Имитатор пения птиц. Имитатор необычных звуков

Устройство, схема которого представлена на рисунке ниже, вырабатывает сложный сигнал звуковой частоты, напоминающий птичье пение. Основой для него послужил несколько необычный несимметричный ждущий мультивибратор, собранный на двух биполярных кремниевых транзисторах разной проводимости. Источник питания GB1 (батарея "Корунд") через разъем X1 постоянно подключен к каскаду на транзисторе VT2, который отделен от первого каскада на транзисторе VT1 нормально разомкнутой кнопкой SB1. Особенность устройства - наличие трех времязадающих цепей, чем, собственно, и обусловлен характер звукового эффекта. У имитатора отсутствует общий выключатель питания, поскольку ток потребления в режиме ожидания не превышает 0,1 мкА, а это значительно меньше тока саморазряда батареи.

Работает устройство так. Стоит только нажать на кнопку SB1, и конденсатор С1 зарядится до напряжения батареи GB1. После отпускания кнопки конденсатор станет питать транзистор VT1. Он откроется, и через его переход "коллектор-эмиттер" потечет ток базы VT2, который также откроется. Тут вступает в действие RC-цепочка положительной обратной связи, составленная из резистора R2 и конденсатора С2, и генератор возбуждается. Поскольку вход генератора относительно высокоомный, а включенный последовательно с конденсатором С2 резистор R2 имеет большое сопротивление, последует импульс тока значительной длительности. Он, в свою очередь, окажется заполненным "паузой" более коротких импульсов, частота которых лежит в пределах звукового диапазона. Возникают эти колебания благодаря наличию параллельного LC-контура, состоящего из индуктивности обмотки капсюля BF1, его собственной емкости и емкости конденсатора С3, включенного по переменному току параллельно обмотке BF1. Из-за нелинейности процесса заряда-разряда конденсаторов С2 и С3 звуковые колебания будут дополнительно модулироваться по частоте и амплитуде. В результате формируется звук, воспроизводимый телефоном BF1 как свист, который непрерывно меняет тембр, а затем обрывается - следует пауза.

После разряда конденсатора С2 начинается новый цикл его заряда - генерация возобновляется. С каждым последующим звуком по мере убывания напряжения на конденсаторе С1 мелодия свиста становится иной, все чаще перемежаясь щелканьем, характерным для птичьего пения, а громкость постепенно снижается. Под конец "трели" слышно несколько тихих, нежных, затухающих свистов. После чего напряжение на базе VT1 станет ниже порога его открывания (около 0,6-0,7 В), оба гальванически связанных транзистора закрываются, и звук прекращается.

Спустя некоторое время конденсатор С1 полностью разрядится (через собственное внутреннее сопротивление, резистор R1, транзистор VT1 и эмиттерный переход VT2), образованная элементами R1, С1, VT1 цепь оказывается подключенной между базой и эмиттером транзистора VT2, еще более его подзапирая и обеспечивая тем самым высокую экономичность устройства в режиме ожидания. Работу имитатора возобновляют, повторно нажав кнопку.

В устройстве можно использовать транзисторы серий КТ201, КТ301, КТ306, КТ312, КТ315, КТ316, КТ342 (VT1); КТ203, КТ208, КТ351, КТ352, КТ361 (VT2) со статическим коэффициентом передачи по току не менее 30. Резистор R1 любой малогабаритный, например МЛТ-0,125, подстроечный резистор - СПО-0,4, СП3-9а. Конденсаторы С2, С3 - МБМ (КЛС, К10-7В), С1-оксидный, например К50-6. Телефон BF1 - капсюль ДЭМШ-1, миниатюрный "наушник" ТМ-2А (в нем удаляют пластмассовую насадку - звуковод) или другой, но обязательно электромагнитный, с сопротивлением обмотки до 200 Ом; кнопка КМ1-1 или МП3.

Налаживание сводится к подбору положения движка подстроечного резистора, при котором воспроизводится нужный звуковой эффект.

Характер "пения" нетрудно изменить, подобрав опытным путем следующие элементы: С1 в пределах 20-100 мкФ (определяет общую продолжительность звучания), С2 в пределах 0,1-1 мкФ (длительность каждого отдельного звука). Кроме того, С2 и R1 (в пределах 470 кОм- 2,2 МОм) определяют длительность пауз между первым и последующими звуками. Тембровая окраска звуков зависит от емкости конденсатора С3 (1000 пФ-0,1 мкФ).

Моделист-Конструктор №8, 1989 г., стр.28

При изготовлении простейших электронных игрушек часто возникает необходимость оснастить их звуковыми автоматами имитирующих звучание сирены, крика птиц, шума природы…. Все эти автоматы содержат один или два тональных генератора управляемые одним или несколькими мультивибраторами и имеют схожую по своей структуре блок - схему:

Изготовление даже самого простого автомата – двух тональной сирены, требует применение четырех транзисторов, а введение световой индикации работы ещё более усложняет устройство. Таким образом, мы имеем дилемму: у тех самых начинающих радиолюбителей (десять - одиннадцать лет), для кого эти устройства предназначены, изготовление и отладка подобных автоматов вызывает значительные трудности, а, следовательно, и потерю времени, денег и, что самое главное - потерю интереса! Более опытные радиолюбители, с высоты своего опыта, относятся скептически к подобным конструкциям, называя их «пищалками» и «мигалками», забывая, что сами когда-то резистор с транзистором путали. Всё это и побудило к созданию такого автомата звуковых эффектов, изготовление которого не вызовет затруднение у самых начинающих и будет информативно для более опытных радиолюбителей. Устройство не должно быть критично к применяемым деталям и, в тоже время, быть максимально простым, оставляя поле деятельности для творчества.

Генератор тона, это преобразователь напряжение - частота, имеет различные схемотехнические решения, но ориентируя устройство для повторения юными начинающими радиолюбителями, оптимальным следует признать, выполнение его на биполярных транзисторах с RC время задающей цепочкой. Анализ существующих схем показал, что наиболее подходящая для озвученных целей является схема на составном транзисторе n-p-n и p-n-p структур.

Излучаемая частота такого генератора зависит, в основном, от параметров цепочки Cx – Rx, а так же от напряжения питания схемы. Таким образом, управляя величиной Rx, а, следовательно, электрическим потенциалом на базе транзистора VT1, можно управлять и частотой звучания. Изменять напряжение на базе транзистора VT1 удобно с помощью мигающих светодиодов, если включить их согласно схеме:

Здесь и далее мигающие светодиоды будут рассматриваться без учета их внутренней структуры (как "чёрный ящик") и рекомендованных режимов работы. Принцип работы этой схемы основан на том, что сопротивление открытого светодиода (он светится) много меньше, чем сопротивление закрытого (он погашен). Разброс электрических параметров мигающих светодиодов, даже одной партии, очень велик, поэтому вспыхивать светодиоды будут в разные периоды времени. Вследствие чего на базе транзистора VT1 возникнут случайные импульсы не определённой амплитуды. Подбирая параметры цепочки Rx, Rx1, Rx2, Rx3 и Cx, а так же светодиоды и их количество, можно легко и оперативно изменять звучание автомата, от двух тональной сирены (задействован один светодиод), до имитации пения соловья (задействованы три светодиода с ответствующими цепями коррекции). Таким образом, рассматриваемый автомат звуковых эффектов способен обеспечивать широкий диапазон звучания и имеет световую индикацию своей работы. При указанных на схеме параметрах частотозадающей цепи R1, R2, R3, R4, C1 автомат имитирует звучание шотландской волынки. Светодиоды VD1 – VD3 любые мигающие, подбираются при настройке. Динамическая головка ВА1 может быть мощностью 0,1 – 0,15 Вт. и иметь сопротивление звуковой катушки 8 Ом.

Список радиоэлементов

Генераторы - имитаторы звуков

Ю. Федоров

Многие радиолюбители увлекаются изготовлением различных электронных игрушек, а также электронных звуковых сигнализаторов, имитирующих голоса птиц и животных. Здесь приводятся описания нескольких схем электронных генераторов, подходящих для этих целей. С помощью электроники можно заставить мяукать плюшевого котенка или петь игрушечного соловья, куковать кукушку на стенных часах, установить гудок-сирену на модель автомобиля.

Генератор «мяу» для игрушечного котенка состоит из двух генераторов на транзисторах, один из которых работает на частоте 0,2-0,5 Гц, второй-700-900 Гц. Генераторы соединены между собой RC цепочкой. Первый, низкочастотный генератор, собран по схеме мультивибратора, второй является RC генератором. Принципиальная схема устройства изображена на рис. 1. После включения питания («Крона ВЦ», две батареи 3336Л) выключателем В первый генератор (транзисторы 77, Т2) начинает вырабатывать прямоугольные импульсы. Эти импульсы попадают на цепочку R5C3, постоянная времени которой во многом определяет характер звучания игрушки. В момент начала первого импульса первого генератора второй генератор не работает, так как транзистор ТЗ закрыт. По мере заряда конденсатора СЗ растет напряжение на базе ТЗ и, начиная с некоторого момента, он открывается и второй генератор начинает работать на частоте, близкой к 800 Гц. Амплитуда колебаний второго генератора растет по мере достижения напряжением на конденсаторе СЗ величины, равной амплитуде прямоугольного импульса, выдаваемого первым генератором. Таким образом, второй генератор будет выдавать изменяющееся по амплитуде синусоидальное напряжение до тех пор, пока напряжение на конденсаторе СЗ будет достаточным для поддержания в открытом состоянии транзистора ТЗ. Частота первого генератора выбрана так, что за время одного импульса конденсатор СЗ успевает полностью разрядиться, и поэтому генератор на транзисторе ТЗ работает в импульсном режиме - он выдает импульсы, заполненные частотой 600-900 Гц, с частотой следования, синхронной частоте первого генератора (0,2-0,5 Гц). Если в коллекторную цепь второго генератора включить громкоговоритель или головные телефоны через усилитель, собранный на транзисторе Т4, то можно будет услышать звуки, напоминающие мяукание кошки.

Генератор «мяу» можно монтировать на плате из любого изоляционного материала. Габариты платы зависят от размеров использованных деталей и величины игрушки, внутри которой она должна быть размещена.

Транзисторы - низкочастотные, со статическим коэффициентом передачи тока не менее 30, транзисторы 77 и Т2 должны иметь возможно близкие Вст и /ко-

Все остальные детали следует выбирать малогабаритными - резисторы УЛМ, конденсаторы МБМ и К-56. Трансформатор Тр1- переходной трансформатор от малогабаритного радиоприемника. Сердечник трансформатора набран из пластин ШЗ-Ш4, толщина набора 4- 6 мм. Первичная обмотка содержит 2 X 400 витков провода ПЭВ-2 0,09, вторичная -100 витков провода ПЭВ 0,2.

Правильно собранный генератор «мяу» начнет работать сразу после включения питания, однако звук по своему характеру может значительно отличаться от желаемого. Изменяя номинал резистора R5, подбирают требуемый звук «мяу», паузу между отдельными звуками устанавливают изменением емкости конденсаторов С1 и С2. Тембр звучания определяется номиналами резисторов R5 и R8. На высоту тона звучания влияет емкость конденсаторов С4 и С5.

Следует заметить, что при подборе желаемой частоты и тона звучания номиналы деталей, указанные на схеме, могут быть изменены очень значительно.

Генератор «сирена» по принципу действия и схеме мало чем отличается от генератора «мяу». Устройство содержит источник медленных (0,2-0,3 Гц) колебаний, смеситель, генератор быстрых (800-1000 Гц) колебаний и усилитель низкой частоты. Первый генератор служит для управления вторым, генерирующим колебания с переменной частотой (звук сирены).

Принципиальная схема электронной сирены изображена на рис. 2. На транзисторах П и 72 по схеме мультивибратора собран генератор медленных импульсов. Управляющим элементом служит транзистор ТЗ вместе с цепочкой R5C3. Такое смесительное устройство обеспечивает плавное нарастание высоты и силы звука, получаемого от второго генератора, что делает его похожим на звучание сирены. Второй генератор собран также по схеме мультивибратора на транзисторах Т4, Т5. Усилитель низкой частоты выполнен на транзисторах Тб, Т7, включенных по схеме составного транзистора.

Составной эмиттерный повторитель в усилителе НЧ обеспечивает необходимое усиление по току и, что самое главное, позволяет обойтись без выходного трансформатора, хорошо согласуя выходное сопротивление оконечного усилителя с сопротивлением нагрузки. В качестве нагрузки в этом усилителе можно использовать любой громкоговоритель, рассчитанный на выходную мощность от 0,2 до 4 Вт и имеющий сопротивление звуковой катушки от 6 до 20 Ом.

При работе первого генератора медленные импульсы периодически заряжают конденсатор СЗ через резистор R5. По мере заряда этого конденсатора изменяется напряжение на базе транзистора ТЗ, а вместе с этим изменяется и его внутреннее сопротивление, а следовательно, и падение напряжения на нем. Напряжение смещения на базу транзистора Т4 поступает через резистор R7 и регулирующий транзистор ТЗ. При изменении сопротивления эмиттерного перехода транзистора ТЗ изменяется напряжение смещения на базе Т4, который входит в состав мультивибратора, генерирующего «быстрые» колебания. Это приводит к изменению частоты и длительности импульсов второго генератора. Периодически, с частотой импульсов первого генератора, повторяющийся заряд и разряд конденсатора СЗ вызывает плавное изменение частоты второго генератора, причем при заряде конденсатора частота возрастает, при разряде - уменьшается. Это и определяет характер звучания, напоминающий звук сирены.

Налаживание сирены начинают с того, что отсоединяют резистор R5 от базы ТЗ и, изменяя сопротивление потенциометра R3 и подбирая емкости конденсаторов С1 и С2, добиваются частоты генерации первого мультивибратора, равной 0,4 Гц. Эту частоту можно проверить, прослушав импульсы на головные телефоны, подключенные параллельно резистору R4.

Для налаживания частоты основного тона сирены отсоединяют проводник от эмиттера ТЗ и подключают его к общему минусовому проводу источника питания. Второй генератор включают вместе с усилителем. В громкоговорителе при этом должен быть слышен громкий чистый звук с частотой около 1000 Гц. Восстановив все соединения в соответствии с принципиальной схемой и подбирая номиналы деталей, отмеченных на схеме звездочкой, добиваются желаемого харакгера звучания сирены.

Генератор «ку-ку» сходен с двумя генераторами, о которых шла речь выше. Принципиальная схема электронной «кукушки» изображена на рис. 3. В основу схемы также положен принцип взаимодействия двух источников электрических колебаний - медленного и быстрого. Первый генератор представляет собой мультивибратор на транзисторах 77 и Т2. Второй генератор выполнен на транзисторе ТЗ по схеме с индуктивной обратной связью. Усилитель низкой частоты собран на транзисторе Т4. Роль управляющего элемента играет цепочка R5-Я7СЗС4Д1-ДЗ.

Транзисторы Т1 и Т2 попеременно открываются и закрываются. Когда открыт транзистор 77, диод Д5 закрыт напряжением, поступающим на него через резистор R13 с транзистора 77. Это напряжение подается хотя и в прямой полярности, но по величине недостаточно для открывания диода Д5, Второй генератор при этом работает, частота сигнала на выходе определяется индуктивностью части катушки L1 и емкостью конденсатора С6. Длительность первого звука «ку-ку» обусловлена временем, в течение которого открыт транзистор 77, что в свою очередь зависит от емкости конденсатора С1 и сопротивлений резисторов R1 и R3.

Когда транзистор 77 закроется и откроется Т2, на диод Д5 поступит почти полное напряжение питания в прямой полярности. Диод откроется и подключит конденсатор С7 параллельно контуру ЫС6. Частота колебаний второго генератора станет ниже, что будет соответствовать второму звуку голоса «кукушки». Продолжительность второго звука будет пропорциональна емкости конденсатора С2 и сопротивлению резисторов R2 и R4.

Цепочка R5CЗR6Д2 служит для придания звукам большей схожести с голосом настоящей кукушки, а диод Д4 улучшает условия работы второго генератора. Через фильтр нижних частот R12C8 сигналы с генератора поступают на усилитель НЧ и затем на выходы устройства. Выход 1 предназначен для подключения к усилителю с входным сопротивлением не менее 50 кОм, а выход 2 рассчитан на подключение к усилителю с небольшим входным сопротивлением. Транзисторы следует выбирать со статическим коэффициентом передачи по току 60-80 и их можно заменить на МП 111. Трансформатор Тр1 - любой выходной трансформатор от транзисторных приемников («Спорт-2», «Сокол-4», «Нарочь» и пр.). Обмотка с большим числом витков - контурная, с меньшим - обмотка обратной связи. Они соединяются последовательно. Свободный конец вторичной обмотки соединяется с конденсатором С5.

Электронный «соловей» по своей схеме несколько сложнее, чем предыдущие имитаторы звуков, однако изготовление его довольно просто, так как он состоит из одинаковых элементов. Основу схемы «соловья» (рис. 4) составляют семь мультивибраторов, с помощью которых получают необходимые частоты. Всю схему можно условно разделить на три части: два генератора с усилителями (транзисторы 77-Т8 и Т12-779) и электронный переключатель (T9-Т11).

Разберем более подробно, как работает такой «соловей». Мультивибратор на транзисторах Тб, 77 генерирует тональный сигнал частотой 2000 Гц. Усиленный транзистором Т8 сигнал этой частоты создает основной тон звучания. Управляющий мультивибратор на транзисторах Т4, Т5 периодически выключает первый мультивибратор. Происходит это следующим образом. При работе второго мультивибратора транзисторы Т4, 75 попеременно находятся то в открытом, то в закрытом состоянии. Когда транзистор Т5 закрыт, сопротивление участка его коллектор - эмиттер большое, верхний конец резистора R11 через резистор R8 соединен с минусовым проводом источника питания. Мультивибратор на транзисторах Тб, 77 работает, и мы слышим звук одного тона.

Второй генератор (транзисторы Т12-Т19) работает точно так же, но с несколько иными частотами, чем первый. Кроме того, работа второго генератора периодически прерывается с частотой работы мультивибратора на транзисторах Т10, Т11. Этот мультивибратор через усилитель тока на транзисторе T9 заставляет срабатывать реле Р2, которое своими контактами Р2\1 отключает через каждые 5-6 с питание второго генератора. Во время переключений плюсового провода питания в громкоговорителе Гр2 слышатся щелки, характерные для соловьиной трели.

В описываемых генераторах можно использовать любые низкочастотные транзисторы с коэффициентом передачи тока больше 15. Электромагнитные реле РЭС-10 (паспорт РС4. 524. 303), трансформаторы можно использовать от любого транзисторного малогабаритного приемника. Это выходные трансформаторы с сердечником из Ш-образных пластин Ш4, толщины набора 8 мм. Первичная обмотка содержит 350 витков провода ПЭВ-2 0,08, вторичная - 80 витков провода ПЭВ-2 0,1.

Литература

«Радио», № 3, 1972.

«Радио», № 2, 1974.

Сборник «Радио - радиолюбителям». «Энергия», МРБ, вып, 850, 1974.

Схема (рис. 5.73 [Л42]) предназначена для работы с любым источником звукового сигнала и позволяет изменить спектр на выходе относительно входного. Например, из обычной разговорной речи сделать “компьютерный голос”. Достигается это за счет модуляции исходного сигнала прямоугольными импульсами, которые формирует генератор на микросхеме DA1 (рабочая частота у него выбрана около 10 Гц).

Рис. 5.73. Схема приставки для имитации “компьютерного” голоса

Возникающие при этом искажения создают новые частотные составляющие в спектре исходного сигнала, которые и меняют тембр звука, например голоса, делая его менее похожим на оригинал. Для получения нужного спектра может потребоваться регулировка элементов R3 и R2. Транзистор используется в качестве управляемого напряжением резистора и образует вместе с R4 управляемый напряжением аттенюатор.

Еще одна схема для изменения спектра сигнала показана на рис. 5.74 [Л40]. В ней звуковой сигнал модулируется с частотой 50-90 Гц (частота изменяется резистором R2), вырабатываемой микросхемой DA1. Чтобы не было сильных искажений и ухудшения разборчивости, входной сигнал не должен превышать уровень в 150 мВ и поступать от источника с низким выходным сопротивлением, например, от электродинамического микрофона. Выходной сигнал подается на любой внешний усилитель. При этом во многих случаях можно не устанавливать конденсаторы С4-С5 (если в звуковом сигнале нет постоянной составляющей).

Для создания некоторых устройств (стабилизации напряжения или скорости вращения электромотора, автоматического зарядного устройства и др.) может потребоваться преобразователь управляющего входного напряжения в ширину выходных импульсов. Вариант схемы такого узла приведен на рис. 5.75 [Л46], она обеспечивает точность преобразования не хуже 1 %.

Рис. 5.74. Второй вариант приставки для создания звуковых эффектов

Рис. 5.75. Схема преобразователя напряжение-ширина импульсов и диаграммы, поясняющие работу

Микросхема DA1 имеет отечественный аналог К140УД7 и работает в качестве интегратора разности напряжений Uвх и Uon, а на таймере DA2 собран одновибратор с запуском от внешнего тактового генератора. Резистор R2 служит для установки нужной минимальной ширины импульсов.

Литература:
Радиолюбителям: полезные схемы, Книга 5. Шелестов И.П.

Окружающий нас мир полон звуков. В городе это, в основном, звуки, связанные с развитием техники. Природа дарит нам более приятные ощущения - пение птиц, шум морского прибоя, потрескивание костра в туристском походе. Часто некоторые из этих звуков нужно воспроизвести искусственно - имитировать, просто из желания, или же исходя из нужд вашего кружка технического моделирования, или при постановке спектакля в драмкружке. Рассмотрим описания нескольких имитаторов звуков.

Начнем с самой простой конструкции, это простой имитатор звука сирены. Встречаются сирены однотональные, издающие звук одной тональности, прерывистые, когда звук плавно нарастает или спадает, а затем прерывается либо становится однотональным, и двухтональные, в которых тональность звука периодически изменяется скачком.

На транзисторах VT1 и VT2 собран генератор по схеме несимметричного мультивибратора. Простота схемы генератора объясняется использованием транзисторов разной структуры, что позволило обойтись без многих деталей, необходимых для постройки мультивибратора на транзисторах одинаковой структуры.

Колебания генератора, а значит, звук в динамической головке, появляются из-за положительной обратной связи между коллектором транзистора VT2 и базой VT1 через конденсатор С2. От емкости этого конденсатора зависит тональность звука.

При подаче выключателем SA1 напряжения питания на генератор звука в головке еще не будет, поскольку на базе транзистора VT1 нет напряжения смещения. Мультивибратор находится в ждущем режиме.

Как только нажимают кнопку SB1, начинает заряжаться конденсатор С1 (через резистор R1). Напряжение смещения на базе транзистора VT1 начинает возрастать, и при определенном его значении транзистор открывается. В динамической головке раздается звук нужной тональности. Но напряжение смещения возрастает, и тональность звука плавно изменяется до тех пор, пока конденсатор полностью не зарядится. Продолжительность этого процесса равна 3...5 с и зависит от емкости конденсатора и сопротивления резистора R1.

Стоит отпустить кнопку - и конденсатор начнет разряжаться через резисторы R2, R3 и эмиттерный переход транзистора VT1. Тональность звука плавно изменяется, и при определенном напряжении смещения на базе транзистора VT1 звук исчезает. Мультивибратор возвращается в ждущий режим. Продолжительность разрядки конденсатора зависит от его емкости, сопротивления резисторов R2, R3 и эмиттерного перехода транзистора. Она подобрана такой, что, как и в первом случае, тональность звука изменяется в течение 3...5 с.

Кроме указанных на схеме, в имитаторе можно использовать другие маломощные кремниевые транзисторы соответствующей структуры со статическим коэффициентом передачи тока не менее 50. В крайнем случае подойдут и германиевые транзисторы - на месте VT1 могут работать МП37А, МП101, а вместо VT2 - МП42А, МП42Б с возможно большим статическим коэффициентом передачи. Конденсатор С1 - К50-6, С2 - МБМ, резисторы - МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125. Динамическая головка - мощностью 0,Г...1 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 6... 10 Ом (например, головка 0.25ГД-19, 0.5ГД-37, 1ГД-39). Источник питания - батарея «Крона» либо две последовательно соединенные батареи 3336. Выключатель питания и кнопка - любой конструкции.

В ждущем режиме имитатор потребляет небольшой ток - он зависит в основном от обратного тока коллектора транзисторов. Поэтому контакты выключателя могут быть замкнуты длительное время, что необходимо, скажем, при использовании имитатора в качестве квартирного звонка. Когда же замыкаются контакты кнопки SB1, потребляемый ток возрастает примерно до 40 мА.

Взглянув на схему этого имитатора, нетрудно заметить уже знакомый узел - генератор, собранный на транзисторах VT3 и VT4. По такой схеме был собран предыдущий имитатор. Только в данном случае мультивибратор работает не в ждущем, а в обычном режиме. Для этого на базу первого транзистора (VT3) подано напряжение смещения с делителя R6R7. Заметьте, что транзисторы VT3 и VT4 поменялись местами по сравнению с предыдущей схемой из-за изменения полярности напряжения питания.

Итак, на транзисторах VT3 и VT4 собран генератор тона, задающий первую тональность звука. На транзисторах же VT1 и VT2 выполнен симметричный мультивибратор, благодаря которому получится вторая тональность звука.

Происходит это так. Во время работы мультивибратора напряжение на коллекторе транзистора VT2 либо есть (когда транзистор закрыт), либо пропадает почти полностью (при открывании транзистора). Длительность каждого состояния одинакова - примерно 2 с (т. е. частота следования импульсов мультивибратора составляет 0,5 Гц). В зависимости от состояния транзистора VT2 резистор R5 шунтирует либо резистор R6 (через последовательно соединенный с резистором R5 резистор R4), либо R7 (через участок коллектор-эмиттер транзистора VT2). Напряжение смещения на базе транзистора VT3 изменяется скачком, поэтому из динамической головки раздается звук то одной, то другой тональности.

Какова роль конденсаторов С2, СЗ? Они позволяют избавиться от влияния генератора тона на мультивибратор. При их отсутствии звук будет несколько искаженным. Включены же конденсаторы встречно-последовательно потому, что полярность сигнала между коллекторами транзисторов VT1 и VT2 периодически изменяется. Обычный оксидный конденсатор в таких условиях работает хуже, чем так называемый неполярный, для которого полярность напряжения на выводах не имеет значения. При включении двух полярных оксидных конденсаторов указанным способом образуется аналог неполярного конденсатора. Правда, общая емкость конденсатора становится вдвое меньше, чем каждого из них (конечно, при одинаковой их емкости).

В этом имитаторе могут быть использованы детали таких же типов, что и в предыдущем, в том числе и источник питания. Для подачи напряжения питания подойдет как обычный выключатель с фиксацией положения, так и кнопочный, если имитатор будет работать в качестве квартирного звонка.

Часть деталей смонтирована на печатной плате (рис. 29) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Монтаж может быть и навесным, выполненным обычным способом - с использованием монтажных стоек для подпайки выводов деталей. Плату размещают в подходящем корпусе, в котором устанавливают динамическую головку и источник питания. Выключатель размещают на передней стенке корпуса или крепят вблизи входной двери (если там уже есть звонковая кнопка, ее выводы соединяют проводниками в изоляции с соответствующими цепями имитатора).

Как правило, смонтированный без ошибок имитатор начинает работать сразу. Но при необходимости его нетрудно подрегулировать для получения более приятного звучания. Так, тональность звука можно несколько понизить увеличением емкости конденсатора С5 или повысить уменьшением ее. Диапазон изменения тональности зависит от сопротивления резистора R5. Продолжительность звука той или иной тональности можно изменить подбором конденсаторов С1 или С4.

Так можно сказать про следующий имитатор звука, если послушать его звучание. И действительно, издаваемые динамической головкой звуки напоминают выхлопы, характерные для двигателя автомобиля, трактора или тепловоза. Если модели этих машин оснастить предлагаемым имитатором, они сразу оживут.

По схеме имитатор работы двигателя несколько напоминает однотональную сирену. Но динамическая головка в коллекторную цепь транзистора VT2 включена через выходной трансформатор Т1, а напряжения смещения и обратной связи поступают на базу транзистора VT1 через переменный резистор R1. Для постоянного тока он включен переменным резистором, а для обратной связи, образуемой конденсатором, - делителем напряжения (потенциометром). При перемещении движка резистора изменяется частота генератора: когда движок перемещают вниз по схеме, частота возрастает, и наоборот. Поэтому переменный резистор можно считать акселератором, изменяющим частоту вращения вала «двигателя», а значит, частоту звуковых выхлопов.

Для имитатора подойдут транзисторы КТ306, КТ312, КТ315 (VT1) и КТ208, КТ209, КТ361 (VT2) с любыми буквенными индексами. Переменный резистор - СП-I, СПО-0,5 или любой другой, возможно меньших габаритов, постоянный - МЛТ-0,25, конденсатор - К50-6, К50-3 или другой оксидный, емкостью 15 или 20 мкФ на номинальное напряжение не ниже 6 В. Выходной трансформатор и динамическая головка - от любого малогабаритного («карманного») транзисторного приемника. В качестве обмотки I используется одна половина первичной обмотки. Источник питания - батарея 3336 или три элемента напряжением 1,5 В, соединенные последовательно.

В зависимости от того, где будете использовать имитатор, определите размеры платы и корпуса (если имитатор предполагаете установить не на модели).

Если при включении имитатора он будет работать неустойчиво или звук вообще отсутствует, поменяйте местами выводы конденсатора С1 - плюсовым выводом к коллектору транзистора VT2. Подбором этого конденсатора можете установить нужные пределы изменения числа оборотов «двигателя».

Кап... кап... кап... - доносятся звуки с улицы, когда идет дождь или весной падают с крыши капли тающего снега. Эти звуки на многих людей действуют успокаивающе, а по отзывам некоторых, даже помогают засыпать. Ну что ж, возможно, вам понадобится такой имитатор и для фонограммы в вашем школьном драмкружке. На постройку имитатора уйдет лишь с десяток деталей.

На транзисторах выполнен симметричный мультивибратор, нагрузками плеч которого являются высокоомные динамические головки ВА1 и ВА2 - из них раздаются звуки «капели». Наиболее приятный ритм «капели» устанавливают переменным резистором R2.

Для надежного «запуска» мультивибратора при сравнительно малом напряжении питания желательно использовать транзисторы (они могут быть серий МП39 - МП42) с возможно большим статическим коэффициентом передачи тока. Динамические головки должны быть мощностью 0,1 - 1 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 50 - 100 Ом (например, 0.1ГД-9). Если такой головки не окажется, можно использовать капсюли ДЭМ-4м или аналогичные, обладающие указанным сопротивлением. Более высокоомные капсюли (например, от головных телефонов ТОН-1) не обеспечат нужной громкости звука. Остальные детали могут быть любого типа. Источник питания - батарея 3336.

Детали имитатора можно разместить в любой шкатулке и укрепить на ее передней стенке динамические головки (или капсюли), переменный резистор и выключатель питания.

При проверке и налаживании имитатора можно изменять его звучание подбором в широких пределах постоянных резисторов и конденсаторов. Если в этом случае понадобится значительное увеличение сопротивлений резисторов R1 и R3, желательно установить переменный резистор с большим сопротивлением - 2,2; 3,3; 4,7 кОм, чтобы обеспечить сравнительно широкий диапазон регулирования частоты «капели».

Хотите послушать, как подскакивает стальной шарик от шарикоподшипника на стальной или чугунной плите? Тогда соберите имитатор по схеме, приведенной на рис. 32. Это вариант несимметричного мультивибратора, примененного, например, в сирене. Но в отличие от сирены, в предлагаемом мультивибраторе нет цепей регулировки частоты следования импульсов. Как работает имитатор? Стоит нажать (кратковременно) кнопку SB1 - и конденсатор С1 зарядится до напряжения источника питания. После отпускания кнопки конденсатор станет источником, питающим мультивибратор. Пока напряжение на нем большое, громкость «ударов» «шарика», воспроизводимых динамической головкой ВА1, значительна, а паузы сравнительно продолжительные.

Постепенно, по мере разрядки конденсатора С1, будет изменяться и характер звука - громкость «ударов» начнет снижаться, а паузы уменьшаться. В заключение послышится характерный металлический дребезг, после чего звук прекратится (когда напряжение на конденсаторе С1 станет ниже порога открывания транзисторов).

Транзистор VT1 может быть любой из серий МП21, МП25, МП26, a VT2 - любой из серий КТ301, КТ312, КТ315. Конденсатор С1 - К.50-6, С2 - МБМ. Динамическая головка - 1ГД-4, но подойдет другая, с хорошей подвижностью диффузора и возможно большей его площадью. Источник питания - две батареи 3336 или шесть элементов 343, 373, соединенных последовательно.

Детали можно смонтировать внутри корпуса имитатора, подпаяв их выводы к выводам кнопки и динамической головки. Батареи или элементы прикрепляют к дну или стенкам корпуса металлической скобкой.

При налаживании имитатора добиваются наиболее характерного звука. Для этого подбирают конденсатор С1 (он определяет общую продолжительность звучания) в пределах 100... 200 мкФ или С2 (от него зависит длительность пауз между «ударами») в пределах 0,1...0,5 мкФ. Иногда в этих же целях полезно подобрать транзистор VT1 - ведь работа имитатора зависит от его начального (обратного) тока коллектора и статического коэффициента передачи тока.

Имитатор можно использовать в качестве квартирного звонка, если увеличить громкость его звучания. Наиболее просто это сделать, добавив в устройство два конденсатора - СЗ и С4 (рис. 33). Первым из них непосредственно увеличивают громкость звука, а вторым избавляются от появляющегося иногда эффекта перепада тона. Правда, при такой доработке не всегда сохраняется «металлический» звуковой оттенок, характерный для настоящего подскакивающего шарика.

Транзистор VT3 может быть любой из серии ГТ402, резистор R1 - МЛТ-0,25 сопротивлением 22...36 Ом. На месте VT3 могут работать транзисторы серий МП20, МП21, МП25, МП26, МП39 - МП42, но громкость звука будет несколько слабее, хотя и значительно больше, чем в исходном имитаторе.

Подключив небольшую приставку к усилителю радиоприемника, магнитофона или телевизора, вы сможете получить звуки, напоминающие шум морского прибоя.

Схема такой приставки-имитатора приведена на рис. 35. Она состоит из нескольких узлов, но главный из них - генератор шума. Его основу составляет кремниевый стабилитрон VD1. Дело в том, что при подаче на стабилитрон через балластный резистор с большим сопротивлением постоянного напряжения, превышающего напряжение стабилизации, стабилитрон начинает «пробиваться» - его сопротивление резко падает. Но благодаря незначительному току, протекающему через стабилитрон, такой «пробой» никакого вреда ему не причиняет. В то же время стабилитрон как бы переходит в режим генерации шума, появляется так называемый «дробовой эффект» его р-n перехода, и на выводах стабилитрона можно наблюдать (конечно, с помощью чувствительного осциллографа) хаотический сигнал, состоящий из случайных колебаний, частоты которых лежат в широком диапазоне.

Вот в таком режиме и работает стабилитрон приставки. Балластный резистор, о котором упоминалось выше, - R1. Конденсатор С1 совместно с балластным резистором и стабилитроном обеспечивает получение сигнала определенной полосы частот, схожего со звуком шума прибоя.

Конечно, амплитуда шумового сигнала слишком мала, чтобы подать его сразу на усилитель радиоустройства. Поэтому сигнал усиливается каскадом на транзисторе VT1, и с его нагрузки (резистор R2) поступает на эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе VT2, он позволяет устранить влияние последующих каскадов приставки на работу шумового генератора.

С нагрузки эмиттерного повторителя (резистор R3) сигнал подается на каскад с переменным коэффициентом усиления, собранный на транзисторе VT3. Такой каскад нужен для того, чтобы можно было изменять амплитуду шумового сигнала, подаваемого на усилитель, и тем самым имитировать нарастание или спад громкости «прибоя».

Для осуществления такой задачи в эмиттерную цепь транзистора VT3 включен транзистор VT4, на базу которого поступает через резистор R7 и интегрирующую цепочку R8C5 сигнал с генератора управляющего напряжения - симметричного мультивибратора на транзисторах VT5, VT6. При этом периодически изменяется сопротивление участка коллектор-эмиттер транзистора VT4, что вызывает соответствующее изменение коэффициента усиления каскада на транзисторе VT3. В итоге шумовой сигнал на выходе каскада (на резисторе R6) будет периодически нарастать и спадать. Этот сигнал поступает через конденсатор СЗ на разъем XS1, который соединяют во время работы приставки со входом используемого усилителя.

Длительность импульсов и частоту повторения мультивибратора можно изменять резисторами R10 и R11. Совместно с резистором R8 и конденсатором С4 они определяют длительность нарастания и спада управляющего напряжения, поступающего на базу транзистора VT4.

Все транзисторы могут быть одинаковые, серии КТ315 с возможно большим коэффициентом передачи тока. Резисторы - МЛТ-0,25 (можно и МЛТ-0,125); конденсаторы Cl, C2 - К50-3; СЗ, С5 - С7 - К.50-6; С4 - МБМ. Подойдут конденсаторы других типов, но они должны быть рассчитаны на номинальное напряжение не ниже указанного на схеме.

Почти все детали монтируют на монтажной плате (рис. 36) из фольгированного материала. Размещают плату в корпусе подходящих габаритов. На боковой стенке корпуса укрепляют разъем XS1 и зажимы ХТ1, ХТ2.

Питают приставку от любого источника постоянного тока со стабилизированным и регулируемым выходным напряжением (от 22 до 27 В).

Налаживать приставку, как правило, не требуется. Она начинает работать сразу после подачи питания. Проверить работу приставки нетрудно с помощью высокоомных головных телефонов ТОН-1, ТОН-2 или других аналогичных, включенных в гнезда разъема XS1 «Выход».

Характер звучания «прибоя» изменяют (если это необходимо) подбором напряжения питания, резисторов R4, R6, а также шунтированием гнезд разъема XS1 конденсатором С7 емкостью 1000...3000 пФ.

А вот другой такой имитатор звука, собранный по несколько иной схеме. В нем есть усилитель звуковой частоты и источник питания, поэтому этот имитатор можно считать законченной конструкцией.

Собственно генератор шума собран на транзисторе VT1 по так называемой схеме сверхрегенератора. В работе сверхрегенератора разобраться не очень просто, поэтому рассматривать ее не будем. Уясните лишь, что это такой генератор, в котором возбуждение колебаний происходит благодаря положительной обратной связи между выходом и входом каскада. В данном случае эта связь осуществляется через емкостной делитель С5С4. Кроме того, сверхрегенератор возбуждается не постоянно, а вспышками, причем момент появления вспышек случаен. В результате на выходе генератора появляется сигнал, который прослушивается как шум. Этот сигнал нередко называют «белым шумом».

Режим работы сверхрегенератора по постоянному току задается резисторами Rl, R2, R4. Дроссель L1 и конденсатор С6 не влияют на режим работы каскада, но защищают цепи питания от проникновения в них шумового сигнала.

Контур L2C7 определяет полосу частот «белого шума» и позволяет получить наибольшую амплитуду выделяемых «шумовых» колебаний. Далее они поступают через фильтр нижних частот R5C10 и конденсатор С9 на усилительный каскад, собранный на транзисторе VT2. Питающее напряжение на этот каскад подается не непосредственно с источника GB1, а через каскад, собранный на транзисторе VT3. Это электронный ключ, периодически открывающийся импульсами, поступающими на базу транзистора с мультивибратора, собранного на транзисторах VT4, VT5. В периоды, когда транзистор VT4 закрыт, VT3 открывается, и конденсатор С12 заряжается от источника GB1 через участок коллектор-эмиттер транзистора VT3 и подстроечный резистор R9. Этот конденсатор является своеобразным аккумулятором, питающим усилительный каскад. Как только транзистор VT4 открывается, VT3 закрывается, конденсатор С12 разряжается через подстроечный резистор R11 и коллекторно-эмиттерную цепь транзистора VT2.

В итоге на коллекторе транзистора VT2 будет шумовой сигнал, модулированный по амплитуде, т. е. периодически нарастающий и спадающий. Длительность нарастания зависит от емкости конденсатора С12 и сопротивления резистора R9, а спада - от емкости указанного конденсатора и сопротивления резистора R11.

Через конденсатор СП модулированный шумовой сигнал поступает на усилитель звуковой частоты, выполненный на транзисторах VT6 - VT8. На входе усилителя стоит переменный резистор R17 - регулятор громкости. С его движка сигнал подается на первый каскад усилителя, собранный на транзисторе VT6. Это усилитель напряжения. С нагрузки каскада (резистор R18) сигнал поступает через конденсатор С16 на выходной каскад - усилитель мощности, выполненный на транзисторах VT7, VT8. В цепь коллектора транзистора VT8 включена нагрузка - динамическая головка ВА1. Из нее и слышен звук «морского прибоя». Конденсатор С17 ослабляет высокочастотные, «свистящие» составляющие сигнала, что несколько смягчает тембр звучания.

О деталях имитатора. Вместо транзистора КТ315В (VT1) можно использовать другие транзисторы серии КТ315 либо транзистор ГТ311 с любым буквенным индексом. Остальные транзисторы могут быть любые из серий МП39 - МП42, но с возможно большим коэффициентом передачи тока. Для получения большей выходной мощности транзистор VT8 желательно применить серий МП25, МП26.

Дроссель L1 может быть готовый, типа Д-0,1 или другой.

Индуктивностью 30... 100 мкГн. Если его нет, нужно взять стержневой сердечник диаметром 2,8 и длиной 12 мм из феррита 400НН или 600НН и намотать на нем виток к витку 15...20 витков рровода ПЭВ-1 0,2...0,4. Желательно измерить на образцовом приборе полученную индуктивность дросселя и при необходимости Подобрать ее в нужных пределах уменьшением или увеличением числа витков.

Катушку L2 наматывают на каркасе диаметром 4 и длиной 12... 15 мм из любого изоляционного материала проводом ПЭВ-1 6,3 - 24 витка с отводом от середины.

Постоянные резисторы - МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125, под-строечные - СПЗ-16, переменный - СПЗ-Зв (он с выключателем литания SA1). Оксидные конденсаторы - К50-6; С17 - МБМ; остальные - КМ, К10-7 или другие малогабаритные. Динамическая головка - мощностью 0,1 - I Вт с возможно большим сопротивлением звуковой катушки (чтобы не перегревался транзистор VT8). Источник питания - две последовательно соединенные батареи 3336, но лучшие результаты по продолжительности работы получатся с шестью элементами 373, соединенными аналогично. Пригоден, конечно, вариант питания от маломощного выпрямителя с постоянным напряжением 6...9 В.

Детали имитатора монтируют на плате (рис. 38) из фольгиро-ванного материала толщиной 1...2 мм. Плату устанавливают в корпус, на лицевой стенке которого крепят динамическую головку, а внутри размещают источник питания. Размеры корпуса во многом зависят от габаритов источника питания. Если имитатор будет использоваться только для демонстрации звука морского прибоя, источником питания может быть батарея «Крона» - тогда размеры корпуса резко уменьшатся, и имитатор удастся смонтировать в корпусе от малогабаритного транзисторного радиоприемника.

Налаживают имитатор так. Отключают резистор R8 от конденсатора С12 и подключают к минусовому проводу питания. Установив максимальную громкость звука, подбирают резистор R1 до получения характерного шума («белого шума») в динамической головке. Затем восстанавливают соединение резистора R8 с конденсатором С12 и прослушивают звук в динамической головке. Перемещением движка подстроечного резистора R14 подбирают наиболее достоверную и приятную на слух частоту следования «морских волн». Далее перемещением движка резистора R9 устанавливают продолжительность нарастания «волны», а перемещением движка резистора R11 - продолжительность ее спада.

Чтобы получить большую громкость «морского прибоя», нужно соединить крайние выводы переменного резистора R17 со входом мощного усилителя звуковой частоты. Лучшего впечатления можно добиться при использовании стереофонического усилителя с выносными акустическими системами, работающего в режиме воспроизведения монофонического сигнала.

Если вы хотите послушать благотворное влияние мерного шума дождя, леса или морского прибоя. Такие звуки расслабляют и успокаивают.

Генератор шума дождя выполнен на микросхеме TL062, которая имеет в своем составе два операционных усилителя. Затем сгенерированный звук, усиливается транзистором VT2 и поступает на динамик SP. Для большего соответствия ВЧ звукового спектра отсекается емкостью C8, которая управляется полевым транзистором VT1 работающим по сути как переменное сопротивление. Таким образом, получаем автоматический контроль тональности иммитатора.

На счетчике CD4060 выполнен таймер с тремя временными задержками выключения: 15, 30 и 60 минут. Транзистор VT3 используется в роли выключателя питания генератора. Изменяя значения сопротивления R16 или емкости C10 получаем различные временные интервалы в работе таймера. Изменяя номинал резистора R9 от 47к до 150к можно изменить громкость динамика.