Construction d'un oscillateur audio astable multivibrateur basse fréquence avec transistors discrets

Pièces et Matériaux

• Deux piles 6 V
• Trois transistors NPN (2N2222 ou 2N3403 recommandés ; Radio Shack #276-1617 contient un pack pratique de 15)
• Deux condensateurs 0,1 µF (Radio Shack #272-135 ou équivalent)
• Une résistance 1 MΩ
• Deux résistances 100 kΩ
• Une résistance 1 kΩ
• Paires de résistances assorties en dessous de 100 kΩ (ex. deux 10 kΩ, deux 5 kΩ, deux 1 kΩ)
• Une LED (Radio Shack #276-026 ou équivalent)
• Détecteur audio avec casque

Références Croisées

Lessons In Electric Circuits, Vol. 3, Ch. 4 : « Transistors à jonction bipolaire » ; Vol. 4, Ch. 10 : « Multivibrateurs »

Objectifs d'Apprentissage

• Construire un multivibrateur astable en utilisant des transistors discrets et comprendre ses paramètres déterminant la fréquence.

Schéma Électrique

Illustration

Instructions

Le circuit en question est un multivibrateur astable, un oscillateur libre dont le timing est défini par les valeurs des résistances, condensateurs et de la tension d'alimentation. Bien que la forme d'onde de sortie ne soit ni une sinusoïde pure ni un carré parfait, la distorsion est négligeable pour générer un ton audible.

Avec une alimentation 12 V, résistances 100 kΩ et condensateurs 0,1 µF, l'oscillateur produit une basse fréquence audio qui peut être entendue via un détecteur audio. Pour de meilleurs résultats, connectez une sonde à la masse et l'autre au collecteur de l'un des transistors commutateurs.

Placez une résistance 1 MΩ en série avec le détecteur audio pour réduire la charge sur le multivibrateur et maintenir le volume du casque à un niveau confortable :

Le cœur du multivibrateur consiste en deux transistors, deux résistances et deux condensateurs croisés. Le troisième transistor du schéma alimente une LED qui confirme visuellement l'oscillation.

Utilisez une sonde sur la base de l'amplificateur à émetteur commun pour observer les variations de tension à différents nœuds. Avec la sonde sur le collecteur de l'un des transistors commutateurs, vous verrez la LED clignoter à la fréquence de l'oscillateur. Si vous sondez la base d'un transistor commutateur, la LED ne s'allumera pas car la tension de base (≈0,7 V) est en dessous du seuil de polarisation directe de la LED, même si le détecteur audio captera encore le signal de bas niveau.

Expérimentez avec des résistances de valeur inférieure à la place de la paire 100 kΩ et observez le décalage résultant de la fréquence d'oscillation. Typiquement, des résistances d'au moins 1 kΩ sont utilisées pour maintenir les courants de transistor dans des limites sûres.

De nombreux oscillateurs nécessitent une tension d'alimentation minimale ; si la tension est trop basse, le circuit ne démarrera pas. Essayez de réduire la tension d'alimentation progressivement pour déterminer le seuil d'oscillation et notez comment la fréquence change avec la tension.

L'initiation de l'oscillation peut être sensible aux désaccords de composants. Un transistor doit s'allumer avant l'autre pour démarrer le cycle. Si le circuit « gèle » à la mise sous tension, remplacez des composants de même valeur pour introduire de nouvelles tolérances et restaurer l'activité.

Fiche Connexe

• Fiche de travail : Circuits oscillateurs