ГЕНЕРАТОР «КУРИЦА»

May 29, 2010 by admin Комментировать »

И. Глузман

Генератор, имитирующий кудахтанье курицы, постро­ен по блок-схеме, приведенной на рис. 1. Он может найти применение в различных аттракционах, устройствах сиг­нализации, игровых автоматах, часах-будильниках, иг­рушках и т. д.

clip_image002

Рис. 1. Структурная схе­ма генератора

Источником звука является управляемый генератор синусоидальных колебаний ГНЧ. Генератор работает на частотах в диапазоне 2 — 2,5 кГц. Прерывистость звуков «Куд-куд-куд» достигается путем периодического отклю­чения ГНЧ мультивибратором МВ2 с частотой 4 — Б Гц. При этом другой мультивибратор МВ1 дает разрешение на работу мультивибратора МВ2. Так как звуки «Куд-куд-куд» должны быть по частоте значительно ниже по­следующего звука «Да-а», то одновременно МВ1 произ-

водит коммутацию соответствующих элементов ГНЧ, обеспечивающих требуемую частоту. По истечении 2 — 2,5 с, когда звуки «Куд-куд-куд» должны заканчиваться, происходит переключение МВ1. На МВ2 от МВ1 посту­пает сигнал запрета его работы, ГНЧ переходит в режим непрерывной генерации, а его частота под действием МВ1 увеличивается. Возникает звук «Да-а».

Для большего сходства с криком курицы необходимо, чтобы после окончания звука «Да» следующий цикл, на­чинающийся опять со звуков «Куд-куд-куд», наступал после некоторой паузы (0,5 — 0,6 с). С этой целью в ус­тройство вводится узел паузы УП. Во время звучания «Куд-куд» УП заперт сигналом от МВ1 и никакого вли­яния на работу ГНЧ не оказывает. Когда же звучит «Да», на выходе 2 МВ1 появляется напряжение.

clip_image004

Рас. 2. Эпюры напряжений в различных точках генера­тора

На выходе УП вначале имеется напряжение, которое не препятствует работе УНЧ. Но по истечении 0,3 — 0,4 с в результате процессов, происходящих в УП, это напря­жение скачком падает почти до нуля, ГНЧ запирается и прекращает работу еще до переключения МВ1. Возни­кает пауза. По окончании ее МВ1 переключается, УП возвращается в исходное состояние, звучат звуки «Куд-куд-куд» и далее цикл повторяется.

Временные диаграммы работы устройства представ­лены на рис. 2.

Для получения достаточно громкого крика курицы сигнал напряжения низкой частоты с выхода ГНЧ по­ступает на усилитель низкой частоты УНЧ, где усили­вается по напряжению и мощности.

Принципиальная схема генератора звуков «Куд-куд-куд-да» показана на рис. 3. Мультивибраторы МВ1 и МВ2 выполнены на транзисторах по аналогичным схе­мам и отличаются между собой номиналами элементов RС-цепей (для получения требуемых частот переключе­ния). Чтобы устранить влияние управляемых цепей на работу мультивибратора МВ1, оба его выхода (коллек­торы транзисторов V2 и V3) подключены к эмиттерным повторителям на транзисторах VI и V4.

С выхода эмиттерного повторителя VI (выход 1) сигнал поступает через резистор R8 на базу транзистора V5 и управляет работой мультивибратора МВ2, который через резистор R12 связан с узлом паузы УП и с ГНЧ. УП выполнен на базе аналога однопереходного транзистора, состоящего из двух кремниевых транзисторов V7 и V8 противоположной проводимости.

ГНЧ построен по автотрансформаторной схеме на транзисторе VII. Частота генерации определяется пара­метрами LC-контура, а также сопротивлением резисто­ров R15 и R17.

Режим транзистора VII по постоянному току задает­ся резистором R14. Положительная обратная связь, не­обходимая для возбуждения колебаний, снимается с об­мотки II трансформатора T1 и через конденсатор С6 поступает в цепь базы. Конденсаторы С7 и С8 находятся в LC-контуре.

clip_image006

Рис. 3. Принципиальная схема генератора

УНЧ выполнен по бестрансформаторной двухтактной схеме на пяти транзисторах. Поскольку к УНЧ- не предъ­является высоких требований по уровню нелинейных искажений, схема усилителя упрощена. При достаточно больших чувствительности и входном сопротивлении (~ 30 кОм) усилитель обеспечизает получение на на­грузке 6 Ом мощности до 0,4 — 0,5 Вт при силе тока по­коя 20 — 25 мА.

Цепь R18C11C10 образует фильтр нижних частот, необходимый для улучшения натуральности звучания сигнала.

Работает устройство следующим образом. При под­ключении его к источнику питания начинает работать мультивибратор МВ1. 0н генерирует прямоугольные импульсы напряжения с амплитудой 6,3 В и с периодом 3,5 с. Длительность положительного импульса на выходе 1 составляет 2,5 с, что равно продолжительности звука «Куд-куд-куд» (см. рис. 2). Напряжение с резистора R1 поступает на базу транзистора V5 мультивибратора МВ2 и запускает последний. На коллекторе V5 появляются прямоугольные импульсы напряжения с амплитудой 5 В, следующие с частотой 4 Гц. Положительное напряжение с коллектора транзистора V5 через резисторы R12, R13 поступает на катод диода V10 и закрывает его. Транзи­стор VII в это время не заперт, и ГНЧ генерирует сину­соидальный сигнал. В интервалах времени между импульсами, генерируемыми МВ2, напряжение на коллек­торе транзистора V5 близко к нулю, поэтому и потенци­ал на катоде диода V10 ниже, чем на его- аноде. Диод открывается, потенциал на базе транзистора VII стано­вится близким к потенциалу на эмиттере. Транзистор VII закрывается, и генератор НЧ перестает работать. Затем он снова включается. Включение и отключение ГНЧ происходит с частотой, генерируемой МВ2.

С выхода ГНЧ напряжение звуковой частоты посту­пает на УНЧ, и в громкоговорителе В1 звучит преры­вистый сигнал, напоминающий звук «Куд-куд-куд» крика курицы.

Одновременно с началом генерации мультивибратора МВ2 положительное напряжение с резистора R1 посту­пает через резистор R15 на диод V13. Диод открывается и подключает нижний (по схеме) конец конденсатора С8 к общей шине. Таким образом, в интервале времени Т1 (см. рис. 2) в LC-контуре ГНЧ конденсаторы С7 и С8 включены параллельно, поэтому генератор работает на более низкой частоте (2 кГц).

С наступлением интервала Т2 (см. рис. 2) на выходе 1 МВ1 напряжение резко падает до нуля, при этом МВ2 прекращает свою работу, а на коллекторе транзистора V5 появляется постоянное напряжение 4,8 В. Диод V10 запирается под действием этого напряжения, ГНЧ рабо­тает непрерывно и на выходе УНЧ звучит продолжи­тельный сигнал. Одновременно с понижением напряже­ния на резисторе R1 диод V13 запирается, и в LC-конту-ре ГНЧ остается включенным лишь один конденсатор С7. Поэтому частота ГНЧ с наступлением интервала T2 повышается до 2,4 — 2,5 кГц. В громкоговорителе в это время слышен звук, напоминающий звук «Да-а». Звук прекращается до окончания интервала Т2 (см. рис. 2), после чего наступает пауза, заканчивающаяся к концу интервала Т2.

Как следует из рис. 1, выход 2 МВ1 подключен ко входу устройства паузы. В интервале Т1 напряжение на резисторе R6 (R11) равно нулю, поэтому транзисторы V7, V8 закрыты. Диод V9 открыт и потенциал в точке С(Д) определяется напряжением на коллекторе транзи­стора V5 и отношением сопротивлений делителя R12 R13 (1,6 В).-Этого напряжения достаточно для запирания диода V10. С наступлением интервала Т2 в точке С(Д) появляется неменяющееся напряжение, равное опорному напряжению аналога ОПТ. На резисторе R11 напряже­ние в интервале Г2 равно потенциалу на выходе 2 МВ1 (7,0 В). Под действием этого напряжения начинается заряд конденсатора С5. По истечении времени 4ар на­пряжение на конденсаторе С5 превысит на 0,5 — 0,6 В напряжение в точке Д (см. рис. 2). При этом возникает регенеративный процесс, и транзисторы V7, V8 откры­ваются, входя в режим насыщения. Так как сопротивле­ние перехода эмиттер-коллектор насыщенного транзисто­ра V8 во много раз меньше сопротивления резистора R13, то напряжение в точке С относительно «земли» резко падает почти до нуля (диод V9 в это время остает­ся открытым). Конденсатор С5 быстро разряжается че­рез переходы транзисторов V7, V8. Низкий потенциал в точке С приводит к отпиранию диода V10 и прекраще­нию работы ГНЧ.

clip_image008

Рис. 4. Печатная плата генератора: а — расположение элементов на плате;

clip_image010

б — конфигурация печатного монтажа

С наступлением очередного интервала Т1 на рези­сторе R11 напряжение вновь падает до нуля. При этом транзисторы УП приходят в исходное, закрытое состоя­ние.

Детали. Указанные на схеме транзисторы МП38А можно заменить на МП37А; КТ315А — на КТ315 или К.Т312 с любым буквенным индексом, МП40А — на МП41А, МП42А.

Вместо диодов Д7Б можно использовать Д7 с любым индексом. В качестве транзисторов VI, V4 можно при­менить МП37А, МП38А, транзистор V7 может быть за­менен транзисторами МП114, МП115, а транзистор V8 — транзисторами МШ11 — МП113.

Все постоянные резисторы — МЛТ-0,125, кроме R25. Резистор R25 — МЛТ-0,5.

Электролитические конденсаторы К-50-6. Конденса­торы С6 — С8, С10, СП — КМ-6.

Трансформатором 77 может служить любой выходной трансформатор от карманного радиоприемника. При этом первичную и вторичную обмотки следует соединить последовательно синфазно.

Динамическая головка В1 — любая, мощностью до 2 Вт и сопротивлением звуковой катушки постоянному току 6 — 10 Ом. Питается устройство от двух батарей 3336 Л (4,5 В), соединенных последовательно. Устройство может питаться и от сети, однако при этом следует ис­пользовать выпрямитель с достаточно сглаженным вы­ходным напряжением 8,5 — 9 В. Хорошо применить в этом случае несложный компенсационный стабилизатор на­пряжения постоянного тока с такими характеристиками: выходное напряжение 8,5 — 9 В, сила тока в нагрузке до 150 мА, коэффициент стабилизации 30 — 60.

Все элементы описываемого генератора, за исключе­нием динамической головки и источника питания, раз­мещены на печатной плате размером 125 X 60 мм (рис. 4).

Наладка. Длительность интервалов Т1, Т2 в ра­боте МВ1 устанавливается подбором резистора R3. Дли­тельность отдельного звука «Куд» можно подрегулиро­вать резистором R9.

Частота и тембр звучания генератора при неизмен­ных величинах емкостей конденсаторов С7, С8 устанавливаются регулировкой резистора R17 по наибольшей натуральности звучания.

Величина паузы по окончании звука «Да-а» регули­руется подбором резистора R11, сопротивление которого должно быть в пределах 4,7 — 15 кОм.

Желаемое соотношение громкостей звуков «Куд-куд-куд» и «Да-а» можно получить подбором емкости кон­денсатора С11.

В случае применения динамической головки мощно­стью менее 0,5 Вт для ограничения выходной мощности УНЧ необходимо подобрать (в сторону увеличения со­противления) резистор R23. При этом уровень выходной мощности контролируется по напряжению на звуковой катушке В1 (при звуке «Да-а»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты