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发表于 2012-6-21 17:11:07
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JQ_Lin 发表于 2012-6-21 11:33 
“还没计算，有人感兴趣再计算吧”
还是自己先计算一下吧。
原图有一个地方加入了R10，如下：
这个振荡器是根据三极管Q3 BE结的反向击穿特性设计的，不同型号三极管BE结的反向击穿电压有所不同，需要实际测量，这里假设三极管的BE结反向击穿电压Vber=7V，VCC=15V,并且假设所有三极管都是理想三极管。
1、振荡器最低频率下的相关计算：
当按键按下，并且刚松开的一瞬间，定时电容C1的电压为0，此时压控电流源Q1关闭。振荡频率最低，并且由R1、Q3、R8、C2决定。
假设C2=30000 pF，R8=10Ω，最低频率F_low=100Hz。
由电容放电公式可知，C2的放电时间t_dis ≈ 3*R8*C8 = 0.9 us ,远小于1/100Hz = 10 ms,因此振荡周期T_osc_low≈充电时间T_ch_low。
T_ch_low = -ln(1-7V/15V)*R1*C2 = 10 ms。==> R1 ≈ 530 KΩ 整理如下：
C2 = 30000 pF,
R8 = 10Ω,
R1 = 530 KΩ.
2、振荡器最高频率下的相关计算：
假设最高振荡频率F_high = 20 KHz,则相应的周期T_osc_high = 1/20KHz = 50 us。由上面的计算已经知道，振荡电容C2的放电时间t_dis = 0.9 us，仍然远小于振荡周期，此时仍然可以认为振荡周期 T_osc_high ≈ 充电时间T_ch_high。而此时C2的充电电流主要是由Q1构成的电流源提供的，因此计算时可以忽略R1的存在。
假设R2 = 200Ω，则最高频率时Q1需要提供的电流 I_ch = C2*7V/T_osc_high = 4.2 mA ，
此时R2相应的压降 V_r2 = I_ch * R2 = 0.84 V ，
R3的压降 V_r3 = V_r2 + Vbe_Q1 = 0.84+0.65 = 1.49V
取R3 = R7 = 1000Ω，因为最高频率时R6 = 0，所以R10 = 15V/V_r3 * R3 - R3 - R7 ≈ 8100，取R10 = 8.2 KΩ。
为了确保电位器R6在最大值时，振荡频率是最低的，即100Hz，需要保证此时Q1的集电极电流为0，即V_r3_low < Vbe_Q1 = 0.65V，不难算得R6 > 13KΩ，取R6 = 15 KΩ。
整理如下：
R2 = 200Ω,
R3 = R7 = 1000Ω,
R10 = 8.2 KΩ
电位器 R6 = 15 KΩ
3、频率从最低值上升到最高值所需时间：
T_scan ≈ 3 * R7 * C1，取C1 = 47 uF,则
T_scan ≈ 3 * R7 * C1 = 3 * 1000 * 47uF ≈ 0.14 s
4、按下按键时C1的放电时间，假设为0.05s，
则此时Q2集电极需要提供的电流 I_Q2 = C1 * V_C1 / 0.05s ≈ 14 mA
假设Q2的β=100，则Q2的基极需要提供约0.14 mA的电流
因此R5 = (15 - 2*0.65) / 0.14mA ≈ 98 KΩ ，为确保按键按下时，C1放电的速度足够快，R5可以适当去小一些，
这里R5取68 KΩ。
R4和R9无特殊要求，取1000Ω即可。
最后整理得：
C2 = 30000 pF,
R8 = 10Ω,
R1 = 530 KΩ.
R2 = 200Ω,
R3 = R4 = R7 = R9 = 1000Ω,
R10 = 8.2 KΩ
电位器 R6 = 15 KΩ,
C1 = 47 uF,
R5 = 68KΩ |
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