C2、C3的作用，这两处的电压会有个上升过程才会到达 8V和7.2V，上升过程的长短取决于C2、C3的容量。Q1发射级电压在上电初期虽有上升过程，但经过C4隔直后，再经过D1、D2后，也无法为C5充电到0.7V让Q2开启。所以电路在没有晶体的加入时，或者是加入的晶体是损坏无法工作的，LED1是无法点亮的。

电路中加入能正常工作的晶体时，晶体和Q1、C2、C3、R1、R2组成振荡电路，按下S1接通电源后，Q1发射级电压则不再是稳定的7.2V，而是一个波动的电压，具体的波动幅度、频率会取决于振荡电路的各元件的参数值。因Q1发射级电压波动，通过C4耦合，D1、D2整流后不断地向C5充电，Q2基级电压到达0.7V后导通，点亮LED1，达到检测晶体好坏的目的。

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电路分析2-555振荡器

上一篇《电路分析1-单电池点亮白光LED》所分析的电路中有两个晶体管所组成的振荡电路，这一次则换用555芯片来做振荡器，这也是555芯片典型的应用之一。以前的一篇文章《认识元件（1）–555时基芯片》也有提及555芯片工作于无稳态状态下做振荡器的电路，555具体的引脚定义等说明也可以看这个文章。

上图是555内部的原理框图，左边电源VCC串连的3个等阻值（5K）电阻，将电源电压分做3等份，然后分别连接到2个比较器上，比较器输出则接到一个带复位的触发器上，最后是连接一个缓冲放大作为输出，在触发器输出端还连接一个OC门，可用于电容放电等功能。在5脚CONT脚没有连接电压的情况下，当2脚电压降到1/3VCC电压时输出端3输出高电平，当6脚电压升到2/3VCC电压时，输出端3输出低电平。

根据上面的原理，可以快速的得出555典型的应用电路之一的振荡器电路，电路能产生比较稳定的脉冲输出，可以应用于各种需要连续脉冲或时钟信号的电路中。电路基本形式如下图。

首先Vcc8、Gnd1接入电源，电源滤波电容C3。Rst4连接Vcc，复位功能不使用。Ctrl5阈值电压控制也不使用，阈值电压使用默认的，用C2的10nF电容连接到Gnd防干扰。R2、C1组成RC充放电，Thr6阈值和Trig触发脚连到R2、C1间。Dis7放电引脚连在R2之上，可以对C1放电。为了更直观的观察分析电路，我们可以在电路中的设AB两点，然后用示波器对其进行观测，无论是实物电路或虚拟仿真，得到的结果都是一样。

当电路上电后，A点电压因有RC电路，会有个上升过程，A点连接到Thr和Trig，当上升到阀值电压的2/3（这里VCC是默认阀值），Thr6引脚电压为2/3Vcc，通过比较器和触发器调整后，这时输出端Out3输出低电平，同时会让Dis7所在的OC门导通到Gnd，这时C1开始放电，A点电压开始下降。当A点电压下降到1/3Vcc时，Trig2引脚触发，Out3输出高电平，Dis7上的OC门关闭，A点电压又开始上升，继续下一个循环周期。

修改R1、R2、C1的值，可改变其输出的频率。计算公式可以在《认识元件（1）–555时基芯片》中查看。

电路分析1-单电池点亮白光LED

这是来自杂志Practial Electronics 202109期的文章《Night Keeper Lighthouse》中的电路图。这是一个简单的小电子玩具制作项目，电路的目的就是使用单一节AA或AAA电池（1.5V）驱动白光LED并使其定时闪烁，模拟灯塔的效果。

 

首先我们知道白光LED的典型额定正向电压在3-5V之间，而实际上小的白光LED管在2.5V左右就开始发光，亮度是随电压增大而增大。通常实用的电路中会使用充电泵IC来把电池的电压升高来达到驱动单个或多个白光LED，如便携设备里的背光LED驱动。而文章中的电路则是为了制作简单使用一个经典的互补式振荡器来达到升压的目的。

当电源接通后1.5V通过10KΩ电阻加载到白光LED1正极，因电压不足，LED1不会发亮，同时100uF的电解电容会在充电慢慢到达电池电压1.5V。这时三极管Q1Q2不在导通状态，1.5V通过10MΩ电阻加载到Q1的基极，因基极还接了一个330nF，所以基极电压不会一下子到达导通电压，而是缓慢充电上升。当Q1基极达到0.6V之上时，Q1会导通，Q1导通则会导致Q2基极电压下降并使Q2导通，Q2的导通会使得100uF电解电容负极突然升高到1.5V，得到一个脉冲电压，这样使得电池和电解电容形成串连，这时电解电容的正极电压是两者电压的叠加达到差不多3V，从而使得LED1发光。LED1发光后，因有330nF，Q1基极电压不会一下跌到0.6V以下，而会经过一定时间。一旦Q1基级电压跌到0.6V以下，Q1Q2会截止，100uF负极电压跌到0V。LED1停止发光。下一个周期重新开始。