簡 介： 本文通過實驗研究了經典多諧振蕩電路的穩態特性。實驗發現，當電路阻值配置使三極管進入深度飽和時，電路存在飽和穩態；但若偏置電阻配置不當使三極管無法深度飽和，則電路不會進入穩態。研究還探討了電路上電啟動機制，指出元器件參數的微小差異會導致電路自動進入振蕩狀態。文章通過面包板實測驗證了理論分析，并展示了不同電阻配置下的振蕩波形。相關研究為多諧振蕩器的設計和優化提供了實驗依據。
關鍵詞：多謝震蕩，穩態

一、振蕩器的穩態

??今天看到網站一個視頻，Up主介紹一個經典的多諧振蕩電路的工作原理。Up主甜美的聲音很容易讓人聽著上頭。她的實驗中指出，這個電路實際上是有一個穩態的。

??剛才視頻操作過程中，Up主將電路中其中一個三極管的集電極與發射極短路。迫使 電路停止震蕩。兩個三極管在各自的基極偏置電阻偏置下處在飽和導通狀態。此時電路便停止工作了。根據現在電路的工作電壓5V，兩個三極管的基極偏置電阻只有 10k歐姆，集電極負載電阻為 1k歐姆。可以知道，但凡三極管的電流放大系數超過15 ，兩個三極管應該都處于飽和狀態。實際上，現在的三極管的電流增益都會超過 150。那么如何配置電路中電阻的大小，消除這個震蕩電路的穩態呢？

二、實際測試

??在面包板上搭建了這個多諧振蕩電路進行測試。其中，兩個三極管為 8050，電流增益大約為 260。集電極電阻為1k歐姆，基極電阻為 10k歐姆。偏置電阻與視頻中的設置相同。通電之后可以看到電路開始震蕩。震蕩頻率大約900Hz左右。令人感到奇怪的是，居然一路三極管集電極電壓方波的占空比不是 50% 。也許所使用的電阻、電容器件的參數存在著比較大的差異。這就不管了。

??使用金屬鑷子短接電路中一個三極管的集電極與發射極。電路便停止震蕩了。重新開啟電源兩次，電路才恢復震蕩。的確如視頻中演示現象一致。下面，將集電極電阻更換為 10k，基極電阻更換為 100k，它們的比值仍然是 10:1。按理說，這個電路應該也存在這穩定狀態，因為在這種配置下，兩個三極管也可以同時處在飽和狀態。將電路板上的電阻進行更換。重新檢查電路是否震蕩。電路開始震蕩，頻率比起之前小了大約 10 倍左右。

??使用金屬鑷子短接三極管的集電極和發射極。可以看到振蕩器停止震蕩。當鑷子拿開之后，有的時候電路會恢復震蕩，有的時候則停止震蕩。這應該是鑷子拿開的時候會引入電路噪聲。使得電路有時候能夠恢復震蕩。接下來，修改電路的參數。三極管的集電極電阻保持為 1k歐姆，基極修改為 100k歐姆。這樣即使短接三極管的集電極和發射極，兩個三極管進入飽和狀態，但不是深度飽和。下面查看一下此時，電路是否還能夠停震？

??上電之后，電路處在震蕩狀態，使用金屬鑷子短接三極管，電路停止震蕩。當鑷子拿開之后，電路立即恢復震蕩。多次測試可以發現電路就不存在什么穩定狀態了。在現在的電阻配置下，兩個三極管雖然能夠進入飽和狀態，但實際上還存在這一定的信號放大能力。只要兩個三極管的信號放大倍數乘積大于1，它就會對環路中存在的噪聲進行正反饋放大，自動進入震蕩狀態。由此我們知道，這種多諧振蕩電路是否存在穩態，取決于電路中電阻的配置，是否會使得兩個三極管進入深度飽和狀態。

三、上電啟動

??那么問題來了，為什么多諧振蕩電路即使存在著飽和穩態，但是在上電的時候總是能夠產生震蕩呢？?比如在這個電路中，現在的配置應該使得兩個三極管都可以進入深度飽和狀態。但是在上電的時候，兩個電容的起始電壓都是0V。如果左邊的三極管在基極偏置電流下，它的集電極電壓下降的更快一些。這個下降的電壓，就會通過C1耦合到右邊的三極管的基極。原本右邊的三極管也在趨向于飽和，但是由于他的速度沒有左邊的快。所以就被左邊三極管集電極耦合過來的下降電壓使其趨向于截止。他的集電極電壓上升進一步加速了左邊三極管的飽和。由此兩個三極管進入導通和截止狀態了。因此，但凡電路中這些元器件阻值有差異，就會在上電的過程中，使得兩個三極管無法同時達到飽和狀態，從而進入震蕩狀態了。

※ 總??結 ※

本文對于一款經典的多諧振蕩電路的穩態進行了實驗測試。如果電路阻值配置使得會使得三極管進入深度飽和，的確該電路存在一個飽和穩態。但是，如果三極管偏置電阻配置不會令電路三極管進入深度飽和，則電路就不存在飽和穩態。