5.18: Oscilador de audio
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- Dos baterías de 6 voltios
- Tres transistores NPN: se recomiendan los modelos 2N2222 o 2N3403 (Radio Shack catálogo # 276-1617 es un paquete de quince transistores NPN ideal para este y otros experimentos)
- Dos capacitores de 0.1 µF (catálogo de Radio Shack # 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 (por ejemplo: dos 10 kΩ, dos 5 kΩ, dos 1 kΩ)
- Un diodo emisor de luz (Radio Shack catálogo # 276-026 o equivalente)
- Detector de audio con auriculares
Referencias cruzadas
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 3, Capítulo 4: “Transistores de Unión Bipolar”
Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 4, capítulo 10: “Multivibradores”
Objetivos de aprendizaje
- Cómo construir un circuito multivibrador astable usando transistores discretos
Diagrama esquemático
Ilustracion
INSTRUCCIÓN
El nombre propio de este circuito es “multivibrador astable”. Es un circuito oscilador simple y de funcionamiento libre cronometrado por los tamaños de las resistencias, condensadores y voltaje de la fuente de alimentación. Desafortunadamente, su forma de onda de salida está muy distorsionada, ni onda sinusoidal ni cuadrada. Con el simple propósito de hacer un tono de audio, sin embargo, 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 la sonoridad de los auriculares:
El multivibrador en sí es solo dos transistores, dos resistencias y dos condensadores de conexión cruzada. El tercer transistor mostrado en el esquema y la ilustración está ahí para accionar el LED, para ser utilizado como indicador visual de la acción del oscilador. Utilice el cable de 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 el LED parpadear rápidamente con el cable de la sonda conectado al terminal colector de cualquiera de los transistores multivibradores.
Puede notar que el LED no parpadeará con su cable de sonda tocando la base de cualquiera de los dos transistores multivibradores, 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 de 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, al ser extraordinariamente sensible, detecta fácilmente esta señal de baja tensión.
Siéntase libre de sustituir las resistencias de menor valor en lugar de las dos unidades de 100 kΩ que se muestran. ¿Qué pasa con la frecuencia de oscilación cuando lo haces? Recomiendo usar resistencias de al menos 1 kΩ de tamaño para evitar una corriente excesiva del transistor.
Una deficiencia de muchos circuitos osciladores es su dependencia de una cantidad mínima de voltaje de fuente de alimentación. Demasiado poco voltaje y el circuito deja de oscilar. Este circuito no es la 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.