Oscillateur audio

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Deux piles 6 volts
• Trois transistors NPN—modèles 2N2222 ou 2N3403 recommandés (le catalogue Radio Shack n° 276-1617 est un ensemble de quinze transistors NPN idéaux pour cette expérience et d'autres)
• Deux condensateurs 0,1 µF (catalogue Radio Shack n° 272-135 ou équivalent)
• Une résistance de 1 MΩ
• Deux résistances de 100 kΩ
• Une résistance de 1 kΩ
• Assortiment de paires de résistances, moins de 100 kΩ (ex : deux de 10 k, deux de 5 kΩ, deux de 1 kΩ)
• Une diode électroluminescente (catalogue Radio Shack n° 276-026 ou équivalent)
• Détecteur audio avec casque

REFERENCES CROISEES Leçons En Circuits Électriques , Volume 3, chapitre 4 :« Transistors à jonction bipolaire » Leçons sur les circuits électriques , Volume 4, chapitre 10 :« Multivibrateurs »

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Comment construire un circuit multivibrateur astable à l'aide de transistors discrets

SCHÉMA SCHÉMA

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

Le nom propre de ce circuit est « multivibrateur astable ”. Il s'agit d'un circuit oscillateur simple à fonctionnement libre, chronométré par la taille des résistances, des condensateurs et de la tension d'alimentation.

Malheureusement, sa forme d'onde de sortie est très déformée, ni sinusoïdale ni carrée. Dans le simple but de créer une tonalité audio, cependant, la distorsion n'a pas beaucoup d'importance.

Avec une alimentation de 12 volts, des résistances de 100 kΩ et des condensateurs de 0,1 µF, la fréquence d'oscillation se situera dans la plage audio basse. Vous pouvez écouter ce signal avec le détecteur audio connecté avec une sonde de test à la terre et l'autre à l'une des bornes du collecteur du transistor.

Je recommande de placer une résistance de 1 MΩ en série avec le détecteur audio pour minimiser à la fois les effets de charge du circuit et le volume du casque :

Le multivibrateur lui-même n'est composé que de deux transistors, de deux résistances et de deux condensateurs d'interconnexion. Le troisième transistor montré dans le schéma et l'illustration est là pour piloter la LED, à utiliser comme indicateur visuel de l'action de l'oscillateur.

Utilisez le fil de sonde connecté à la base de cet amplificateur à émetteur commun pour détecter la tension à différentes parties du circuit par rapport à la terre. Compte tenu de la faible fréquence d'oscillation de ce circuit multivibrateur, vous devriez pouvoir voir la LED clignoter rapidement avec le fil de sonde connecté à la borne du collecteur de l'un ou l'autre des transistors multivibrateurs.

Vous remarquerez peut-être que la LED ne clignote pas avec son fil de sonde touchant la base de l'un ou l'autre des transistors multivibrateurs, mais le détecteur audio vous indique qu'il y a une tension oscillante là-bas. Pourquoi est-ce? L'amplificateur à transistor à collecteur commun de la LED est un suiveur de tension, ce qui signifie qu'il n'amplifie pas la tension.

Ainsi, si la tension à tester est inférieure au minimum requis par la LED pour s'allumer, elle ne s'allumera pas. Étant donné que la jonction base-émetteur polarisée en direct d'un transistor actif ne chute que d'environ 0,7 volts, la tension sur l'une ou l'autre base du transistor est insuffisante pour alimenter la LED.

Le détecteur audio, étant extrêmement sensible, cependant, détecte facilement ce signal de basse tension. N'hésitez pas à substituer des résistances de valeur inférieure à la place des deux unités de 100 kΩ illustrées. Qu'arrive-t-il à la fréquence d'oscillation lorsque vous le faites ?

Je recommande d'utiliser des résistances d'au moins 1 kΩ pour éviter un courant de transistor excessif. Un inconvénient de nombreux circuits oscillateurs est sa dépendance à une quantité minimale de tension d'alimentation. Trop peu de tension et le circuit cesse d'osciller.

Ce circuit ne fait pas exception. Vous voudrez peut-être expérimenter avec des tensions d'alimentation plus faibles et déterminer la tension minimale nécessaire à l'oscillation, ainsi que l'expérience de l'effet du changement de tension d'alimentation sur la fréquence d'oscillation.

Un inconvénient spécifique à ce circuit est la dépendance à des composants incompatibles pour un démarrage réussi. Pour que le circuit commence à osciller, un transistor doit s'allumer avant l'autre.

Habituellement, il y a suffisamment de discordance dans les différentes valeurs des composants pour que cela se produise, mais il est possible que le circuit se « fige » et ne parvienne pas à osciller à la mise sous tension. Si cela se produit, essayez différents composants (mêmes valeurs, mais différentes unités) dans le circuit.

FICHE DE TRAVAIL CONNEXE :

• Feuille de travail sur les circuits d'oscillateur