CN203504509U - 强抗干扰能力的方波发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子电路，尤其涉及方波发生器(多谐振荡器)电路。一种强抗干扰能力的方波发生器，具体是：电源正端与电源接地端分别连接电阻R1和三极管Q1的CE端所串联的一路及电阻R4和三极管Q2的CE端所串联的另一路，电阻R2和电容C2串联后并接于电源正端与三极管Q1的C端之间，电阻R3和电容C1串联后并接于电源正端与三极管Q2的C端之间，电阻R2和电容C2的中间端连接于三极管Q2的B端，电阻R3和电容C1的中间端连接于三极管Q1的B端，三极管Q1的B端和电源接地端之间并联电容C3，三极管Q2的B端和电源接地端之间并联电容C4。本实用新型用于产生方波，可以有效地消除了传导、辐射、耦合的各种干扰，从而能确保振荡电路的高度稳定性。

Description

强抗干扰能力的方波发生器

技术领域

本实用新型涉及一种电子电路，尤其涉及方波发生器(多谐振荡器)电路。

背景技术

如图1所示，是一种典型非稳态多谐振荡器电路。此电路运作在以下两种状态：状态一， Q1导通，Q2截止；状态二，Q2导通，Q1截止。其基本原理是：由于电子器件的细微差异性，上电时，必然有一个管子先进入放大状态，由于C1、C2电容的正反馈作用，很快先进入放大状态的管子完全饱和导通，另一个管子则完全截止，直至C1、C2的充放电结束。一轮充放电的结束，随后其反向的充放电立即开始，使之前导通的管子进入截止，之前截止的管子进入导通，周而复始，二种状态交替进行，持续振荡，产生方波信号。

这种典型非稳态多谐振荡器电路在很多地方都在运用。但是这种电路在抗干扰稳定性上欠佳，在与高频高压的开关电源配合使用，或有高强度高频电磁场干扰的地方使用时，则极易受到干扰，轻者是频率不稳定，重者波形不对称。

实用新型内容

因此，针对现有的方波发生器（多谐振荡器电路）的抗干扰差的不足，本实用新型提出一种具有超强抗干扰能力的方波发生器。

本实用新型具体采用如下技术方案实现：

一种强抗干扰能力的方波发生器，具体是：电源正端与电源接地端分别连接电阻R1和三极管Q1的CE端所串联的一路及电阻R4和三极管Q2的CE端所串联的另一路，电阻R2和电容C2串联后并接于电源正端与三极管Q1的C端之间，电阻R3和电容C1串联后并接于电源正端与三极管Q2的C端之间，电阻R2和电容C2的中间端连接于三极管Q2的B端，电阻R3和电容C1的中间端连接于三极管Q1的B端，三极管Q1的B端和电源接地端之间并联电容C3，三极管Q2的B端和电源接地端之间并联电容C4。

优选的改进是，电容C3、C4的取值为电容C1、C2值的1至3倍范围内。

优选的改进是，电阻R5和正向连接的二极管D1串联后并接于电源正端与三极管Q1的C端之间，电阻R6和正向连接的二极管D2串联后并接于电源正端与三极管Q2的C端之间。

优选的改进是，电阻R5和二极管D1的中间端与电源接地端之间串接光耦器件D3，电阻R6和二极管D2的中间端与电源接地端之间串接光耦器件D4。

本实用新型采用如上技术方案，可以有效地消除了传导、辐射、耦合的各种干扰，从而能确保振荡电路的高度稳定性。本实用新型的方波发生器对于频率不要求精确，波形要求稳定且对称的场合非常适用。

附图说明

图1是现有的方波发生器的电路原理图。

图2是最佳实施例的方波发生器的电路原理图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

再次参阅图1所示，本案发明人发现，普通方波发生器（多谐振荡器电路）易受干扰的主要原因是V2、V3点的输入阻抗太高，外部的干扰极易在V2点或V3点上叠加电压，从而改变了原有的充放电周期，进而改变了振荡频率，甚至是两边的对称性。

因此，本案发明人提出以下用于解决这一问题的改进电路。

参阅图2所示，该方波发生器的最大改进之处是，在三极管Q1和Q2的基极与地之间分别并联电容C3和C4。具体的电路实现是：电源正端与电源接地端分别连接电阻R1和三极管Q1的CE（集电极、发射极）端所串联的一路及电阻R4和三极管Q2的CE端所串联的另一路，电阻R2和电容C2串联后并接于电源正端与三极管Q1的C（集电极）端之间，电阻R3和电容C1串联后并接于电源正端与三极管Q2的C端之间，电阻R2和电容C2的中间端连接于三极管Q2的B（基极）端，电阻R3和电容C1的中间端连接于三极管Q1的B端，三极管Q1的B端和电源接地端之间并联电容C3，三极管Q2的B端和电源接地端之间并联电容C4。

该电路中，通过电容C3、C4的加入可以直接消除了V2、V3点的高频干扰。同时，发明人调试发现，电容C3、C4的取值为电容C1、C2值的1至3倍范围内较好。例如，C1=C2=C3=C4=50nF  (一倍) ，或 C1=C2=50nF，C3=C4=100nF (二倍)。因电容C3、C4的值允许较大，所以有很强的高频吸收能力。

电容C3、C4的加入，对该电路振荡频率的影响不大，电容C3、C4取值较大时，振荡频率稍有下降，稍作微调即可。

本实用新型电路的最大特色是三极管Q1、Q2的BE间分别并联了电容C3和电容C4，而且电容C3和电容C4的值比电容C1、电容C2大1至3倍。初看起来，它不像个多谐振荡器，好像被电容C3、C4滤波了，振荡不起来。其实电容C3、C4与电容C1、C2只起了个分压的作用，只要电容C3、C4的值与电容C1、C2相比，其所分得的电压不会太低，振荡工作不仅能够正常，而且非常稳定，不易受外界干扰。这是由于电容C3、C4的加入，使三极管Q1、Q2的BE端高频输入阻抗大大降低的缘故。此外，当电源电压大于三极管Q1、Q2的BE端的反向击穿电压时，电容C1、C2的电压往往导致，三极管Q1、Q2的EB端击穿，轻者导致频率不稳定，重者导致可靠性下降。加了电容C3、C4后，只要电容C3、C4的取值得当，三极管Q1、Q2的EB端就不会被击穿，从而振荡的频率更加稳定，电路更加可靠。

由此可见，电容C3、C4的加入不仅可以完全消除外部电磁场的干扰，而且还可以防止当Vcc>Veb  (Vcc是电源正端的电压，Veb是三极管Q1、Q2的发射极到基极的击穿电压)时，三极管Q1、Q2因反向击穿而影响工作频率和电路的可靠性。从而使整体电路更加稳定可靠。

为了进一步提高电路抗干扰能力，该电路还利用光耦隔离，以及加入二极管D1、D2和电阻R5、R6，具体的电路改变是：电阻R5和正向连接的二极管D1串联后并接于电源正端与三极管Q1的C端之间，电阻R6和正向连接的二极管D2串联后并接于电源正端与三极管Q2的C端之间。电阻R5和二极管D1的中间端（即二极管D1的正极）与电源接地端之间串接光耦器件D3，电阻R6和二极管D2的中间端（即二极管D2的正极）与电源接地端之间串接光耦器件D4。

图2所示的D3、D4为光耦器件，该方波发生器，通过使用光耦器件隔离输出，抗干扰能力更强。同时，二极管D1、D2和电阻R5、R6的加入，进一步有效地防止输出电路对振荡频率的影响，并确保输出电路是真正的方波信号。(图1中所示的现有多谐振荡器电路中，从三极管Q1Q2的集电极中输出，上升沿为圆弧状，不是真正的方波)。加入二极管D1、D2隔离后，输出即为真正的方波信号。

总之，该电路经电容C3、C4的高频滤波，二极管D1、D2的输出隔离和二极管D3、D4的光耦隔离这三大措施，有效地消除了传导、辐射、耦合的各种干扰，从而能确保振荡电路的高度稳定性。本实用新型的方波发生器对于频率不要求精确，波形要求稳定且对称的场合非常适用。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。 

Claims (4)

1.一种强抗干扰能力的方波发生器，其特征在于：电源正端与电源接地端分别连接电阻R1和三极管Q1的CE端所串联的一路及电阻R4和三极管Q2的CE端所串联的另一路，电阻R2和电容C2串联后并接于电源正端与三极管Q1的C端之间，电阻R3和电容C1串联后并接于电源正端与三极管Q2的C端之间，电阻R2和电容C2的中间端连接于三极管Q2的B端，电阻R3和电容C1的中间端连接于三极管Q1的B端，三极管Q1的B端和电源接地端之间并联电容C3，三极管Q2的B端和电源接地端之间并联电容C4。

2.如权利要求1所述的强抗干扰能力的方波发生器，其特征在于：电阻R5和正向连接的二极管D1串联后并接于电源正端与三极管Q1的C端之间，电阻R6和正向连接的二极管D2串联后并接于电源正端与三极管Q2的C端之间。

3.如权利要求2所述的强抗干扰能力的方波发生器，其特征在于：电阻R5和二极管D1的中间端与电源接地端之间串接光耦器件D3，电阻R6和二极管D2的中间端与电源接地端之间串接光耦器件D4。

4.如权利要求1或2或3所述的强抗干扰能力的方波发生器，其特征在于：较佳的电容C3、C4的取值为电容C1、C2值的1至3倍范围内。

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