较低成本三极管三路循环流水灯

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原理：

自激多谐振荡器：通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止，从而自激产生方波输出的振荡器。常用作方波发生器。多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。在接通电源后，不需要外加脉冲就能自动产生矩形脉冲！

多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。“多谐”指矩形波中除了基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。

实质是电容器 C1 与 C2 交替的充放电， 这个过程控制了三极管 BG1 与 BG2 的导通与截止。

由三极管 BG1 与 BG2 的工作状态决定了发光二极管LED1 与 LED2 的状态。 由于我们无法直接看出三极管饱和或截止的状态，所以选择“低频电路”， 并在电路中加入两枚发光二极管对电路的两个暂态进行指示。
在电路通电的瞬间， 三极管 BG1 与 BG2 分别通过电阻 R3 与 R2 获得正偏电压，两个三极管均趋于导通，此时，电容器 C1 通过电阻 R1、三极管 BG2充电，电容器 C2 通过电阻 R4、三极管 BG1 充电。 虽然电路是“对称”的，两个三极管为同一类型，但它们的特性仍然无法百分之百相同。

假如三极管 BG2的电流增益比三极管 BG1 的高， 则会率先进入饱和状态。

而当 BG2 饱和时， 电容器 C2 则通过电阻R3 和三极管 BG2 放电，由于“电容器两端的电压不能突变”，此时电容器 C2 与三极管 BG1 的基极耦合的一侧产生“负跳脉冲”，促使三极管 BG1 迅速截止。 电路由此进入了自激振荡的过程，两个暂态交替进行。 正是由于相同类型的器件上微小的不同，使得“对称”的电路开始“振荡”。
（1）暂态一：三极管 BG2 饱和导通，电容器 C2 开始放电（反向充电），三极管 BG1 截止，电容器 C1 开始充电。

现象为 LED2 发光，LED1 熄灭。 

 前一时刻，C1 放电完成， 放电结果使得 C1 与BG2 基极耦合的极板电位提升至 0.7V，导致 BG2 由截止状态转向饱和导通状态，BG2 的饱和导通使前一时刻完成充电的 C2 的带正电的极板与电位零点接通（接地），

因为“电容器两端的电压不能突变”，C2 的负极板会产生“负跳脉冲”，电位瞬间突变为负值，由于 C2 的负极板与 BG1 的基极耦合，则 BG1的基极受到负电位控制， 使 BG1 由导通状态转向截止状态。

此时，C1 继续经由电源 E、LED1、R1、C1、BG2 构成的回路充电，使 C1 与 R1 相连的一极带正电，与 BG2 极耦合的一极电位为零；C2 开始经由电源 E、R3、C2、BG2 构成的回路放电； 由于 BG2 导通，由 E、LED2、R4、BG2 构成回路，LED2 发光。 暂态一可参见图 1 中的“点线”部分。

（2）暂态二：三极管 BG1 饱和导通，电容器 C1 开始放电（反向充电），三极管 BG2 截止，电容器 C2 开始充电。

现象为 LED1 发光，LED2 熄灭。

暂态一中电 容 器 C2 的 不 断 放 电 使 C2 与 BG2集电极相连的极板电位为零，C2 与 BG1 基极耦合的极板电位由“负跳脉冲”的幅值不断升高，当越过零点，上升至 0.7V 时，BG1 的基极电位也跟随上升至 0.7V，导致 BG1 由截止状态转向饱和导通状态。

BG1 的导通结束了 C1 的充电过程， 并使 C1 带正电的极板通过 BG1 与电位零点相连（接地），此极板的电位瞬间为零，但是因为“电容器两端的电压不能突变”，C1 的另一极板瞬间会产生 “负跳脉冲”，使电位突变为负值，由于该极板与 BG2 基极耦合，BG2 的基极受到负电位控制，使 BG2 由饱和导通状态转向截止状态。

此时，C2 继续经由电源 E、LED2、R4、C2、BG1 构成的回路充电， 使 C2 与 R4 相连的一极带正电，与 BG1 基极耦合的一极电位为零；C1 开始经由电源 E、R2、C1、BG1 构成的回路放电； 由于BG1 导 通， 由 E、LED1、R1、BG1 构 成 回 路，LED1 发光。 暂态二可参见图 1 中的“虚线”部分。

综上所述，由于电容器的充放电控制了三极管的工作状态， 两个电容器交替的充放电造就了电路中的两个暂态，这就是自激多谐振荡器自激振荡的本质。

[1]鹿优.自激多谐振荡器的电路仿真与应用[J].山东电力高等专科学校学报,2010,(1): 61-64

利用三极管等器件生产过程中产生的差异，使LED有规律闪烁，达到流水效果。

3. 震荡周期T:计算
在上述电路中，Q1,Q2充当了两只电子开关，电子开关的转换由RC时间常数决定，并由此决定了方波的脉冲宽度。实践证明，只要经过T=0.7R2C1,C1上的电荷基本放完，T2基级电压就由负变为0。
T1=0.7R2C1，T2=0.7R1C1
两个方波的脉冲宽度之和就是重复周期：
T=T1+T2=0.7（R2C1+R1C1）
若R1=R2,C1=C2,
T=1.4RC

我们可以通过改变R2与R3阻值改变流水灯的速度，

原理图

 该电路中通过改变电位器阻值，影响电容充放电时间，改变三组LED各自亮灭时间

实物图片