Astabile Kippstufe (Multivibrator)
Rechteckgenerator
Eine astabile Kippstufe (auch Multivibrator genannt) ist eine elektronische Schaltung, die zwischen zwei Zuständen selbstständig hin und her schaltet. Wir realisieren die Schaltung mit dem NE555.
Die Blinkfrequenz der LED wird von den Widerständen R1, R2 und dem Kondensator C1 bestimmt. Wenn wir die Schaltung mit Spannung versorgen, ist der Kondensator C1 entladen. Die Spannung an ihm ist also 0V und damit wird der Eingang am Trigger gesetzt. Der Discharge-Transistor sperrt und unsere LED leuchtet.
Discharge-Transistor und Kondensator
Der Kondensator C1 kann sich nun über die beiden Widerstände R1 und R2 aufladen. Wird die Schaltschwelle von 2/3 der Versorgungsspannung am Threshold-Eingang erreicht, so kippt unsere Kippstufe. Der Discharge-Transistor wird auf Masse durchgeschaltet und der Kondensator C1 kann sich nun über den Widerstand R2 und dem Discharge-Transistor entladen. Sobald die Spannung am Kondensator C1 beim Enladevorgang unter die Schaltschwelle am Triggereingang von 1/3 der Versorgungsspannung fällt, wird die Kippstufe gesetzt, der Discharge-Transistor sperrt und der Kondensator beginnt sich jetzt wieder zu laden. Dieser Vorgang wiederholt sich nun ständig und unsere LED blinkt. Um etwaige Störungen der Schaltung zu vermeiden, sollte man den Pin 5 (Control Voltage) mit einem Kondensator (ca. 10nF) auf Masse legen.
Wechselblinker
Schließen wir nun unsere 2. LED über den Vorwiderstand R4 am Ausgang dazu, erhalten wir einen Wechselblinker.
Wechselblinker mit Reset
Hier der Wechselblinker mit Reset. Über den Schalter S1 ziehen wir den Reset-Eingang auf Masse.
Berechnung der Lade- und Entladezeit des Kondensators sowie der Frequenz und dem Tastverhältnis:
Ladezeit
t1 = 0,7*(R1+R2)*C1
Entladezeit
t2 = 0,7*R2*C1
Die Periodendauer (T) ist somit die Addition von t1 und t2
T = t1 + t2
Frequenz (f)
(f = 1/T) = 1/(t1 + t2)
Tastverhältnis (V)
V = T/t1
Multivibrator mit einstellbarer Ein- / Aus-Zeit
Bei dieser Schaltung können die Ein- und Aus-Zeiten getrennt über zwei Potis eingestellt werden.
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Die Aufladung von C2 erfolgt über P1 und D1
(Ein-Zeit) -
Die Entladung von C2 erfolgt über P2 und D2
(Aus-Zeit)
Für ein schnelles Schalten werden Schottky-Dioden empfohlen.
