氖泡振蕩器

在看到一段氖泡閃燈電路視頻中，UP主展示了僅僅依靠一個(gè)電阻、電容和氖泡構成的閃爍線(xiàn)路。?這是對應的電路。?這種電路起振的關(guān)鍵，需要依賴(lài)于氖泡的復阻抗特性，或者伏特特性中的滯回特性。?這是兩種振蕩器張弛振蕩器，依賴(lài)于器件輸入輸出之間的回滯特性和復阻抗特性。?既然氖泡可以在電阻電容下振蕩，說(shuō)明它的擊穿電壓與保持電壓之間也存在著(zhù)差異，也就是回滯現象。

一、背景介紹

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在看到一段氖泡閃燈電路視頻中，UP主展示了僅僅依靠一個(gè)電阻、電容和氖泡構成的閃爍線(xiàn)路。?這是對應的電路。?這種電路起振的關(guān)鍵，需要依賴(lài)于氖泡的復阻抗特性，或者伏特特性中的滯回特性。?這是兩種振蕩器張弛振蕩器，依賴(lài)于器件輸入輸出之間的回滯特性和復阻抗特性。?既然氖泡可以在電阻電容下振蕩，說(shuō)明它的擊穿電壓與保持電壓之間也存在著(zhù)差異，也就是回滯現象。

圖1.1.1 面包板上的閃爍氖泡振蕩電路

二、氖泡的伏安特性

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這是在面包板上搭建的測量氖泡伏安特性的電路，?使用一個(gè)100k歐姆的限流電阻，可以通過(guò)測量上面的電壓獲得氖泡的電流。?同時(shí)在使用另外一個(gè)聯(lián)網(wǎng)數字萬(wàn)用表測量氖泡的電壓。?這是測量電路圖，是一個(gè)標準器件端口電壓與流通電流關(guān)系的測量方式。?下面通過(guò)編程Python編程，?自動(dòng)通過(guò)數控電源測量氖泡的伏安特性。

下面是測量氖泡的電路圖原理圖：

圖1.1.2 測量電路圖

這是電壓上升過(guò)程中測量的數據，?橫坐標是電壓，縱坐標是電流，單位是微安。?當電壓超過(guò)68V的時(shí)候，?氖泡開(kāi)始擊穿，?并隨著(zhù)電壓上升電流快速增加。?擊穿后的電壓為52V左右。?這是電壓下降過(guò)程中的數據曲線(xiàn)，?隨著(zhù)電流下降，氖泡兩端的電壓也降低。?知道電壓小于53V左右時(shí)，氖泡轉為截止狀態(tài)，?隨著(zhù)電壓下降，電流始終為零。?這是將兩個(gè)曲線(xiàn)繪制在同一坐標圖上，?氖泡的擊穿電壓比較高，?轉為截止的電壓比較低，?兩者之間相差10V左右。?這也是氖泡可以組成張弛振蕩電路的關(guān)鍵特性。

圖1.2.1 氖泡的VA特性曲線(xiàn)

這是利用一個(gè)1微法的電容和一個(gè)360k歐姆的電阻，形成的氖泡振蕩器。?氖泡振蕩還需要有條件，就是電阻不能夠太小，否則氖泡無(wú)法截止。?氖泡的振蕩頻率受到電壓，電阻和電容參數的影響。?可以看到氖泡發(fā)光放電過(guò)程很短促，充電過(guò)程占大多數時(shí)間。

圖1.2.2 基于氖泡的振蕩電路

總結

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本文對氖泡的伏安特性進(jìn)行了測試，?基于它的擊穿電壓大于截止電壓，所以可以使用電阻電容構成振蕩電路。?這個(gè)電路也展示了非線(xiàn)性器件特有的魅力。