Электроника:Эксперименты/Дискретные полупроводниковые схемы/Аудио осциллограф

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Аудио осциллограф[1]

Оборудование и материалы

Ссылки по теме

Цели эксперимента

  • Собрать схему нестабильного мультивибратора на дискретных транзисторах

Принципиальная схема

Рис. 1. Схематическая диаграмма: нестабильный мультивибратор.
Рис. 1. Схематическая диаграмма: нестабильный мультивибратор.

Иллюстрации

Рис. 2. Иллюстрация: нестабильный мультивибратор.
Рис. 2. Иллюстрация: нестабильный мультивибратор.

Ход эксперимента

Правильное название этой схемы – нестабильный мультивибратор. Это простая, автономная схема генератора, синхронизированная размерами резисторов, конденсаторов и напряжением питания.

К сожалению, его выходной сигнал очень искажён, он ни синусоидальный, ни прямоугольный. Однако для простой цели создания звукового тона искажение не имеет большого значения.

При напряжении питания 12 В, резисторах 100 кОм и конденсаторах 0,1 мкФ частота колебаний будет находиться в низкочастотном звуковом диапазоне. Вы можете прослушивать этот сигнал, подключив аудио детектор одним щупом к «земле», а другим – к одному из выводов коллектора транзистора.

Я рекомендую подключить резистор 1 МОм последовательно с аудио детектором, чтобы свести к минимуму как эффекты нагрузки схемы, так и громкость наушников:

Рис. 3. Последовательное подключение резистора на 1Мом позволяет свести к минимуму нежелательные эффекты.
Рис. 3. Последовательное подключение резистора на 1Мом позволяет свести к минимуму нежелательные эффекты.

Сам мультивибратор состоит всего из двух транзисторов, двух резисторов и двух поперечных конденсаторов. Третий транзистор, показанный на схеме и иллюстрации, предназначен для управления светодиодом, который будет использоваться в качестве визуального индикатора действия генератора.

Используйте провод датчика, подключённый к базе этого усилителя с общим эмиттером, для определения напряжения в различных частях цепи по отношению к «земле». Учитывая низкую частоту колебаний этой схемы мультивибратора, вы должны увидеть быстрое мигание светодиода, когда провод датчика подключён к клемме коллектора любого транзистора мультивибратора.

Вы можете заметить, что светодиод не мигает, когда его провод касается базы любого транзистора мультивибратора, но аудио детектор сообщает вам, что там есть колебательное напряжение. С чего бы это вдруг? Транзисторный усилитель с общим коллектором светодиода является повторителем напряжения, что означает, что он не усиливает напряжение.

Таким образом, если тестируемое напряжение меньше минимально необходимого для того, чтобы светодиод загорелся, он не будет светиться. Поскольку на переходе база/эмиттер активного транзистора с прямым смещением падает всего около 0,7 В, на базе любого транзистора недостаточно напряжения для питания светодиода.

Однако аудио детектор, будучи необычайно чувствительным, легко обнаруживает этот низковольтный сигнал. Не стесняйтесь заменять резисторы с меньшим значением вместо двух показанных блоков на 100 кОм. Что происходит с частотой колебаний при этом?

Я рекомендую использовать резисторы размером не менее 1 кОм, чтобы предотвратить чрезмерный ток транзистора. Одним из недостатков многих схем генератора является их зависимость от минимального напряжения питания. Слишком малое напряжение, и колебаний в схеме нет.

Эта схема не исключение. Возможно, вы захотите поэкспериментировать с более низкими напряжениями питания и определить минимальное напряжение, необходимое для генерации, а также испытать влияние изменения напряжения питания на частоту колебаний.

Одним из недостатков этой схемы является зависимость от несогласованных компонентов для успешного запуска. Чтобы цепь начала колебаться, один транзистор должен открыться раньше другого.

Обычно для этого достаточно несоответствия в значениях различных компонентов, но схема может «зависнуть» и перестать генерировать при включении питания. В этом случае попробуйте использовать в схеме другие компоненты (те же значения, но в других единицах измерения).

См.также

Внешние ссылки