氖泡振荡器

01 氖泡振荡器

一、背景介绍

在看到一段氖泡闪灯电路视频中，UP主展示了仅仅依靠一个电阻、电容和氖泡构成的闪烁线路。这是对应的电路。这种电路起振的关键，需要依赖于氖泡的复阻抗特性，或者伏特特性中的滞回特性。这是两种振荡器张弛振荡器，依赖于器件输入输出之间的回滞特性和复阻抗特性。既然氖泡可以在电阻电容下振荡，说明它的击穿电压与保持电压之间也存在着差异，也就是回滞现象。

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▲ 图1.1.1 面包板上的闪烁氖泡振荡电路

▲ 图1.1.1 面包板上的闪烁氖泡振荡电路

二、氖泡的伏安特性

这是在面包板上搭建的测量氖泡伏安特性的电路，使用一个100k欧姆的限流电阻，可以通过测量上面的电压获得氖泡的电流。同时在使用另外一个联网数字万用表测量氖泡的电压。这是测量电路图，是一个标准器件端口电压与流通电流关系的测量方式。下面通过编程Python编程，自动通过数控电源测量氖泡的伏安特性。

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这是电压上升过程中测量的数据，横坐标是电压，纵坐标是电流，单位是微安。当电压超过68V的时候，氖泡开始击穿，并随着电压上升电流快速增加。击穿后的电压为52V左右。这是电压下降过程中的数据曲线，随着电流下降，氖泡两端的电压也降低。知道电压小于53V左右时，氖泡转为截止状态，随着电压下降，电流始终为零。这是将两个曲线绘制在同一坐标图上，氖泡的击穿电压比较高，转为截止的电压比较低，两者之间相差10V左右。这也是氖泡可以组成张弛振荡电路的关键特性。

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▲ 图1.2.1 氖泡的VA特性曲线

▲ 图1.2.1 氖泡的VA特性曲线

这是利用一个1微法的电容和一个360k欧姆的电阻，形成的氖泡振荡器。氖泡振荡还需要有条件，就是电阻不能够太小，否则氖泡无法截止。氖泡的振荡频率受到电压，电阻和电容参数的影响。可以看到氖泡发光放电过程很短促，充电过程占大多数时间。

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▲ 图1.2.2 基于氖泡的振荡电路

▲ 图1.2.2 基于氖泡的振荡电路

◎ 测量数据

1、测量方法

下面是测量氖泡的电路图原理图：

▲ 图1.1.2 测量电路图

▲ 图1.1.2 测量电路图

（1）测量程序

from headm import *
from tsmodule.tsvisa        import *
from tsmodule.tsstm32       import *vdim = linspace(0, 60, 100)vneon = []
ineon = []R100 = 100e3for v in vdim:dh1766volt(v)time.sleep(1.5)meter = meterval()voltage = meter[0] - meter[2]vneon.append(voltage)current = meter[2]/R100*1e6     # uAineon.append(current)printff(v, voltage, current)tspsave('updata', vneon=vneon, ineon=ineon)dh1766volt(0)plt.plot(vneon, ineon)plt.xlabel("Voltage(V)")
plt.ylabel("Current(uA)")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.show()printf('\a')