Самодельный низкочастотный астабильный мультивибратор: Аудиогенератор на дискретных транзисторах

Детали и материалы

• Два 6-вольтовых аккумулятора
• Три NPN транзистора (2N2222 или 2N3403 рекомендуются; Radio Shack #276-1617 содержит удобный 15-упаковку)
• Два конденсатора 0,1 мкФ (Radio Shack #272-135 или аналогичные)
• Один резистор 1 МОм
• Два резистора 100 кОм
• Один резистор 1 кОм
• Различные пары резисторов ниже 100 кОм (например, два по 10 кОм, два по 5 кОм, два по 1 кОм)
• Один светодиод (Radio Shack #276-026 или аналогичный)
• Аудиодетектор с наушниками

Перекрестные ссылки

Lessons In Electric Circuits, Vol. 3, Ch. 4: «Bipolar Junction Transistors»; Vol. 4, Ch. 10: «Multivibrators»

Цели обучения

• Построить астабильный мультивибратор на дискретных транзисторах и понять его часттообразующие параметры

Схема

Иллюстрация

Инструкции

Рассматриваемая схема — астабильный мультивибратор, свободно работающий генератор, время которого задается значениями резисторов, конденсаторов и напряжения питания. Хотя выходная форма волны не является чистым синусом или идеальным прямоугольником, искажения незначительны для генерации слышимого тона.

С питанием 12 В, резисторами 100 кОм и конденсаторами 0,1 мкФ генератор производит низкочастотный звуковой сигнал, слышимый через аудиодетектор. Для лучших результатов подключите один зонд к земле, а другой к коллектору одного из коммутирующих транзисторов.

Поставьте резистор 1 МОм последовательно с аудиодетектором для снижения нагрузки на мультивибратор и поддержания комфортной громкости в наушниках:

Ядро мультивибратора состоит из двух транзисторов, двух резисторов и двух перекресто соединенных конденсаторов. Третий транзистор на схеме питает светодиод, визуально подтверждающий генерацию.

Используйте зонд на базе общеэмиттерного усилителя для наблюдения напряженных вариаций в разных узлах. С зондом на коллекторе любого коммутирующего транзистора вы увидите мигание светодиода на частоте генератора. Если зонд на базе коммутирующего транзистора, светодиод не загорится, потому что базовое напряжение (≈0,7 В) ниже порога прямого смещения светодиода, хотя аудиодетектор все равно улавливает низкоуровневый сигнал.

Экспериментируйте с резисторами меньших значений вместо пары 100 кОм и наблюдайте за результирующим сдвигом частоты генерации. Обычно используют резисторы не менее 1 кОм для поддержания токов транзисторов в безопасных пределах.

Многие генераторы требуют минимальное напряжение питания; если напряжение слишком низко, схема не запустится. Попробуйте постепенно снижать напряжение питания, чтобы определить порог генерации и отметить, как частота меняется с напряжением.

Запуск генерации может быть чувствителен к несоответствиям компонентов. Один транзистор должен включиться раньше другого для старта цикла. Если схема «замерзает» при включении питания, замените компоненты тех же значений, чтобы ввести свежие допуски и восстановить активность.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ

• Oscillator Circuits Worksheet