Elektronik Komponenten: Oszillatorschaltungen - Dummies

Ein Oszillator ist eine elektronische Schaltung, die wiederholte Wellenformen erzeugt. Die genaue erzeugte Wellenform hängt von der Art der Schaltung ab, die zur Erzeugung des Oszillators verwendet wurde. Eine der am häufigsten verwendeten Oszillatorschaltungen besteht aus einem Transistorpaar, das so eingerichtet ist, dass es abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird. Diese Art von Schaltung wird als Multivibrator bezeichnet.

Wenn die Schaltung dafür ausgelegt ist, kontinuierlich zwischen den beiden Transistoren zu wechseln, wird sie als astabile Multivibrator bezeichnet, weil die Schaltung niemals einen Stabilitätspunkt erreicht - das heißt, sie entscheidet niemals, welcher der beiden Transistoren sein sollte. an, also dreht es einfach zwischen den beiden hin und her.

Hier ist eine schematische Darstellung für einen astabilen Multivibrator aus einem Paar NPN-Transistoren.

Wenn Sie diese Schaltung zum ersten Mal einschalten, schaltet nur einer der Transistoren ein. Sie könnten denken, dass sie beide einschalten würden, weil die Basen beider Transistoren mit + V verbunden sind, aber es passiert nicht so: Einer von ihnen geht zuerst. Nehmen wir zur Diskussion an, dass Q1 der Glückliche ist.

Wenn Q1 aufleuchtet, fließt Strom durch R1 in den Kollektor und weiter durch den Transistor nach Masse. Währenddessen beginnt C1 durch R2 zu laden und entwickelt eine positive Spannung an seiner rechten Platte. Da diese rechte Platte mit der Basis von Q2 verbunden ist, entwickelt sich auch an der Basis von Q2 eine positive Spannung.

Wenn C1 ausreichend geladen ist, veranlasst die Spannung an der Basis von Q2, dass Q2 leitend wird. Nun fließt der Strom über R4 durch den Kollektor von Q2, und C2 beginnt mit dem Laden durch R3. Da die rechte Platte von C2 mit positiver Ladung beschossen wird, wird die Spannung auf der linken Platte von C2 negativ, wodurch die Spannung an der Basis von Q1 abfällt. Dies bewirkt, dass Q1 ausgeschaltet wird.

C1 entlädt sich, während C2 lädt. Schließlich erreicht die Spannung auf der linken Platte von C2 den Punkt, an dem Q1 wieder einschaltet, und der gesamte Zyklus wiederholt sich. Die Duellkondensatoren laden und entladen sich abwechselnd, wodurch die beiden Transistoren ein- und ausgeschaltet werden, wodurch wiederum Strom durch ihre Kollektorkreise fließen kann.

Hier sind ein paar andere interessante Dinge über astabile Multivibratoren zu wissen:

• Die Zeit, die jede Hälfte des Multivibrators eingeschaltet ist, wird durch die RC-Zeitkonstante bestimmt, die durch die Kondensatorladeschaltungen gebildet wird. Auf diese Weise können Sie die Geschwindigkeit ändern, mit der die Schaltung oszilliert, indem Sie die Kondensator- und Widerstandswerte anpassen.

• Sie können, wenn Sie möchten, einen astabilen Multivibrator aus PNP-Transistoren herstellen, indem Sie einfach die Masse mit der Spannungsquelle + V schalten.

• Der Ausgang der Multivibratorschaltung kann direkt vom Kollektor eines der beiden Transistoren entnommen werden. Zum Beispiel könnten Sie eine LED oder einen Lautsprecher in Reihe mit R1 oder R4 platzieren, um den Oszillator in Aktion zu sehen oder zu hören.

• Alternativ können Sie einen dritten Transistor verwenden, um den Multivibrator mit einer Ausgangslast zu koppeln. Schließen Sie einfach den Emitter eines der Multivibrator-Transistoren an die Basis des dritten Transistors an und verbinden Sie die Last mit dem Kollektor.

  Diese Anordnung hat zwei Vorteile. Erstens stört die Last selbst die Multivibratorschaltung, wenn sie direkt vom Kollektor von Q1 oder Q2 entnommen wird. Mit einem dritten Transistor isolieren Sie die Last von der Multivibratorschaltung. Zweitens ist die Ausgabe viel näher an einer echten Rechteckwelle, wenn der Kopplungstransistor verwendet wird; ohne sie ist die Ausgabe wegen der Effekte der Kondensatoraufladung keine saubere Rechteckwelle.