Верхало Ю.Н
«Твой друг электроника»
Массовая радиобиблиотека. Вып. 717
От автора
Роль радиоэлектроники для научных исследований в области техники и производства совершенно исключительна. Современная радиоэлектроника — это не только связь без проводов на громадные расстояния, но основа автоматизации производственных процессов и научного эксперимента, это быстродействующие вычислительные машины и управляющие приборы, радиогеология и радиометеорология, электроспектроскопия и управление ядерными процессами. Наконец, радиоэлектроника — это одно из важнейших средств, обеспечивающих успешное завоевание человеком космического пространства и оборону нашей страны. Недавно возникла и успешно развивается медицинская и спортивная электроника (в области которой и работает автор).
Проблема постоянного и всемерного развития радиоэлектроники, как и всего производства в нашей стране, также связана с развитием творчества изобретателей и рационализаторов. Поэтому с первых лет советской власти Партия и Правительство взяли на себя повседневную заботу об изобретателях и рационализаторском движении в целом.
В довоенные годы изобретатели-радиолюбители трудились над созданием конструкций приемников, усилителей, электронно-механических телевизоров, которые позже выпускались нашей промышленностью. Большинство радиолюбителей начинают свое творчество с этих конструкций и в наши дни. Но сейчас главная задача радиолюбителей— конструирование приборов для народного хозяйства.
Несложной «переходной» конструкцией от простых радиоприемников и усилителей для начинающих радиолюбителей к приборам для народного хозяйства может послужить звуковой генератор.
Одновременно нельзя не отметить, что даже многим опытным радиолюбителям звуковой генератор известен только как формирующий электрические импульсы элемент радиопередающих, измерительных и управляющих приборов.
На примере ряда технически несложных конструкций автор старался показать, как, творчески используя известные принципы, можно, порой неожиданно, раскрыть многогранные возможности применения звуковых генераторов для самых различных целей.
Поэтому время от времени необходимо возвращаться к этой обширной теме и зрелым радиолюбителям, и конструкторам-исследователям. Ведь звуковой генератор, несмотря на кажущуюся на первый взгляд простоту, может стать основой очень многих приборов, необходимых в народном хозяйстве и науке.
Подтверждение важности этой темы — многие конструкции, экспонировавшиеся на Всесоюзных радиовыставках, а также авторские свидетельства рационализаторские удостоверения, выданные на ряд приборов, описания которых приводятся в нашей книге (часть из них отмечена наградами Всесоюзных радиовыставок и ВДНА).
Автор выражает благодарность Ю. М. Отряшенкову за помощь в подборе ряда схем, работа которых основана на применении мультивибратора.
Отзывы и пожелания следует направлять по адресу: г. Ленинград, Д-41, Марсово поле, д. 1, Ленинградское отделение издательства «Энергия».
Автор
ЗВУКОВОЙ ГЕНЕРАТОР НА ТРАНЗИСТОРАХ
Звуковой генератор сравнительно простой, но вместе с тем интересный прибор. С помощью звукового генератора можно собрать много нужных и оригинальных приборов. Каких? Например, автолюбитель или турист соберет фонарь-мигалку, начинающий радист — прибор для обучения радиотелеграфной азбуке, затейник сможет подготовить карнавальный костюм космонавта, а молодые родители смогут получить электронную няньку. Правда, интересно?
Однако это не все. Оказывается, звуковой генератор может помочь и спортсменам, и врачам, и ученым. Но об этом подробно рассказано дальше. А теперь познакомимся с устройством самого прибора.
Звуковые генераторы строятся по различным схемам. Но наиболее прост по своему устройству, не требует дефицитных деталей, безотказен и экономичен в работе генератор, собранный по схеме мультивибратора.
Мультивибратор
Схема мультивибратора содержит два усилительных каскада на резисторах с положительной обратной связью (см. рис. 1, а). Через конденсаторы С1 и С2 выход каждого каскада соединен со входом другого. В результате такой связи обеспечиваются условия самовозбуждения и возникают незатухающие электрические колебания — усилитель становится генератором. Таким образом, схему мультивибратора можно рассматривать как двухкаскадный усилитель со 100 %-ной положительной обратной связью. Причем совершенно безразлично, какой каскад считать первым, а какой вторым. Каскады мультивибратора иначе называют плечами (см. рис. 1, б).
Рис. 1. Основная схема мультивибратора на транзисторах, цепь обратной связи выделена жирной чертой
Если элементы, стоящие в обоих плечах мультивибратора, одинаковы, то мультивибратор называют симметричным. Если. же равенство плеч нарушено, то мультивибратор несимметричный.
Форма и частота колебаний, генерируемых мультивибратором, зависят от емкости конденсаторов связи С1 и С2 и величин сопротивлений резисторов R1 и R3 в цепях без транзисторов. При уменьшении емкости этих конденсаторов или сопротивлений резисторов частота колебаний возрастает, и наоборот, при увеличении их значений частота колебаний уменьшается. Для плавной регулировки частоты генератора последовательно с резисторами R2 и R3 включается регулируемый резистор R5 (рис. 2, а). Если есть необходимость в ступенчатой регулировке частоты, то изменяют емкость конденсаторов, включая вместо С1 и С2 емкости С'1 и С'2.
Формы колебаний изменяются нарушением соотношения величин сопротивлений или емкостей, стоящих в плечах мультивибратора.
Сигнал обычно снимается через переходный конденсатор С3. Если же величина (амплитуда) сигнала недостаточна, то их усиливают одним и более каскадами УНЧ. Схема с одним каскадом усиления, собранным на транзисторе Т3, показана на рис. 2, б.
Рис. 2. Элементы регулирования и усиления сигнала
Регулировка частоты колебаний, генерируемых мильтивибратором (а), и усиление их амплитуд (б)
В отдельных случаях в качестве нагрузки в коллекторную цепь одного из транзисторов включается электромагнитное реле (см. например, рис. 32 на стр. 45) или другой прибор Итак, для сборки звукового генератора по схеме мультивибратора (рис. 3, а) понадобятся два одинаковых транзистора Т1 и Т2 (практически любые). Наиболее удобны триоды типа П13—П16.
Кроме триодов для сборки генератора, понадобятся четыре постоянных резистора R2—R4 и один переменный R5, который включается как реостат и является регулятором тона (частоты колебаний), три конденсатора С1 — С3 постоянной емкости, выключатель Вк (самодельный или типа тумблер). При сборке лучше всего применять малогабаритные детали: постоянные резисторы типа УЛМ, ММЛТ или МЛТ, регулируемые типа СПО, конденсаторы типа КТМ.