Een Laag‑Frequente Astable Multivibrator Audio Oscillator Bouwen met Discrete Transistoren

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• Twee 6‑volt batterijen
• Drie NPN transistoren (2N2222 of 2N3403 aanbevolen; Radio Shack catalogus # 276‑1617 bevat een handig 15‑pak)
• Twee 0,1 µF condensatoren (Radio Shack catalogus # 272‑135 of equivalent)
• Eén 1 MΩ weerstand
• Twee 100 kΩ weerstanden
• Eén 1 kΩ weerstand
• Diverse weerstandparen onder 100 kΩ (bijv. twee 10 kΩ, twee 5 kΩ, twee 1 kΩ)
• Eén LED (Radio Shack catalogus # 276‑026 of equivalent)
• Audio detector met koptelefoons

NASLAGWERKEN Lessons In Electric Circuits, Vol. 3, Hoofdstuk 4: "Bipolar Junction Transistors"; Vol. 4, Hoofdstuk 10: "Multivibrators"

LEERDOELEN

• Een astable multivibrator construeren met discrete transistoren en de frequentie‑bepalende parameters begrijpen.

SCHEMA

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

Het circuit in kwestie is een astable multivibrator, een vrijlopende oscillator wiens timing bepaald wordt door de waarden van de weerstanden, condensatoren, en de voedingspanning. Hoewel de uitgangsgolfvorm noch een schone sinus noch een perfecte vierkante golf is, is de vervorming verwaarloosbaar voor het genereren van een hoorbare toon.

Met een 12‑V voeding, 100 kΩ weerstanden, en 0,1 µF condensatoren, produceert de oscillator een laag‑audio frequentie die gehoord kan worden via een audio detector. Voor de beste resultaten, sluit één meetpen aan op grond en de andere op de collector van een van de schakeltransistoren.

Plaats een 1 MΩ serieweerstand over de audio detector om belasting van de multivibrator te reduceren en het koptelefoonvolume op een comfortabel niveau te houden:

De kern van de multivibrator bestaat uit twee transistoren, twee weerstanden, en twee kruis‑gekoppelde condensatoren. De derde transistor in het schema stuurt een LED aan die de oscillatie visueel bevestigt.

Gebruik een meetpen op de basis van de common‑emitter versterker om spanningsvariaties op verschillende knopen te observeren. Met de meetpen op de collector van een van de schakeltransistoren, zult u de LED knipperen zien met de frequentie van de oscillator. Als u de basis van een schakeltransistor meet, zal de LED niet oplichten omdat de basisspanning (≈0,7 V) onder de voorwaartspanningsdrempel van de LED ligt, zelfs al zal de audio detector nog het lage‑niveau signaal oppikken.

Experimenteer met lagere‑waarde weerstanden in plaats van het 100 kΩ paar en observeer de resulterende verschuiving in oscillatiefrequentie. Typisch worden weerstanden van ten minste 1 kΩ gebruikt om transitorstromen binnen veilige grenzen te houden.

Veel oscillators vereisen een minimum voedingspanning; als de spanning te laag is, start het circuit niet. Probeer de voedingspanning geleidelijk te verlagen om de drempel voor oscillatie te bepalen en let op hoe de frequentie verandert met de spanning.

Oscillatie‑initiatie kan gevoelig zijn voor component mismatches. Eén transistor moet vóór de andere aanzetten om de cyclus te starten. Als het circuit "bevriest" bij inschakelen, wissel dan componenten van dezelfde waarde uit om verse toleranties te introduceren en activiteit te herstellen.

GERELATEERD WERKBLAD

• Oscillator Schakelingen Werkblad