Oscilador de audio

PIEZAS Y MATERIALES

• Dos baterías de 6 voltios
• Tres transistores NPN:se recomiendan los modelos 2N2222 o 2N3403 (el catálogo de Radio Shack n. ° 276-1617 es un paquete de quince transistores NPN ideal para este y otros experimentos)
• Dos condensadores de 0,1 µF (catálogo de Radio Shack n. ° 272-135 o equivalente)
• Una resistencia de 1 MΩ
• Dos resistencias de 100 kΩ
• Una resistencia de 1 kΩ
• Surtido de pares de resistencias, menos de 100 kΩ (p. ej., dos de 10 kΩ, dos de 5 kΩ, dos de 1 kΩ)
• Un diodo emisor de luz (catálogo de Radio Shack n. ° 276-026 o equivalente)
• Detector de audio con auriculares

REFERENCIAS CRUZADAS Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 3, capítulo 4:“Transistores de unión bipolar” Lecciones de circuitos eléctricos , Volumen 4, capítulo 10:“Multivibradores”

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Cómo construir un circuito multivibrador astable usando transistores discretos

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO

ILUSTRACIÓN

INSTRUCCIONES

El nombre correcto para este circuito es " multivibrador astable ”. Es un circuito oscilador simple y de funcionamiento libre cronometrado por los tamaños de las resistencias, los condensadores y el voltaje de la fuente de alimentación.

Desafortunadamente, su forma de onda de salida está muy distorsionada, ni onda sinusoidal ni cuadrada. Sin embargo, con el simple propósito de crear un tono de audio, la distorsión no importa mucho.

Con un suministro de 12 voltios, resistencias de 100 kΩ y condensadores de 0,1 µF, la frecuencia de oscilación estará en el rango de audio bajo. Puede escuchar esta señal con el detector de audio conectado con una sonda de prueba a tierra y la otra a uno de los terminales del colector del transistor.

Recomiendo colocar una resistencia de 1 MΩ en serie con el detector de audio para minimizar tanto los efectos de carga del circuito como el volumen de los auriculares:

El multivibrador en sí es solo dos transistores, dos resistencias y dos capacitores de conexión cruzada. El tercer transistor que se muestra en el esquema y la ilustración sirve para activar el LED, que se utilizará como indicador visual de la acción del oscilador.

Utilice el cable de la sonda conectado a la base de este amplificador de emisor común para detectar voltaje en diferentes partes del circuito con respecto a tierra. Dada la baja frecuencia de oscilación de este circuito multivibrador, debería poder ver que el LED parpadea rápidamente con el cable de la sonda conectado a la terminal del colector de cualquier transistor multivibrador.

Puede notar que el LED no parpadea cuando el cable de la sonda toca la base de cualquier transistor multivibrador, sin embargo, el detector de audio le dice que hay un voltaje oscilante allí. ¿Por qué es esto? El amplificador de transistor de colector común del LED es un seguidor de voltaje, lo que significa que no amplifica el voltaje.

Por lo tanto, si el voltaje bajo prueba es menor que el mínimo requerido por el LED para encenderse, no brillará. Dado que la unión base-emisor con polarización directa de un transistor activo cae solo alrededor de 0,7 voltios, no hay voltaje suficiente en cualquiera de las bases del transistor para energizar el LED.

Sin embargo, el detector de audio, que es extraordinariamente sensible, detecta esta señal de bajo voltaje fácilmente. No dude en sustituir resistencias de menor valor en lugar de las dos unidades de 100 kΩ que se muestran. ¿Qué sucede con la frecuencia de oscilación cuando lo hace?

Recomiendo usar resistencias de al menos 1 kΩ de tamaño para evitar una corriente de transistor excesiva. Una deficiencia de muchos circuitos osciladores es su dependencia de una cantidad mínima de voltaje de la fuente de alimentación. Muy poco voltaje y el circuito deja de oscilar.

Este circuito no es una excepción. Es posible que desee experimentar con voltajes de suministro más bajos y determinar el voltaje mínimo necesario para la oscilación, así como experimentar el efecto que tiene el cambio de voltaje de suministro en la frecuencia de oscilación.

Una deficiencia específica de este circuito es la dependencia de componentes no coincidentes para un arranque exitoso. Para que el circuito comience a oscilar, un transistor debe encenderse antes que el otro.

Por lo general, hay suficiente desajuste en los diversos valores de los componentes para permitir que esto suceda, pero es posible que el circuito se "congele" y no oscile en el encendido. Si esto sucede, pruebe diferentes componentes (mismos valores, pero diferentes unidades) en el circuito.

HOJA DE TRABAJO RELACIONADA:

• Hoja de trabajo de circuitos de oscilador