Astabile Kippstufe (Multivibrator) als Wechselblinker

Der Testaufbau der Schaltung
Der Testaufbau der Schaltung

Fast jeder Hobbyelektroniker wird früher oder später einmal auf die sogenannte astabile Kippstufe oder auch den Multivibrator stoßen. Diese Schaltung gehört nicht nur zum Standardreportoire elektronischer Schaltungen; sie ist auch sehr vielseitig einsetzbar. Von der einfachen Blinkerschaltung bis hin zum Tongenerator oder zur elektronischen Orgel sind fast unzählig viele Projekte realisierbar. Die Schaltung im Bild zeigt einen einfachen Wechselblinker mit kleinen Glühlampen und soll hier ein Beispiel bzw. eine Grundlage für eigene Experimente darstellen.

 

Hier nun zunächst das Schaltbild:

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Die Werte der Elektrolytkondensatoren und Widerstände der Schaltung können in gewissen Grenzen auch verändert werden. Sie beeinflussen das Timing der Schaltung und damit die Blinkfrequenz der Glühlampen. Statt dieser können Sie auch Leuchtdioden mit vorgeschalteten Widerständen einsetzen. Die Dimensionierung dieser Widerstände hängt von der Betriebsspannung der Schaltung sowie von den verwendeten LEDs ab. Bei der Verwendung roter LEDs an einer Betriebsspannung von 6 Volt (wie hier) können beispielsweise 220-Ohm-Widerstände verwendet werden, die in Reihe mit den LEDs geschaltet werden. Durch die Verwendung von Elektrolytkondensatoren mit unterschiedlichen Werten blinken die Lampen bzw. LEDs nicht mehr gleichmäßig. Eine Erhöhung der Kapazität bewirkt übrigens eine Verlängerung der jeweiligen Schaltzustände.

Dieser einfache Wechselblinker funktioniert nach dem Arbeitsprinzip der sogenannten astabilen Kippstufe, auch als Multivibrator bezeichnet. Trotz des relativ einfachen Aufbaus der Schaltung ist die genaue Arbeitsweise gar nicht so leicht zu verstehen, wie man zunächst annimmt. Dennoch möchte ich versuchen, die Funktionsweise so einfach wie möglich zu erklären.

 

Zur Funktionsweise dieser Schaltung:

 

  • Schaltet der Transistor T1 als erstes nach dem Einschalten der Betriebsspannung durch, kann sich der Elektrolytkondensator C1 über den Widerstand R1 aufladen. Der Transistor T2 ist zu diesen Zeitpunkt noch gesperrt, schaltet also noch nicht durch. Da T1 durchgeschaltet ist, leuchtet die Lampe La1 auf.
  • Nach einer gewissen Zeit ist nun C1 soweit aufgeladen, dass er genügend Spannung hat, um den Transistor T2 durchzuschalten. Die Schaltung kippt nun sozusagen in den zweiten Betriebszustand um. La2 leuchtet auf, da T2 die Kollektor-Emitter-Strecke durchschaltet.
  • Gleichzeitig wird der Kondensator C1 über die Basis-Emitter-Strecke von T2 entladen. Der zu diesem Zeitpunkt entladene Kondensator C2 bewirkt durch seinen geringen Innenwiderstand, dass die Basis von T1 quasi an Masse gelegt wird, wodurch dieser seine Kollektor-Emitter-Strecke sperrt. La1 erlischt dadurch.
  • Anschließend wird C2 über R2 aufgeladen. Dies geschieht solange, bis der Transistor T1 genügend Basisspannung erhält, um durchzuschalten.
  • Ist dies der Fall, hat die Schaltung ihren Zustand ganz am Anfang erreicht und das ganze Spiel beginnt von vorn.

Keine Sorge. Es macht nichts, wenn Sie die genaue Funktion der Schaltung nicht ganz verstehen. Das hier gezeigte Beispiel soll Ihnen nur den Aufbau zeigen und zum Experimentieren anregen. Die Multivibratorschaltung ist übrigens sehr vielseitig einsetzbar. Nicht nur Blinker oder Wechselblinker lassen sich damit aufbauen. Auch Tongeneratoren lassen sich ohne Probleme realisieren.

Hier noch ein Video der aufgebauten astabilen Kippstufe im Betrieb:

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