Hobby-Elektronik: Astabiler Multivibrator und Schaltungsvarianten
Der klassische, symmetrisch aufgebaute Transistor-Multivibrator wurde bereits als LED-Wechselblinker (siehe die Seite weiter oben) ausführlich beschrieben. Auf dieser Seite werden einige asymmetrische Schaltungsvarianten zum Ausprobieren und Basteln gezeigt, die z.T. etwas Experimentieren erfordern, bis sie richtig laufen. Es ist dabei natürlich von großem Vorteil, wenn man ein Oszilloskop besitzt, man kann sich aber auch mit der kleinen Schaltung nach Bild 1a behelfen. Sie besteht aus einem Transistorverstärker, dessen Eingang mit dem Ausgang jeder der gezeigten Multivibrator-Schaltungen (und auch aller anderen digitalen Schaltungen) verbunden werden kann. Bei niedrigen Frequenzen blinkt die über einen Vorwiderstand von 1 kOhm im Kollektorkreis liegende LED und im Hörer ist ein Knackton zu hören. Bei höheren Frequenzen leuchtet die LED dauernd und der entsprechende Ton ist im Hörer zu hören. Als Hörer kann entweder ein kleiner 8 Ohm-Lautsprecher (H1) in Reihe mit LED und Vorwiderstand oder alternativ ein piezokeramischer Hörer (H2) parallel zum Vorwiderstand verwendet werden.
BILD 1: Asymmetrischer Multivibrator.
Funktionsbeschreibung. Beim Anlegen der Betriebsspannung leitet zunächst T1, da er Basisstrom erhält. Denn C ist ungeladen und es fließt ein Ladestrom über R3, R5, C und die BE (Basis-Emitter)-Strecke von T1. T2 ist zunächst gesperrt, da seine Basis über die CE (Collector-Emitter)-Strecke des leitenden T1 nahezu an GND liegt. Ist C aufgeladen, sperrt T1 und T2 leitet, da T2 jetzt über R2 Basisstrom erhält. Es fließt jetzt ein umgekehrter Ladestrom über R1, P1, R4, C, R5 und die CE-Strecke von T2. Nach der Umladung von C beginnt T1 wieder zu leiten und das Spiel beginnt von vorn.
Einstellungen. Die Schaltung ist mit dem Trimmer P1 zunächst auf gutes Schwingen einzustellen. Die Einstellung ist etwas kritisch, daher P1 vorsichtig und langsam verdrehen.
Die Schaltung ist für große Zeitkonstanten geeignet. Mit C > 10 µF werden Frequenzen unter 1 Hz erreicht, mit C = 100 nF und 10 nF ergeben sich Frequenzen von etwa 50 bzw. 500 Hz.
Betriebsspannungsbereich etwa + Ub = + 6 bis +18 V.
BILD 2: Emittergekoppelter Multivibrator.
Mit der gezeigten Dimensionierung der Widerstände wurden mit C = 10 nF, 100 nF und 1 µF Frequenzen von etwa 50 kHz, bzw. 5 kHz und 500 Hz erreicht.
Betriebsspannungsbereich etwa +Ub = +9 bis +18 V
Nachteile: Der Hub der Ausgangsimpulse ist deutlich kleiner als die Betriebsspannung Ub. Die Frequenz ändert sich mit der Belastung am Ausgang.

BILD 3: Multivibrator mit in Reihe geschalteten Transistoren.
In der gezeigten Dimensionierung wurden mit Werten des frequenzbestimmenden Kondensators C3 = 1 nF, 10 nF, 100 nF, 330 nF Frequenzen von etwa 70 kHz, 16 kHz, 2 kHz und 800 Hz gemessen.
Betriebsspannungsbereich etwa +Ub = +6 bis +18 V.
Nachteile: Die Frequenz hängt stark von der Betriebsspannung Ub und der Last am Ausgang ab. Der Multivibrator verträgt keine kapazitive Belastung.

BILD 4: Multivibrator mit Komplementär-Transistoren.
In der gezeigten Dimensionierung wurden mit Werten von C = 1 nF, 10 nF, 100 nF Frequenzen von etwa 4 kHz, 400 Hz und 40 Hz gemessen.
Mit der Diode und dem Trimmer P1 können Pausen- und Impuls-Länge auf gleiche Breite abgeglichen werden (verändert auch die Frequenz). Falls das nicht erforderlich ist, können die beiden Bauteile entfallen.
Betriebsspannungsbereich etwa +Ub = +6 bis +18 V. Empfehlenswerte, zuverlässig schwingende Schaltung.

Hinweis: Eine ähnliche Schaltung mit Komplementär-Transistoren siehe weiter oben die Seite "Blinkschaltung mit Komplementär-Transistoren".

Bild 5 zeigt eine Blinkschaltung (nach Siemens-Unterlagen), die ähnlich wie die Schaltung nach Bild 4 mit Komplementärtransistoren aufgebaut ist. Die Blinkfrequenz wird durch den Kondensator C1 und den Widerstand R2 bestimmt und beträgt in dieser Dimensionierung etwa 0,6 Hz bei einer Lampen-Einschaltdauer von ca. 50 msec. Der Kondensator sollte einen möglichst kleinen Leckstrom (< 3 uA) haben (evtl. Tantal-Elko verwenden).
Die Glühlampe kann durch eine LED mit einem Vorwiderstand (180 Ohm bei +Ub = 6 V) ersetzt werden.
Die Funktion der Schaltung scheint etwas kritisch zu sein, evtl. etwas andere Werte und/oder Transistoren verwenden.
(30.3.2005)
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