Construa um Oscilador de Áudio Multivibrador Astável de Baixa Frequência com Transistores Discretos

Peças e Materiais

• Duas baterias de 6 volts
• Três transistores NPN (2N2222 ou 2N3403 recomendados; Radio Shack catálogo #276-1617 contém pacote conveniente de 15)
• Dois capacitores de 0.1 µF (Radio Shack catálogo #272-135 ou equivalente)
• Um resistor de 1 MΩ
• Dois resistores de 100 kΩ
• Um resistor de 1 kΩ
• Pares de resistores variados abaixo de 100 kΩ (ex: dois de 10 kΩ, dois de 5 kΩ, dois de 1 kΩ)
• Um LED (Radio Shack catálogo #276-026 ou equivalente)
• Detector de áudio com fones de ouvido

Referências Cruzadas Lessons In Electric Circuits, Vol. 3, Cap. 4: "Bipolar Junction Transistors"; Vol. 4, Cap. 10: "Multivibrators"

Objetivos de Aprendizado

• Construir um multivibrador astável usando transistores discretos e entender seus parâmetros determinantes de frequência.

Diagrama Esquemático

Ilustração

Instruções

O circuito em questão é um multivibrador astável, um oscilador de funcionamento livre cujo tempo é definido pelos valores dos resistores, capacitores e da tensão de alimentação. Embora a forma de onda de saída não seja uma senoide pura nem um quadrado perfeito, a distorção é insignificante para gerar um tom audível.

Com alimentação de 12 V, resistores de 100 kΩ e capacitores de 0.1 µF, o oscilador produz uma frequência de áudio baixa que pode ser ouvida através de um detector de áudio. Para melhores resultados, conecte uma ponta ao ground e a outra ao coletor de um dos transistores de comutação.

Coloque um resistor de 1 MΩ em série com o detector de áudio para reduzir a carga no multivibrador e manter o volume do fone em nível confortável:

O núcleo do multivibrador consiste em dois transistores, dois resistores e dois capacitores cruzados. O terceiro transistor no esquema alimenta um LED que confirma visualmente a oscilação.

Use uma ponta na base do amplificador de emissor comum para observar variações de tensão em diferentes nós. Com a ponta no coletor de qualquer transistor de comutação, você verá o LED piscar na frequência do oscilador. Se sondar a base de um transistor de comutação, o LED não acenderá porque a tensão de base (≈0.7 V) está abaixo do limiar de polarização direta do LED, embora o detector de áudio ainda capte o sinal de baixo nível.

Experimente com resistores de valor menor no lugar do par de 100 kΩ e observe a mudança resultante na frequência de oscilação. Tipicamente, resistores de pelo menos 1 kΩ são usados para manter as correntes dos transistores dentro de limites seguros.

Muitos osciladores requerem uma tensão de alimentação mínima; se a tensão for muito baixa, o circuito não inicia. Tente reduzir a tensão de alimentação gradualmente para determinar o limiar de oscilação e observe como a frequência muda com a tensão.

A iniciação da oscilação pode ser sensível a descompassos de componentes. Um transistor deve ligar antes do outro para iniciar o ciclo. Se o circuito "travar" na ligação, troque componentes do mesmo valor para introduzir novas tolerâncias e restaurar a atividade.

Planilha Relacionada

• Planilha de Circuitos Osciladores