8. Elektronische Impulse - vielseitig verwendbar

Abb. 126 zeigt uns einen recht modernen elektronischen Impulsgenerator, mit dem wir Impulse, also elektrische Spannungs- oder Stromstoesse, weitgehend veränderlicher Dauer erzeugen können. Es handelt sich um einen sogenannten Multivibrator, der jedoch von der klassischen Form dieses Schaltungstyps abweicht. Klassische Multivibratoren arbeiten mit gleichartigen Transistoren, von denen der eine den anderen immer wechselweise verriegelt bzw. entriegelt. Da wir jedoch einen npn- und einen pnp-Transistor zur Verfuegung haben, müssen wir uns eine Abart des Multivibrators bauen. Zunaechst schalten wir einmal die Teile nach Abb. 126 bzw. 127 zusammen und setzen für C den Kondensator von 10 uF, für R2 den Widerstand von 4,7 kΩ ein. Wenn wir nun das Potentiometer P vorsichtig durchdrehen, so werden wir feststellen, daß bei einer bestimmten Stellung das Lämpchen regelmaessig aufblitzt und wieder verloescht. Die Hell- und Dunkelzeiten vergrößern sich ganz wesentlich, wenn wir für C den Kondensator mit 500 µF einsetzen, und noch größer werden die Leuchtzeiten, wenn wir für R2 einen Wert von 27 kΩ verwenden. Wir haben ein elektronisches Blinkgerät vor uns, das nuetzliche und sehr auffallende optische Signale geben kann. Wir können es z. B. als Warneinrichtung, als dauernd wirksamen Signalgeber usw. vielseitig verwenden.

Wie arbeitet nun diese Schaltung? Sobald wir das Gerät eingeschaltet haben, fliesst in keinem der Transistoren ein Strom, denn der Kondensator C ist noch nicht geladen. Demnach erhält die Basis von T über C, R2 und das Lämpchen praktisch dieselbe Spannung wie der Emitter. Da der am Potentiometerschleifer liegende Anschluß von R bei mittlerer Potentiometerstellung etwas positiver als der Emitter ist, wird C allmaehlich aufgeladen, wodurch die Basis von T langsam positiver wird. Folglich beginnt jetzt Strom zu fliessen, wobei der Collectorstrom von T mit dem Basisstrom von T1 identisch ist. Infolgedessen führt jetzt auch T1 Strom, an der Lampe ergibt sich ein Spannungsabfall und der Collector von T1 wird positiver. Folglich fliesst jetzt ein Ladestrom

Abb. 126. Schaltung eines astabilen Komplementär-Multivibrators

Abb. 127. Aufbauzeichnung zu Abb. 126

über C, der zu einem weiteren Positivwerden der Basis von T und daher zu einem weiteren Anstieg saemtlicher Transistorströme führt. Es tritt eine Rückkopplung ein, und das Aufschaukeln geht so schnell vor sich, daß in kurzer Zeit die Hoechstströme der Transistoren erreicht sind. Der Hoechststrom von T1 besteht z. B. dann, wenn nahezu die volle Spannung der Batterie an der Lampe liegt. Diese leuchtet dann hell auf. Ist dieser Zustand erreicht, so entlädt sich C langsam über die Basis-Emitterstrecke von T, die Spannung an der Basis wird zunehmend negativer, was bald dazu führt, daß die Transistorströme sinken und daß das Lämpchen erlischt. Neuerdings wird ein Rückkopplungsvorgang wirksam, da der Collector von T1 negativer wird und schnell zum Verriegeln von T beiträgt. Ist der stromlose Zustand erreicht, so wiederholt sich das Spiel, wie beschrieben, von neuem. Das Lämpchen blinkt auf, um dann wieder dunkel zu werden.

Mit P können wir den Rhythmus dieses Aufblinkens einregulieren, die zeitliche Aufeinanderfolge hängt weitgehend von den Werten C und R2 ab. Je kleiner wir beide Werte machen, um so schneller blinkt das Lämpchen. Mit C = 500 µF wird die Blinkdauer besonders gross. Nehmen wir jedoch für C den Kondensator von 500 pF (Drehkondensator) oder 4,7 nF, so wechseln die Zustände so schnell ab, dass das Lämpchen nicht mehr folgen kann. Es zeigt dann eine mittlere Helligkeit. Dafür hören wir jetzt in dem angeschlossenen Lautsprecher (in Abb. 126 ist angedeutet, daß der Lautsprecher über den Transformator in den Collectorkreis geschaltet werden kann, indem man die Brücke zwischen a und b entfernt [Pfeil in Abb. 127]) einen musikalischen Ton, dessen Höhe angibt, wie oft in der Sekunde das Umschalten von dem stromführenden in den stromlosen Zustand erfolgt. Ein hoher Pfeifton z. B. weist darauf hin, daß das in der Sekunde mehrere tausend Mal der Fall ist. Bei den großen Werten von C und R hören wir im Lautsprecher nur Knackgeräusche im Rhythmus des Umschaltens.

Da infolge des Rückkopplungsvorganges die Transistoren immer gleichzeitig vom stromführenden in den stromlosen Zustand geschaltet werden, ergeben sich an den Transistorelektroden, insbesondere am Collector von T1, nahezu rechteckige bzw. impulsfoermige Strom- und Spannungsstoesse. Sie bewirken in unserem Fall das Einschalten des Lämpchens bzw. den Ton im Lautsprecher. Wie schon erwähnt, werden solche Impulse in der Praxis weitgehend verwendet; in Fernsehgeräten z. B. finden wir aehnliche Schaltungen, die dann zur Ablenkung des Strahles auf dem Schirm der Bildroehre verwendet werden. Im XR-Zusatz lernen wir auch den "klassischen" Multivibrator kennen.