Генератор звуковых эффектов на однопереходных транзисторах

Предлагаемая для повторения простая конструкция позволяет получать множество самых различных звуковых эффектов: от стрельбы из разного оружия, взрывов бомб, капель дождя и скрежета металла до рокота военного вертолета и воя милицейских сирен. Устройство можно применить как дополнение к любой электрифицированной игрушке или в качестве сигнально# го узла с оригинальным звучанием в различных устройствах, например в электронных будильниках, вызывных узлах телефонных аппаратов, охранных системах.

Рис.1. Схема генератора звуковых эффектов на однопереходных транзисторах

Принципиальная электрическая схема устройства показана на рис.1. Основу конструкции составляют два генератора на маломощных однопереходных транзисторах VT1, VT2. Первый генератор – низкочастотный, выполнен на транзисторе VT1, конденсаторе C1 и резисторах R1–R4. Его частота переключения в большей степени зависит от емкости конден сатора C1 и установленного сопротивления подстроечного резистора R1. Подстроечный резистор R4 также немного влияет на частоту генерации VT1.

Второй генератор – тональный, выполнен на элементах VT2, R5, R6, C3, R8. Его частота генерации, в основном, зависит от сопротивления резистора R6, емкости конденсатора C3 и величины напряжения на выводе первой базы транзистора VT1. Этот генератор включен так, что его рабочая частота зависит от состояния первого генератора, т.е. он является уп равляемым, или “ведомым”.

На транзисторах VT3–VT5 выполнен простейший двухтактный усилитель низкой частоты по мощности. В отличие от устройства, где телефонный капсюль включается как нагрузка в цепь генераторного транзистора KT117, 2T117 (А–Г), использование дополнительного усилителя на биполярных транзисторах позволяет по лучить большую громкость и полностью устранить негативное влияние параметров нагрузки на частоту генерации и форму импульсов генератора.

Конденсаторы C2, C4 – блокировочные по цепи питания. В зависимости от конеч ного конструктивного исполнения в каче стве выключателя SA1 можно применить геркон, механическое или электронное реле.

Постоянные резисторы можно использовать малогабаритные любого типа, в том числе импортные. Подстроечные резисторы типов СП3538 (а, б), РП1563м. Вместо них удобно применить малогабаритные движковые резисторы от неисправных импортных автомагнитол. Если потребуется повышенная точность уста новки заданных частот, то желательно ис пользовать многооборотные подстроечные резисторы типа СП3536 или аналогичные. Оксидные конденсаторы типов К53 19, К50524, К50535 или их импортные аналоги. Неполярные конденсаторы могут быть любыми керамическими или пленочными, например, КМ55, К7359, К73515, К73524в. В качестве транзисторов VT1, VT2 можно применить любые из серий КТ117, 2Т117. Транзистор VT3 желатель но взять с коэффициентом передачи тока базы не менее 80. Он может быть любым из серий КТ315, КТ312, КТ503, КТ645, КТ6117, SS9014. В качестве VT4 можно применить любые транзисторы из серий КТ602, КТ608, КТ630, КТ815, КТ817, КТ961, а в качестве VT5 – из серий КТ639, КТ644, КТ814, КТ816. Динамическая головка – любого типа с сопротивлением ка тушки 8…50 Ом, например малогабаритные динамические головки 0,1ГД517, 0,25ГДШ52 с сопротивлением обмотки постоянному току 50 Ом или более качественные, но и более крупные 0,5ГД537, YD9355, 3ГДШ58.

Налаживание конструкции более увлекательно, чем ее сборка, и наверняка займет значительно больше времени, чем монтаж радиодеталей. Прежде всего, настройку следует проводить при том же напряжении питания, при котором будет эксплуатироваться игрушка. Кроме того, желательно предварительно выполнить макет устройства, где вместо подстроечных резисторов R1, R4, R6 установить пе ременные СП51, СП3530, СП3533524 или двухосные СП3530а, СП3533530, 62280EX2, а конденсатор C1 заменить батареей из конденсаторов разной емкости, поочередно подключаемых к выводу эмиттера VT1 с помощью многопозици онного галетного или кнопочного переключателя. Рекомендуемые значения емкостей в микрофарадах: 1,0; 2,2; 4,7; 10; 15; 22; 33; 47; 100; 220; 470. При первом включении устройства движки подстроечных резисторов устанавливают согласно схеме рис.1: R1 – в нижнее положение, R4 – в среднее, R6 – в нижнее. При этом из BA1 должен появиться непрерывный звуковой сигнал.

Подбором емкости конденсатора С3 на слух устанавливают частоту второго генератора 350…2000 Гц. Если нет частотомера или осциллографа, то приблизительно: 425…450 Гц – тон длинного гудка в телефонной трубке, 1000 Гц – это звук тестовой настроечной таблицы в телевизоре. Далее, при емкости конденсатора C1 равной 100 мкФ, вращением движка резистора R1 добиваются появления вместо непрерывного сигнала прерывистых гудков. Частота их следования в большей степени зависит от сопротивления резистора R1. При двух крайних положениях движка R4 звуковой сигнал напоминает или чередующиеся гудки с переменой частотой, или непрерывный двухтональный сигнал с относительно плавной сменой частоты.

От введенного сопротивления подстроечного резистора R12 зависит громкость звукового сигнала. Если применить конденсатор C1 емкостью 4,7 мкФ, то устройство будет издавать звуки стрельбы, частота выстрелов зависит от сопротивления R1, “калибр” орудия – от сопротивления R6, тембр – от сопротивления R4. Перебирая сопротивления этих резисторов, можно получить звуки от выстрелов мелкокалиберного автомата до автоматической пушки. Если применить конден сатор C1 емкостью 15 мкФ, то звук будет похож на звук падающих капель воды. Если применить C1 емкостью 100 мкФ и более, то звучание генератора будет похоже на работу сирены.

Перебирая сопротивления подстроечных резисторов R1, R4, R6 и емкости конденсаторов C1, С3, можно получить практически любые несложные звуки шумового и тонального характера. Следует отметить, что частота первого генератора должна быть не менее чем в четыре раза ниже частоты второго генератора. Если собранное устройство встраивается в самоходную модель танка, вездехода, паро воза и т.п., то его необходимо питать от от дельной батареи гальванических элементов, так как характер звучания сильно зависит от напряжения питания. Вообще, лучше использовать две батареи типа “Крона” со стабилизатором на выходное напряжение 12 В, выполненном, например, по схеме [1]. Еще лучший вариант, но достаточно дорогой для “безделушек” – использование батареи дисковых аккумуляторов на 15…18 В либо двух аккумуляторных батарей “Ника” или 7Д50,125Д.

Рис.2. Схема генератора звуковых эффектов с использованием микросхемы К174УН4(К174УН8)

Опытным радиолюбителям рекомендую после освоения этой конструкции самостоятельно построить аналогичные устройства, имеющие несколько генераторов, работающих на разных частотах и связанных перекрестными связями через резистивные и диодные сумматоры. Значительно улучшить качество звучания, сделав его более реалистичным, можно, применив вместо усилителя мощности на транзисторах VT3–VT5 двухтактный усилитель низкой частоты на интегральной микросхеме (рис.2). Узел на DA1 с указанным типом микросхемы без установки ее на теплоотвод обеспечивает выходную мощность до 0,25 Вт, напряжение питания не должно превышать 10 В.

Вместо ИМС К174УН4(А, Б) можно использовать аналогичную, но более мощную микросхему К174УН8, напряжение питания которой может достигать 13 В. Схемы включения этих микросхем одинаковы. При выходной мощности более 0,25 Вт любую из этих микросхем необхо димо установить на теплоотвод. Выбор данного типа ИМС обусловлен крайне низкой их стоимостью по сравнению с более современными усилителями мощно сти низкой частоты [2]. Пример использования аналогичного усилителя сигнала звуковой частоты можно найти в [3].

Литература

1. Бутов А.Л. Микромощный стабилизатор напряжения//Схемотехника. – 2002. – №7. – С.12.

2. Турута Е.Ф. Усилители мощности низкой частоты – интегральные микросхемы. – М.: ДМК, 2000.

3. Бутов А.Л. Усилитель мощности для пьезоэлектрического излучателя//Конструктор. – 2002. – №9. – С.17.

А.Л. Бутов, Ярославская обл.
Радіоаматор 2005 №06

Дата публикации: 2008-03-13
Прочтено: 19155
Версия для печати: