前のページでは、ブロッキング発振という方法で、スピーカーからビープ音を鳴らしましたが、ここでは、トランジスタを利用した発振でよく取り上げられる「マルチバイブレータ回路」を使って、LEDを点滅させます。
マルチバイブレータとは、2つの増幅回路を「たすき掛け」につないで、交互にトランジスタに流れる電流をON-OFF（発振）するように考えられた回路で、ブロッキング発振と同様に、発振の安定性はあまり良くはないのですが、ほぼ確実に発振してくれます。
使用する部品数が少なくて、簡単に共振周期を変えることができるので、電子工作ではタイマーに使ったり、LEDなどを点滅させる回路などに利用されています。
マルチバイブレータ回路を組んでみよう
この回路は、5Vの電源を使って、2SC1815を2個使っていて、それにコンデンサをつけてあり、そのコンデンサの充放電によって、LEDが点滅を繰り返します。
回路図中の 33ｋΩと10μF を違った値に変えるとLEDの点滅周期が変わります。
33ｋΩをあまり小さくすると、ベース電流が増えすぎるので、例えば、10～50ｋΩ、1～200μF程度の手持ちのものに変えてみると点滅周期が変わるのがわかります。
もちろん 2SC1815 を他のNPNのバイポーラを使っても問題はありませんし、220Ωを小さくすると若干、LEDが明るくなりますので、ともかく、色々と部品を付け替えて遊んでみるといいでしょう。
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回路図の書き方を変えると、全く違ったものに見えてしまいます
マルチバイブレータは「たすき掛け」という表現をしましたが、そのイメージになるように、上の回路図を「たすき掛け」風に書き換えると、下図のようになります。
このように書き直すだけで、前の図とイメージが大きく変わりますから、この2つが同じだとはわかりにくいかもしれませんが、これは、慣れるしか仕方がありません。
点滅周期を計算しましょう
ここでは、R1とR2の33ｋΩ抵抗器と C1とC2の10μFコンデンサ を取り替えると周波数が変わるのですが、ちなみに、書籍によれば、R1＝R2、C1＝C2 の場合は、およその周波数は 0.271/RC の関係がある … とあります。
この図の回路の場合で計算してみると、 0.271/（33ｘ1000）/（10ｘ0.000001）≒0.8秒 となります。
次に、RとCを変えて、点滅周期がどのようになるかを見てみましょう。動画をとりました。
CRを変えて点滅の周期が変わる様子（約50秒のユーチューブ動画）
ここでは、①4.7μ＋4.7μ →②10μ＋10μ →③100μ＋100μ →④4.7μ＋100μの順に変えています。 このように、コンデンサ容量を変えるだけで点滅周期を簡単に変えることができます。
②の場合は、計算値の0.8秒に近い感じで点滅していますね。
こらはAmazonで購入したオシロスコープキットをつかっての波形で、周期約0.8秒の方形波のような発振波形になっています。（正確ではないですが、簡単に波形が見れるのは楽しいものです）
オシロスコープはあれば便利
この下左の写真のオシロスコープは、購入当時は5000円少しでしたが、現在では3000円台で購入できます。
ただ、私はその後に、下右のような安価な2万円台のオシロスコープ（→こちらに記事あり）を購入しました。
同じ方形波を表示させていても、このように、全く表示される波形が違うし、精度も違いますが、それなりに使えます。 もちろん、安価なキットに精度を求めるのは無理ですが、組み立てる楽しみもあり、それなりの波形も表示しますので、面白いですよ。
つぎに、光の点滅を音の変化に変えてみましょう
前ページのブロッキング発振では、コンデンサの容量値を変えて発振周期を変えて音質を変えました。
この回路でも、その変化をスピーカを付けて確認してみましょう。
コンデンサを小さくすると周波数（音）が高くなり、高い音になります。
先程の計算式 ｆ＝0.271/RC を利用して、500Hzの音をだしたいのであれば、この式を変形して、 C≒0.271/R・ｆ から、C≒16ｐF になります。
これで、早速試してみましょう。
手元にあった インピーダンス8Ωのスピーカを、下の回路図のようにトランジスタの片側につなぎます。
LEDはダイオードなので、順方向に電流が流れるだけですし、負荷がないといけないのかなぁ … と思って、はずさないでそのままつけています。
そして、電流制限抵抗220Ωのままにしておくと、音が小さくなりそうなので、これを22Ωと小さい値にします。
持ち合わせのコンデンサを使ったので、下のような回路になりました。
それぞれの抵抗やコンデンサを実測して、上の式に当てはめて計算してみると、500Hz前後の音がでてくれるはずです。
動作させると、スピーカーからの音は、そこそこの音程の音がでています。一応成功です。
しかしやはり、音が非常に小さいのは仕方がありません。
LEDはON-OFF周期が早すぎるので、目でみると、点灯したままのように見えます。このLEDを取ってしまうなどの改善要素はありそうですが、とりあえず、初期の目的達成です。
そして、音がそんなに大きくないものの、スピーカに流れる電流を測定したところ、33ｍA 流れています。
思った以上の電流です。
どうもこれは、スピーカに加わる電圧が低いために、コーン紙を振動させるには、パワー（電力量）が充分でないのでしょう。
トランジスタをダーリントン接続にするなどで電力増幅するといいかもしれません。
しかしここでは、「発振」の確認ですので、一応、所定の発振が行われているようだ … ということで、ここはこれでおいておきます。
「なにかできる」という発展的可能性を残しておいて、今回はここまで … とします。
