В. КРИВОПАЛОВ, Радио №1/1970, ст.50
Обычный квартирный звонок можно сделать электронным и питать его от низковольтных источников тока, например от гальванической батареи. В этом случае и звук, издаваемый звонком, можно сделать мелодичным и приятным.
Схема простого электронного звонка изображена на рис. 1. Трансформатор Тр1 и кнопка Кн1 взяты от обычного звонка. Добавляется только транзистор средней или большой мощности Т1 типа П216, один резистор R1 типа МЛТ или ВС и конденсатор С1 типа МБГО или МБ.
По схеме это обычный блокинг-генератор, который начинает работать сразу же после подключения питания. Налаживание такого генератора сводится к тому, что при отсутствии генерации следует поменять местами выводы вторичной обмотки трансформатора и подобрать величины R1 и С1, добиваясь желаемой частоты ударов молоточка о чашку звонка.
Но звонок в отличие от обычного станет экономичным и безопасным. Двух батарей КБС-Л-0,50 хватит на длительное время, так как расход тока происходит только при нажатой кнопке.
Используя некоторый опыт, накопленный при изготовлении простого электронного звонка, можно собрать более сложный звонок. В основе такого сигнализатора должен быть генератор звуковой частоты, а преобразователем его колебаний в звук может служить малогабаритный громкоговоритель или головной телефон. На рис. 2 приведена блок-схема электронного звонка-сигнализатора. При нажатии на кнопку включается питание на звуковой генератор, и громкоговоритель излучает звук с частотой, на которой работает генератор. Очевидно, что экономичным сделать такой сигнализатор можно, собрав генератор на транзисторах. Кроме этого, транзисторный генератор начинает работать сразу же, как только на него подадут питание. Недостатком звукового сигнализатора является то, что он издает звук одного тона, который зависит от номиналов деталей, входящих в звуковой генератор.
Полная принципиальная схема звукового сигнализатора приведена на рис. 3. Задающим генератором звуковой частоты служит мультивибратор, собранный на транзисторах Т1 и Т2. Частота генерируемых колебаний, а следовательно, и высота звука, издаваемого сигнализатором, определяется постоянной времени базовых цепей транзисторов генератора (R3C1 и R2C2). Изменяя параметры этих деталей, можно менять частоту в пределах от 400 до 5000 гц.
Напряжение, развиваемое мультивибратором, недостаточно для обеспечения необходимой громкости звучания громкоговорителя, поэтому в нашем сигнализаторе помимо генератора есть усилитель, выполненный на транзисторах Т3 — Т5. Первый усилительный каскад собран на транзисторе Т3 по схеме с общим эмиттером. Нагрузкой каскада служит резистор R7, с которого усиленное напряжение поступает непосредственно на базу Т4 следующего каскада усиления. Резистор R5 — переменный, с его помощью можно менять смещение на базе транзистора Т3. Два последующих каскада усилителя связаны с первым и между собой гальванически, поэтому, меняя режим работы транзистора Т3, мы автоматически задаем режимы работы каскадов, собранных на транзисторах Т4 и Т5. Резистор R8 и конденсатор С4 образуют развязывающий фильтр, предотвращающий нежелательные связи между первым и вторым каскадом усилителя, а также возникновение положительной обратной связи через источник питания.
Второй и третий каскады усилителя представляют собой составной эмиттерный повторитель. Такая схема включения транзисторов обеспечивает необходимое усиление по току, и, что самое главное, позволяет хорошо согласовать входное сопротивление нагрузки с выходным сопротивлением усилителя. В предлагаемом усилителе в качестве выходной нагрузки можно использовать громкоговорители 0,1ГД-6, 1ГД-18 и другие, с сопротивлением звуковой катушки по постоянному току от 6 до 20 ом.
Монтажная плата звукового сигнализатора изображена на фото (рис. 4). Материал платы — текстолит или гетинакс толщиной 1,5—2 мм. Расположить детали на плате можно иначе, здесь приведен один из возможных вариантов монтажа. Монтажную плату помещают в металлический или пластмассовый корпус, изготовленный по размерам платы с учетом размеров применяемых источников питания. Питать сигнализатор можно от батареи типа «Крона» или аккумулятора 7Д-0,1.
Налаживание сигнализатора сводится к подбору желаемой тональности звука изменением параметров деталей мультивибратора (R3, С1, R2, С2), а также выбору наилучшего режима работы усилителя с помощью переменного резистора R5. Статический коэффициент усиления транзисторов Т1 и Т2 должен быть не менее 30, а транзисторов, входящих в усилитель, — не менее 20.
Описанный сигнализатор прост по устройству и налаживанию и может быть рекомендован для изготовления даже малоопытными радиолюбителями. Однако однотонный звук, издаваемый сигнализатором, не всегда удовлетворит взыскательного потребителя, поэтому предлагается еще несколько вариантов электронных сигнализаторов, обеспечивающих двухтональный сигнал или сигнал сирены.
Принципиальная схема электронной сирены изображена на рис. 5. В этом устройстве используются два генератора (мультивибратора), модуляторный каскад и усилитель низкой частоты. Первый генератор собран на транзисторах Т1 и Т2. Это генератор «медленных» импульсов, частота следования которых, при указанных на схеме номиналах деталей, составляет 1 импульс в 2,5—3 сек. Первый генератор служит для управления вторым генератором, который генерирует импульсы с частотой переменной, образующей звук сирены. Этот генератор собран на транзисторах Т4 и Т5. К базе транзистора Т4 подключен эмиттер транзистора Т3 управляющего (модуляторного) каскада. При работе первого генератора «медленные» импульсы (один в 2,5—3 сек) периодически заряжают конденсатор С3 через резистор R6. По мере заряда этого конденсатора изменяется напряжение на базе регулирующего транзистора Т3, а вместе с этим меняется его внутреннее сопротивление и падение напряжения на этом транзисторе. Через регулирующий транзистор и резистор R8 смещение поступает на базу транзистора Т4, входящего в состав второго генератора. Меняется сопротивление транзистора Т3, а следовательно, и смещение на базе Т4, что влечет за собой изменение частоты и длительности импульсов, генерируемых вторым генератором. Периодически, с частотой импульсов первого генератора, повторяющийся заряд и разряд конденсатора С3 вызывает плавное изменение частоты второго генератора, причем при заряде конденсатора частота второго генератора возрастает, при разряде — становится меньше. На слух это воспринимается как звук сирены.
Напряжения и токи, получаемые со второго генератора, недостаточны для того, чтобы получить громкий звук, поэтому потребовался усилитель на двух транзисторах Т6 и Т7. Нагрузкой «сирены» служит громкоговоритель с сопротивлением звуковой катушки 6—20 ом. Схема оконечного каскада усилителя не отличается от предыдущего сигнализатора. Сигнализатор «сирена» (внешний вид на рис. 6) монтируется на плате из листового изоляционного материала (гетинакс, текстолит) толщиной 1—1,5 мм. Размеры платы 130 х 45 мм. Если использовать малогабаритные детали, то размеры платы можно уменьшить.
Налаживание сирены производится в следующем порядке: отсоединяют резистор R6 от коллектора транзистора T2 и подбором резистора R3 и изменением емкости конденсаторов C1 и C2 добиваются того, чтобы первый мультивибратор генерировал импульсы с частотой 0,4 гц (один импульс за 2,5 сек). Частоту импульсов можно прослушать в головных высокоомных телефонах, подключенных параллельно резистору R5.
После этого налаживают генератор основного тона (транзисторы T4 и T5). Для этого отсоединяют провод от эмиттера T3, присоединяют его к общему минусу питания и включают генератор с усилителем. При исправном генераторе в громкоговорителе должен быть слышен громкий и чистый тон частотой около 1000 гц. При хороших деталях и правильном монтаже генератор работает без дополнительной настройки. Затем восстанавливают все соединения в соответствии с принципиальной схемой и, подбирая параметры деталей, отмеченных на схеме звездочкой, добиваются желаемого ритма звучания сирены.
В последнее время в продаже появился миниатюрный блок 1ММ6.0, состоящий из 4 транзисторов.* На двух таких блоках можно собрать сигнализатор-сирену, схема которой изображена на рис. 7. Отличие по схеме от предыдущего сигнализатора состоит в отсутствии модулирующего транзистора и в ином построении оконечного усилителя. В этом сигнализаторе пилообразное напряжение заряда и разряда конденсатора C3 подается через резистор R7 непосредственно на базу одного из транзисторов генератора основного тона. Резистор R8, через который поступает дополнительное смещение на базу T3, необходим для более плавного нарастания и уменьшения звука сирены. Без этого резистора звук сирены получается прерывистым, потому что срываются колебания основного генератора при окончании разряда конденсатора C3.
Оба генератора собраны на одном блоке 1ММ6.0. Второй блок использован в усилителе НЧ. Первый каскад усилителя (транзистор Т5) — эмиттерный повторитель. Имея относительно высокое входное сопротивление, он не шунтирует выходные цепи генераторов, создавая тем самым условия для стабильной работы источника сигнала.
Переменный резистор R12 служит для регулировки громкости. Следующий каскад, собранный на транзисторе Т6, является фазоинвертором. С него снимают противофазные напряжения сигнала, необходимые для нормальной работы выходного двухтактного каскада на транзисторах Т7 и Т8.
Блоки 1ММ 6.0 состоят из миниатюрных транзисторов, которые не дают необходимую выходную мощность. В отличие от предыдущей сирены, выходной усилитель которой обеспечивал мощность около 1 вт, этот усилитель развивает мощность менее 0,1 вт.
Налаживание сигнализатора, собранного на блоках 1ММ 6.0, не отличается от налаживания сирены, выполненной на обычных транзисторах. Следует только учитывать, что для нормальной работы оконечного каскада усилителя необходимо, чтобы на коллекторе транзистора T8 была половина напряжения питания.
Распайка блоков 1ММ 6.0 на монтажной плате показана на рис. 8, а фото внешнего вида монтажной платы — на рис. 9.
Описанные сирены можно упростить за счет установки в усилителях низкой частоты одного мощного транзистора.
Схема двухтонального генератора показана на рис. 10. Транзисторы Т1 и Т2 работают в мультивибраторе, генерирующем «медленные» импульсы с частотой один импульс в 1—3 сек. Транзисторы Т3, Т4 и Т5 входят в состав двух мультивибраторов. Первый из них собран на транзисторах Т3 и Т4, второй — на транзисторах Т4 и Т5. Первый мультивибратор генерирует частоту порядка 200 гц, второй — 1000 гц. Мультивибраторы включаются поочередно управляющим генератором. Происходит это следующим образом. Когда открыт транзистор Т1, транзистор Т2 закрыт. Сопротивление открытого транзистора мало и следовательно база транзистора Т5 через резистор R9 и открытый транзистор соединена с общим плюсовым проводом. Это приводит к тому, что Т5 будет закрыт и работает мультивибратор на транзисторах Т3, Т4, генерирующий частоту 200 гц. Через 1—3 сек. транзистор Т1 закрывается, а Т2 открывается. При этом база транзистора Т3 через резистор R5 соединяется с общим плюсовым проводом и Т3 закрывается, выключаясь из работы. Возросшее сопротивление транзистора Т1 совместно с резистором R1 образует делитель, с которого на базу Т5 подается смещение, открывающее его. В работу включается транзистор Т5 и, следовательно, мультивибратор, обеспечивающий генерацию напряжения частотой 1000 гц. Через 1—3 сек процесс переключения генераторов повторяется.
Изменение частоты переключения генераторов производится подбором емкостей конденсаторов С3—С6.
Напряжение на выходе такого генератора не велико и поэтому для повышения громкости звучания нужен усилитель низкой частоты. Для этой цели подходит любой из усилителей, использованных в описанных выше сигнализаторах.
