Предисловие к русскому изданию

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

1. 
   ЗВУКОВЫЕ СИГНАЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
   

Однако сигнал у большинства таких устройств явля­ется непродолжительным, поэтому часто не привлекает достаточно внимания, а иногда остается и вовсе не услы­шанным. У новых образцов сигнальных устройств с ртут­ными контактами за нажатием кнопки следует двойное звучание. Отдельные типы звонков снабжены электро­лампами, подающими одновременно со звуковым и све­товой сигнал, что особенно удобно для шумных помеще­ний.

Электроника позволяет заменить традиционные элек­трические звонки устройствами, выполненными на тран­зисторах и интегральных микросхемах, и получить в ре­зультате приятные и мелодичные сигналы, например в виде фрагментов музыкальных мелодий.
1.1.1. ЭЛЕКТРОННЫЕ ДВЕРНЫЕ ЗВОНКИ
Простейшие транзисторные зуммеры. На рис. 1,а приведена схема транзисторного генератора, применяе­мого вместо электрического дверного звонка. Сечение сердечника автотрансформатора 14X14 мм; количество витков в обмотках: п₁ = 35; n₂ = 60; n₃ = 20; диаметр про­волоки 0,42 мм. Требуемое значение частоты звука мо­жет быть установлено изменением емкости конденсато­ра С. Потребляемый генератором ток при напряжении 4,5 В составляет 160 — 200 мА.



Рис. 1. Схемы дверного звонка с транзисторным генератором (а) и генератором на однопереходном транзисторе (б)
Отрегулированные на различную частоту транзистор­ные зуммеры подают существенно отличающиеся по звучанию сигналы, что особенно удобно при установке таких устройств в помещениях с общим входом,

На рис. 1, б изображена схема электронного дверного звонка с однопереходным транзистором, которая обеспе­чивает подачу сигналов различного звучания при нажа­тии кнопки на передней G1 и задней G2 дверях (напри­мер, в кухне и прихожей). Силу звука можно повысить, изменив номиналы резисторов или увеличив напряжение питания (до 24 В).

На схеме, изображенной на рис. 2, б, при нажатии на кнопку G на мультивибратор, состоящий из транзисторов 77 и Т2, подается напряжение питания 9 В. Динамик, подключенный к коллектору транзистора ТЗ, воспроизводит звук соответствующей частоты. Частота звука мо­жет быть изменена соответствующей регулировкой по­тенциометра Р.

На рис. 2, в показан электронный дверной звонок, действующий при различных значениях напряжения.



Рис. 2. Электронные дверные звонки с самовозбуждающимся мульти­вибратором:

а — схема передачи прямоугольных сигналов из коллектора транзистора Т2; б — схема передачи прямоугольных сигналов из эмиттера транзистора Т2; в — электронный дверной звонок, действующий при различных значениях напря­жения
Мультивибратор, как и в предыдущих случаях, образуют транзисторы Т1 и Т2. До тех пор, пока напряжение на входных клеммах 1 и 2 не достигнет достаточного для срабатывания транзистора Т1 значения, динамик не включается.

Звонок двойного звучания типа «бим-бом» может быть собран по схеме, приведенной на рис. 3, с использованием мультивибратора. К ее преимуществам можно отнести изменяемость ритма, периода колебаний, а также про­должительности паузы между двумя звуковыми сигна­лами.

На схеме мультивибратор образован транзисторами 77, Т2. Период возникновения прямоугольных импульсов можно регулировать потенциометрами Р1 и Р2. Коэффи­циент их заполнения, а также длительность устанавлива­ют, изменением сопротивления резистора в базовой цепи. С помощью подстроечных потенциометров Р1 и Р2 про­должительность звучания звонка регулируется в диапа­зоне от 3 с до непрерывного сигнала.



Рис. 3. Схема, использующая мультивибратор для получения разного звукового эффекта звонков типа «бим-бом»
Колебания через эмиттерный повторитель, построенный на транзисторе ТЗ, поступают на каскад на транзи­сторе Т4, в результате чего звонок типа «бим-бом» сра­батывает. При нажатии на кнопку транзистор ТЗ откры­вается и открывает транзистор Т4, что приводит к возникновению первого звукового сигнала. Если открывается транзистор Т2, то транзисторы ТЗ и Т4 запира­ются, соответственно разрывается цепь звонка и следует звуковой сигнал другой тональности. В соответствии с ча­стотой колебаний мультивибратора время звучания сиг­нала зависит от продолжительности нажатия на кнопку звонка. Диод D5 защищает транзистор Т4 от индуктив­ных всплесков напряжения.

На рис. 4 показана схема электронного звонка трой­ного звучания с использованием мультивибратора. При нажатии на кнопки G1, G2 и G3 в динамике слышны зву­ки частотой 2, 1 и 0,3 кГц соответственно. Преимущество ее в том, что при соединении кнопок и сигнального уст­ройства требуется всего одна пара проводов.

На рис. 5 показаны схемы электронных звонков со специальными звуковыми эффектами.

Один из таймеров интегральной микросхемы типа 556 (рис. 5, б) работает в качестве самовозбуждающегося мультивибратора. Вывод 5 соединяется с вводом 8 дру­гого таймера (рис. 5, а), работающего по схеме моноста­бильного мультивибратора. Частота импульсов, образо­ванных самовозбуждающимся мультивибратором, опре­деляется параметрами элементов схемы R1 и С1. На выводной клемме 9 образуются соответствующие выход­ные импульсы. Их продолжительность регулируется эле­ментами R3 и СЗ.



Рис. 6. Электронный звонок, имитирующий звук гонга:

а — схема соединений; б — структурная схема
Здесь моностабильный мультивибратор работает в ка­честве делителя частоты, что сопровождается проявле­нием специальных звуковых эффектов. Сила звука в ма­лой степени может быть изменена с помощью потенцио­метра R4. Для достижения поставленной цели должны быть изменены параметры элементов схемы R1 и СЗ.

Очень интересный звуковой эффект может быть полу­чен при нажатии кнопки G и установке вместо резисто­ров R1 и R3 фоторезистора (например, типа LDR03). Звуковой сигнал в этом случае может изменяться в зависимости от степени освещенности фоторезистора кар­манным фонарем. Варьированием характеристики R1 модулируется частота самовозбуждающегося мультивиб­ратора, а изменением характеристики резистора R3 до­стигается звучание в виде тремоло.

Когда транзистор Т2 закрыт, конденсатор СЗ заряжа­ется через коллекторное сопротивление резистора R4 и диод D. Постоянная времени зарядки является функ­цией произведения R4-C3. При переходе мультивибрато­ра в новое состояние транзистор Т2 открывается и его коллекторное напряжение уменьшается. Одновременно конденсатор СЗ начинает разряжаться через коллектор­ную цепь транзистора ТЗ. Диод D препятствует разрядке конденсатора СЗ через транзистор Т2. Таким путем мо­жет быть увеличено значение постоянной времени раз­рядки конденсатора.

Экспоненциально нарастающее, а затем спадающее напряжение модулирует по амплитуде сигнал в каскаде усиления. Изменением емкости конденсатора С1 мультивибра­тора можно регулировать время нарастания, а конденса­тора С2 — время спада сигналов. Тем самым обеспечива­ется получение сигнала гонга требуемого звучания. Изменением частоты мультивибратора достигается раз­личная высота звука. Например, более низкий и продол­жительный он получается при 300 — 400 Гц. В случае же использования больших (1000 — 2000Гц) частот звучание более резкое и менее продолжительное.

На рис. 7 показана еще одна схема, позволяющая по­лучить звук, подражающий гонгу. Ее построение сходно с изображенным на предыдущем рисунке. На вход моду­ляторного каскада на транзисторе ТЗ подается прямо­угольный сигнал мультивибратора, а к его выходу подсое­диняется соответствующий усилитель. Состоящий из тран­зисторов Т1 и Т2 задающий мультивибратор в данном случае работает на частоте 1 Гц. Изменяя емкости С1 и C2_t получаем возможность регулировать в широких пре­делах частоту и коэффициент заполнения прямоугольного сигнала. Звучание гонга в каждом новом случае может быть различным. Меняя номинал конденсатора С1, регу­лируют время спада, а конденсатора С2 — время нара­стания сигнала. Высота же звука зависит от частоты мультивибратора. Формы выходных сигналов при раз­личных значениях емкостей приведены на рис. 7, б.