简单变调电子门铃(例2)

今天开始学习面包板电子制作130例的第二例,虽然是一个简单的用例,却包含了好多个知识点,如果把这个案例分析明白,对后面的分析会有很大的帮助。那我们一个个模块进行分析把。

例2

电路语义

按下S1,电源通过R1向C1充电,使V1的基极点位逐渐上升,当电位上升到0.7V左右,电路开始起振,扬声器BP开始发声。随着C1两端电压不断升高,音调也随之变化,最终趋于稳定。当松开S1后,C1存储的电荷通过电阻R2向V1的放电,扬声器BP会继续发声,同时音调也会发声变化,此声音将维持几秒钟时间,且音色也逐渐降低。

输入信号分析

先来看输入信号,是由R1和C1组成的RC充放电路。

RC充放电信号

RC电路的充放电过程可以用指数函数描述:

  • 充电过程
  • 放电过程

其中: -是初始电压 -是电阻 -是电容 -是时间

在RC充电电路中,电容充电到一半电压的时间称为半衰期,可以用公式计算。

给定: - -

计算半衰期:

所以,电容充电到一半电压的时间大约是 0.32571 秒,也就是说到1.5v后,振荡电路趋于稳定。电路中有不同频率的噪声,然后在2khz左右的会被选择和放大。

振荡器

学习impedance and phasor对于分析是基础。 电路振荡的条件主要包括以下几点:

  1. 正反馈:电路中必须存在正反馈路径,使得输出信号的一部分被反馈到输入端,并且相位与输入信号一致,从而增强振荡。 9012集电极E端经过C2和R3组成正反馈链路。其实可以认为是一个高通滤波。

r=4.7k, c=10nf, 高通滤波截止频率

高通滤波器的截止频率可以通过以下公式计算:

其中: -(4.7 kΩ) -(10 nF)

将这些值代入公式:

计算:

所以频率应该是会在这个值附近。 2. 增益条件:反馈回路的增益必须足够大,以克服电路中的损耗,确保信号能够持续放大。9013和9012互补电路,进行两级放大,可以确保增益足够,把特定频率的信号放大,直到饱和。

  1. 相位条件:反馈信号的相位必须与输入信号的相位一致,通常要求相位差为0度或360度的整数倍。 两个共发射极npn和pnp,相位差都是

  2. 起振条件:电路需要一个初始扰动(如噪声)来启动振荡过程,一旦振荡开始,正反馈机制将维持振荡。 充电过程电位升高,其中的高频信号就是一个触发。

满足这些条件后,电路将产生稳定的振荡信号。

C3的作用

这个想了很久,D节点也会有很高频的信号,如果没有C3,会直接流向电池,

高频信号流向3v电池,有什么影响

高频信号流向3V电池可能会导致以下影响:

  1. 电池发热:高频信号可能导致电池内部电阻产生额外的热量,增加电池温度。
  2. 电池寿命缩短:频繁的高频信号可能会加速电池的化学反应,缩短电池的使用寿命。
  3. 电压波动:高频信号可能导致电池输出电压出现波动,影响设备的稳定工作。
  4. 电磁干扰:高频信号可能产生电磁干扰,影响周围电路的正常工作。

为避免这些问题,应尽量减少高频信号直接流向电池,或使用适当的滤波和保护电路。

振荡频率的变化原因

基极的电流电压不会对频率造成变化,只会对于振幅,三极管饱和等有影响。

rc充电电路 10k 47mu,多久充一半

在RC充电电路中,电容充电到一半电压的时间称为半衰期,可以用公式计算。

给定: - -

计算半衰期:

所以,电容充电到一半电压1.5V的时间大约是 0.32571 秒。

实现电路

实现电路
观察波形

频率大概为2.4khz左右,并不是很好的正弦波,正的是一个脉冲,负的像方波,应该是由于失真造成的,所以并不是很完美,对于oscillator,需要有更多的研究和实验。

pcb实现电路

画了一个非常简单的pcb,进行了一个装配。