Transcription of Multivibrator (Astabile Kippstufe)
1 F r elektrische Antriebssysteme Prof. Dr. H. Biechl Prof. Meyer _____ Version Fakult t Elektrotechnik Seite 1 / 10 Praktikum Grundlagen der Elektrotechnik 1 (GET1) Versuch 1 MMuullttiivviibbrraattoorr ((AAssttaabbiillee KKiippppssttuuffee)) Lernziel: Ziel dieses Praktikumsversuches ist es, bereits in einer fr hen Phase des Studiums der Elektro- und Informationstechnik eine elektronische Schaltung kennen zu lernen und sich mit dieser zu befassen. Dabei geht es nicht darum, das Verhalten elektronischer Bauelemente so wie der Kippschaltung exakt zu verstehen.
2 Das entsprechende Wissen wird erst in sp teren Vorlesungen und bungen (Elektronische Bauelemente, Digitaltechnik, Schaltungstechnik) vermittelt. Vielmehr soll ge bt werden, eine elektronische Schaltung ausgehend von einem Schaltbild aufzubauen, ein Schaltbild in eine reale Schaltung umzusetzen. Weiterhin soll der Vorgang des L tens gelernt und ge bt werden. R3 R1 R2 R4 C1 C2 T1 T2 LED1 B C E C E B LED2 _____ Version Fakult t Elektrotechnik Seite 2 / 10 1. Allgemeine Informationen Der Multivibrator ist eine Kippschaltung die st ndig zwischen zwei Schaltzust nden umschaltet.
3 Zur Realisierung dieser Schaltzust nde werden zwei Transistoren verwendet, von denen jeweils einer leitet (niederohmige Verbindung) und einer sperrt (hochohmige Verbindung). F r die Schaltzeiten der Transistoren gilt: 2ln111 CRt und 2ln222 CRt Unter Schaltzeit versteht man die Einschaltdauer eines Transistors, wie lange der Transistor leitet. Info: Bei der Dimensionierung der Widerst nde R1 und R2 m ssen folgende Bedingungen eingehalten werden. 1. 4/32/1RR << , damit durch sie ein ausreichend gro er Strom flie t, um den leitenden Transistor in S ttigung zu bringen.
4 ( = Kleinsignal-Stromverst rkung; F r den verwendeten npn Transistor BC337-25 gilt: = ). 2. 4/32/1RR>>, damit die Kondensatoren sich bis auf die Betriebsspannung U aufladen k nnen. _____ Version Fakult t Elektrotechnik Seite 3 / 10 2. Versuche Aufbau der Schaltung Man baue die Schaltung mit den entsprechenden Bauelementen auf. Hierzu ist im Vorfeld zu berlegen, wie die Bauelemente auf dem L tbrett anzuordnen sind (Der Aufbau des L tbrettes ist dem Arbeitsblatt 1 in Anhang 3 zu entnehmen!) Sicherheitshinweise: An der Spitze des L tkolbens treten Temperaturen von ca.
5 300 450 C auf, daher ist unbedingt sachgem es Arbeiten notwendig um Verbrennungen zu vermeiden. Das L tzinn besteht aus Zinn, Blei und Flussmittel. Diese Substanzen sind giftig! Versuchsdurchf hrung Man berechne die zu erwarteten Schaltzeiten t1, t2 und berpr fe diese anhand der Schaltung. Wie gro m ssen die Widerst nde R1 und R2 gew hlt werden um die Schaltzeiten ungef hr zu verdreifachen? Man baue die neu berechneten Widerst nde in die Schaltung ein und vergleiche mit den Rechenergebnissen. R3 270 R1 39k R2 39k R4 270 C1 22 F C2 22 F U=5V T1 BC337T2 BC337 UBE1 UBE2 LED1 B C E C E B LED2 _____ Version Fakult t Elektrotechnik Seite 4 / 10 3.
6 Anhang Arbeitsblatt 1 Die Anordnung der Bauelemente auf dem L tbrett ist bereits vor Durchf hrung des Praktikums zu berlegen und in die nachfolgende Skizze einzutragen. Aufbau des L tbrettes: LED1 Beispiel zum Einzeichnen eines Bauelementes _____ Version Fakult t Elektrotechnik Seite 5 / 10 L ten: L ten ist eine nicht l sbare, stoffschl ssige und elektrisch leitende Verbindung (stoffschl ssige Verbindungen werden alle Verbindungen genannt, bei denen die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kr fte zusammengehalten werden).
7 Als Verbindungsmaterial dient eine schmelzbare Metalllegierung, das Lot. Mit dessen Hilfe wird eine metallische Verbindung zwischen Bauteil und L t se erzeugt. Qualit t der L tstelle Eine qualitativ hochwertige L tstelle erkennt man daran, dass sie glatt, silbrig und hell gl nzend aussieht. Typisches Aussehen von L tstellen: glatte, silbrige und hellgl nzende L tstelle Ideale L tstelle Unsaubere, matte Oberfl che. Unter Umst nden l sst sich das Bauteil sogar wieder herausziehen. Fehler: Bauteil oder L tkolben wurde bewegt, falsche L tspitze oder Temperatur.
8 Verschmutzte L tkolbenspitze oder Anschlussdraht Kalte L tstelle _____ Version Fakult t Elektrotechnik Seite 6 / 10 Vorgehensweise beim L ten: Man schalte die L tstation ein, warte bis die Betriebstemperatur 400 C erreicht ist und befeuchte den Schwamm. Man verzinne die Spitze des L tkolbens mit L tzinn. Zum Entfernen alter L treste die L tspitze am Schwamm abwischen. Die L t se wird mit Hilfe des L tkolbens erhitzt. Man bringe nun das L tzinn an den Rand der sen ffnung. Das Lot beginnt zu flie en und verschlie t die se. Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist wird der L tkolben von der L t se weggenommen.
9 Das einzul tende Bauteil wird mit Hilfe einer Zange zur se gef hrt um Verbrennungen zu vermeiden und um das Bauteil vor allem den Transistor und die LED nicht zu zerst ren. Die L tstelle wird mit Hilfe des L tkolbens erhitzt. Sobald das Lot wieder fl ssig wird, f hre man das Bauteilbein in das L tauge, entferne wieder den L tkolben und warte bis das Zinn erstarrt. Ein L tvorgang sollte jeweils innerhalb von 1 bis maximal 5 Sekunden abgeschlossen sein um eine thermische Zerst rung der Bauteile zu vermeiden. Weiterhin ist zu beachten, dass w hrend dieses Vorganges das Bauteil nicht bewegt wird, da es sonst zu dem gef rchteten Ph nomen, der kalten L tstelle kommen kann.
10 Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften einer solchen kalten L tstelle sind mangelhaft! L t se L tkolben Anschlussbein eines Bauteiles Zange Lot L tzinn L t se L tkolben _____ Version Fakult t Elektrotechnik Seite 7 / 10 Prinzipelle Funktionsweise der Kippschaltung: ber LED2, R4 und C2 flie t ein Basisstrom IB1 in den Transistor T1 und macht somit die Strecke CE (Kollektor-Emitter) leitend. Nachdem UC1, die Spannung an C1, zun chst null ist wird das Potential der Basis von T2 unter 0,7V gehalten, so dass T2 sperrt. Im Laufe der Zeit l dt sich C1 ber R1 soweit auf, dass T2 leitet.
