Простые схемы различных имитаторов звука. Схемы имитаторов звуковых эффектов, изменение голоса. Автомат выключения освещения

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.

Пауза между каждым звуком «ку-ку» больше, чем между отдельными звуками, и определяется цепочкой R7C4Д1ДЗ. Во время первого звука, когда Т2 закрыт, конденсатор С4 быстро заряжается через резистор R4 и диод Д1 до напряжения источника питания. Диод ДЗ при этом закрыт, и второй генератор работает. Когда же транзистор Т2 откроется, конденсатор С4 будет разряжаться через резистор R7 и открытый транзистор Т2. Одновременно открывается диод ДЗ и база транзистора ТЗ оказывается подключенной через конденсатор С4 к общему проводу, второй генератор прекратит работу до изменения состояния мультивибратора.

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.

Когда открывается транзистор Т5, резистор R11 оказывается замкнутым через этот транзистор на общий плюсовой провод, и мультивибратор на транзисторах Тб, Т7 прекращает свою работу. Звук периодически прерывается. Работой второго мультивибратора управляет третий, собранный на транзисторах 77 и Т2 с усилителем тока на транзисторе ТЗ. Нагрузкой этого усилителя является обмотка реле Р1. Частота переключений транзисторов этого мультивибратора выбрана такой, что она не совпадает с частотой срабатываний второго мультивибратора. Когда транзистор Т2 открывается, открывается и транзистор ТЗ, реле срабатывает и своими контактами Р1/1 параллельно резистору R7 подключает резистор R8. В результате изменяется общее сопротивление в базовой цепи транзистора Т4, а следовательно, и частота переключений транзисторов второго мультивибратора. Создается как бы два режима переключения первого мультивибратора на транзисторах Тб и 77, и характер звучания напоминает часть соловьиной трели.

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.

^ «ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ»
Так можно сказать про следующий имитатор, 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 (рис. 30) имитатор 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.

^ Рис. 30. Схема имитатора звука двигателя внутрен­него сгорания
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 (например, 343), 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».
^ ПОД ЗВУКИ КАПЕЛИ
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 (рис. 31).

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.

Рис. 31. Схема имитатора звука капели
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».
^ ИМИТАТОР ЗВУКА ПОДСКАКИВАЮЩЕГО ШАРИКА
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.

Рис. 32. Схема имитатора звука подскакивающего шарика

Рис. 33. Вариант схемы имитатора

Рис. 34. Схема имитатора с повышенной громкостью
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.
^ МОРСКОЙ ПРИБОЙ... В КОМНАТЕ
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.

^ Рис. 35. Схема приставки-имитатора шума морского 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».

^ Рис. 36. Монтажная плата приставки-имитатора
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, собранный по несколько иной схеме (рис. 37). 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».

Рис. 37. Схема имитатора морского прибоя с усилителем ЗЧ
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.

Рис. 38. Монтажная плата имитатора
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.
^ КОСТЕР... БЕЗ ПЛАМЕНИ
Почти в каждом пионерском лагере устраивают пионерский костер. Правда, не всегда удается собрать столько дров, чтобы пламя было высоким, а костер громко потрескивал.

А как быть, если дров поблизости вообще нет? Или вы хо­тите соорудить незабываемый пионерский костер в школе? В этом случае поможет предлагаемый электронный имитатор, создаю­щий характерный звук потрескивания горящего костра. Останет­ся лишь изобразить «пламя» из красных лоскутов ткани, раз­веваемых скрытым на полу вентилятором. Имитатор может быть также использован для озвучивания любительских кино­фильмов, школьных спектаклей или как приставка к электро­камину.

Если прислушаться к горящему костру, нетрудно заметить, что раздающиеся звуки-щелчки имеют различную тональность, изменяющуюся случайным образом в некотором диапазоне. Так же случайно изменяется и период следования щелчков.

^ Рис. 39. Форма сигналов имитатора звука костра: а - на выходе генератора шума; б - на входе по­рогового устройства; в - на выходе порогового устройства
Такие особенности звука костра и воспроизводятся предла­гаемым имитатором. Взгляните на рис. 39, на котором приведена форма сигналов в различных узлах имитатора. Основа имита­тора - генератор шума, вырабатывающий изменяющийся во времени по случайному закону сигнал (рис. 39, а). Из такого сигнала формируется низкочастотная огибающая (рис. 39, б), подаваемая на пороговое устройство с достаточно большим порогом срабатывания. В результате получаются короткие им­пульсы с нужными характеристиками (рис. 39, в).

Схема имитатора приведена на рис. 40. Как и в предыдущем имитаторе, исходным сигналом служит дробовой шум р-n пере­вода стабилитрона VD1, обладающий широким частотным спект­ром - от единиц до миллионов герц. В нашем случае исполь­зуются низкочастотные составляющие спектра. А чтобы генератор был экономичным, ток через стабилитрон выбран весьма неболь­шим - приблизительно 40 мкА (он определяется сопротивлением резистора R1).

Рис. 40. Схема имитатора звука костра
На стабилитроне получается небольшое шумовое напря­жение - около 3 мВ, и для усиления его используется опера­ционный усилитель (ОУ) DA1. Коэффициент его передачи за­висит от отношения (R4+R5)/R2 и емкости конденсатора С2 и при указанных на схеме номиналах составляет 250...300. Конденсатор С1 - разделительный, он пропускает на ОУ лишь переменную составляющую напряжения. Резистор R3 компен­сирует действие входного тока инвертирующего входа ОУ.

В итоге на выходе усилителя будет напряжение, соответст­вующее по форме рис. 39, а. Сразу подавать его на пороговое устройство нельзя - выходные импульсы будут слишком корот­кие из-за наличия в шумовом сигнале высокочастотных составля­ющих. Поэтому перед пороговым устройством включен активный фильтр нижних частот (ФНЧ), выполненный на операцион­ном усилителе DA2. Он пропускает сигналы частотой ниже 400 Гц - это зависит от сопротивления резисторов R7 - R9 и емкости конденсаторов С 4 - Сб.

Конденсаторы СЗ, С7 - разделительные, резисторы RIO, R11 образуют делитель напряжения, которым задается коэффициент передачи ФНЧ. Резистор R6 обеспечивает связь по постоян­ному току неинвентирующего входа ОУ А2 с общим проводом. Вид выходного напряжения ФНЧ показан на рис. 39, б.

Выходное напряжение ФНЧ через конденсатор С7 подается на пороговое устройство, выполненное на транзисторе VT1. На­пряжение смещения (оно задается резисторами R12, R13) выбра­но таким, что транзистор насыщен. Сигнал на выход устройства почти не проходит. Если на вход каскада подать отрицатель­ное напряжение, превышающее некоторое значение, устанавли­ваемое подстроечным резистором R13, транзистор выйдет из на­сыщения, и каскад перейдет в усилительный режим, пропуская надпороговую часть входного сигнала (см. рис. 39, в).

Если к выходу порогового устройства подключить усилитель с динамической головкой, в ней будут слышны громкие сухие щелчки. А в интервалах между щелчками будет прослушиваться негромкий шум, напоминающий гудение пламени костра. Это ослабленный низкочастотный сигнал, прошедший через насы­щенный транзистор VT1. Желаемую громкость шума устанав­ливают подбором резистора R14.

На транзисторе VT2 собран усилительный каскад, увеличи­вающий амплитуду выходного сигнала имитатора и исключа­ющий влияние выносного усилителя звуковой частоты на работу имитатора.

Выходной сигнал имитатора может достигать амплитуды 0,1 В - такой чувствительностью должен обладать усилитель звуковой частоты, мощность которого зависит от назначения имитатора. Имитатор можно подключать, конечно, к усилителю радиоприемника, магнитофона, телевизора.

Рис. 41. Схема блока питания имитатора
Питается имитатор двуполярным напряжением 12...14 В, которое может быть получено от блока, собранного по схеме на рис. 41. Блок состоит из понижающего трансформатора Т1, двухполупериодного выпрямителя на диодах VD2 - VD5, кон­денсаторов фильтра СП, С12 и двух параметрических стабили­заторов - R21VD6 и R22VD7. Конденсатор С13 на выходе блока питания сглаживает кратковременные броски тока в цепи на­грузки.

Постоянные резисторы могут быть МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125, подстроечный и переменный - СПО-0,5, СПЗ или другие. Ок­сидные конденсаторы - К50-12; конденсатор С1 должен быть с малым током утечки, например К52-1; конденсатор С10 - МБМ, остальные - КЛС, КМ-4, КМ-5.

Кроме указанных на схеме, подойдут транзисторы КТ315А, КТ315Г, операционный усилитель К140УД8А (можно другие ОУ серий К140, К153, К544, но придется изменить чертеж пе­чатной платы). Вместо стабилитрона Д814А подойдет Д808, вместо Д814Д - Д813, вместо диодов КД10ЗА - любые другие диоды, рассчитанные на выпрямленный ток не менее 50 мА и об­ратное напряжение не ниже 50 В.

Детали собственно имитатора монтируют на одной печатной плате (рис. 42), а выпрямителя со стабилизаторами - на другой (рис. 43). Монтаж на плате имитатора сравнительно плотный, поэтому резисторы на ней монтируют вертикально (рис. 44, б), надевая на короткий вывод резистора отрезок поливинилхло-ридной трубки длиной 2...3 мм. Выводы операционных усили­телей перед подпайкой формуют (рис. 44, в), соблюдая пока­занное на рис. 42 расположение ключа. Платы скрепляют друг с другом (печатными проводниками наружу) и с корпусом устройства четырьмя шпильками (рис. 44, а) с резьбой М4 на концах. На каждую шпильку между платами надевают втулку.

Рис. 42. Печатная плата ими­татора Рис. 43. Печатная плата выпрямителя со стабили­заторами
Внутри корпуса (любой конструкции) устанавливают транс­форматор питания и соединяют его с выпрямителем с помощью разъема ХТ1. Трансформатор может быть готовый, маломощный, с двумя вторичными обмотками с напряжением по 12,6 В при токе нагрузки до 50 мА. Самодельный трансформатор выпол­няют на магнитопроводе Ш12X16. Обмотка I должна содер­жать 5000 витков провода ПЭВ-1 0,07, обмотка II - 2X320 витков ПЭВ-1 0,15. Половины вторичной обмотки желательно наматывать одновременно, в два провода, соединив затем конец одной обмотки с началом другой.

В удобном месте внутри корпуса устанавливают подстроен­ный резистор R13, а на лицевой стенке корпуса - перемен­ный R20. Соединять выводы резисторов с платой желательно экранированным проводом. Такой же провод нужно использо­вать при подключении имитатора к усилителю. Возможен ва­риант монтажа имитатора в общем корпусе с усилителем.

^ Рис. 44. Примеры монтажа деталей и соединения плат:

а - крепежная шпилька;

б - монтаж резисторов;

а - формовка выводов операционных усилителей
Налаживание имитатора начинают с проверки напряжений на выходе стабилизаторов (на выводах стабилитронов VD6, VD7), которые должны быть в пределах 10...15 В (при потребляе­мом имитатором токе до 20 мА). Далее перемещением движка подстроечного резистора R13 добиваются естественной частоты «потрескивания». Если звуки-щелчки отсутствуют или слышен постоянный громкий треск, придется подобрать резисторы R10, R11 или один из них. Можно также подобрать резистор R2 в пре­делах 5...20 кОм.

Возможно, что и эти меры окажутся малоэффективными. Это укажет на отличие шума стабилитрона от нужного значения. Дело в том, что уровень шума стабилитронов не нормируется и может значительно отличаться даже у приборов одной серии. В таком случае надо поменять несколько однотипных стабилитро­нов.

При необходимости тональность сигналов-щелчков можно немного изменить подбором конденсатора С9.

Теперь настала очередь познакомиться с имитаторами звуков птиц и животных.
^ КАК ПОЕТ КАНАРЕЙКА!
На рис. 45 приведена схема сравнительно простого имита­тора звуков канарейки. Это уже известный вам мультивибратор, но весьма несимметричный (сравните емкости конденсаторов С1 и СЗ частотозадающих цепей - 50 мкФ и 0,005 мкФ!). Кроме того, между базами транзисторов установлена цепочка связи из конденсатора С2 и резистора R3. Элементы мультивибратора подобраны так, что он генерирует сигналы, которые, поступая на головной телефон BF1, преобразуются им в звуковые колеба­ния, похожие на трели канарейки. Телефон включен через разъем ХТ1 как коллекторная нагрузка транзистора VT2.

Рис. 45. Схема имитатора звуков канарейки

Рис. 46. Монтажная плата имитатора
Какие детали понадобятся, чтобы повторить эту самоделку? Прежде всего, конечно, транзисторы. Кроме указанных на схеме, подойдут МП42Б, но они должны быть с одинаковыми или воз­можно близкими коэффициентами передачи тока - не менее 60. Постоянные резисторы - МЛТ-0,25, конденсаторы С1 и С2 - К50-6 или другие оксидные на напряжение не ниже 10 В, СЗ - БМТ-2, К40П-2 или другого типа, емкостью 4700...5600 пФ. Го­ловной телефон - миниатюрный, ТМ-2М, используемый для прослушивания передач малогабаритного транзисторного прием­ника. Подойдет и другой аналогичный телефон сопротивлением 50...80 Ом. Выключатель питания - любой конструкции, источник питания - батарея «Крона».

Деталей немного, и большую часть их можно смонтировать на печатной плате (рис. 46) из фольгированного материала. Плату укрепите в корпусе подходящих габаритов. На верхней стенке корпуса установите выключатель, на боковой - разъем для подключения миниатюрного головного телефона, внутри корпуса - батарею питания. Если не найдете ответной части под разъем телефона, изготовьте ее из двух пружинящих полосок жести от консервной банки. Полоски прикрепите к плате или к внутренней стенке корпуса так, чтобы вставленный в отверс­тие корпуса разъем миниатюрного телефона надежно соединялся с ними. Можно поступить еще проще - вообще удалить разъем телефона и припаять проводники от телефона к цепям электрон­ного устройства: один проводник - к коллектору транзистора VT2, другой - к минусовой цепи питания.

Подошло время испытать самоделку. Но прежде подайте выключателем питание и послушайте звуки в головном телефоне. Они должны раздаваться через одну-две секунды после вклю­чения устройства. Сначала будут слышны щелчки, образующие трель канарейки (последний щелчок более протяжный), а затем наступит пауза, после которой трели возобновятся. Так будет продолжаться до тех пор, пока включено питание.

Возможно, вам захочется изменить звучание электронной «канарейки». Для этого нужно знать о влиянии на имитируе­мые трели параметров тех или иных деталей. Например, тональность трели зависит от конденсатора СЗ - с уменьшением его емкости звуки становятся более резкими, увеличение же емкости конденсатора приводит к смягчению звуков, понижению их то­нальности.

Число звуков трели (иначе говоря, частоту их появления) определяет конденсатор С2. Если емкость его уменьшить, часто­та звуков-щелчков (а значит, и их число) возрастет. Влияет на это и резистор R3, но основное его назначение - прекращать трель после определенного числа звуков. Причем от сопротив­ления этого резистора зависит продолжительность последнего звука трели - она увеличивается с увеличением сопротивления резистора. Однако изменять сопротивление резистора в больших пределах опасно, поскольку это может привести к нарушению нормальной работы устройства. Так, при чрезмерном увеличении сопротивления резистора может наступить момент, когда послед­ний звук трели начнет повторяться постоянно и услышать новую трель удастся только после кратковременного выключения пита­ния. Уменьшение же сопротивления резистора приведет вообще к прекращению трелей. А если случайно окажется неисправным резистор R3 или конденсатор С2 (обрыв в их цепи), в телефоне будет слышен постоянный негромкий свист.

Конденсатор С1 определяет продолжительность каждой трели и паузы между ними - с увеличением емкости конденсатора они также увеличиваются.

Имитатор работоспособен и с источником питания нап­ряжением 4,5 В, но громкость звука несколько понижается (впро­чем, трели слышны даже на расстоянии метра от лежащего на столе миниатюрного телефона). Наиболее простой способ по­высить громкость трелей и дать возможность послушать их окру­жающим - поставить вместо миниатюрного телефона капсюль ДЭМ-4м или подобный ему сопротивлением 50...80 Ом. Можно, конечно, подать сигнал с гнезд разъема (при включенном телефоне) на внешний усилитель звуковой частоты.

Большей громкостью из-за предусмотренной в нем динами­ческой головки обладает имитатор, собранный по схеме, приведен­ной на рис. 47.

На транзисторах VT1 и VT2 собран мультивибратор (несим­метричный, как и в предыдущем имитаторе), а транзистор VT2, кроме того, входит в состав блокинг-генератора (генерато­ра коротких импульсов), частота которого плавно изменяется за время рабочего цикла, а продолжительность работы зависит от частоты мультивибратора. В результате в динамической головке ВА1 периодически (с паузами в 10...15 с) раздаются трели, имитирующие трели канарейки.

Рис. 47. Схема имитатора с динамической головкой
В качестве трансформатора Т1 применен выходной тран­сформатор от малогабаритных транзисторных приемников. Дрос­сель L1 - это первичная обмотка согласующего трансформа­тора от таких же приемников. Динамическая головка - 0.25ГД-10. Резисторы - МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125 (R7 - проволочный, выполненный из провода с высоким удельным сопротивлением). Конденсаторы С1, С2, С4 - К50-6; СЗ, С5 - КЛС. Источник питания - батарея «Крона».

Необычные звуки и звуковые эффекты, получаемые с помощью несложных радиоэлектронных приставок на микросхемах КМОП, способны поразить воображение читателей.

Схема одной из таких приставок, представленная на рисунке 1, родилась в процессе различных экспериментов с популярной КМОП-микросхемой К176ЛА7 (DD1).

Рис. 1. Электрическая схема "странных" звуковых эффектов.

Эта схема реализует целый каскад звуковых эффектов, в особенности из животного мира. В зависимости от положения движка переменного резистора, установленного на входе схемы, можно получить почти реальные на слух звуки: "кваканье лягушки", "соловьиную трель", "мяуканье кота", "мычание быка" и много-много других. Даже различные человеческие нечленораздельные сочетания звуков вроде нетрезвых возгласов и прочие.

Как известно, номинальное напряжение питания такой микросхемы - 9 В. Однако на практике для достижения особенных результатов возможно сознательное занижение напряжения до 4,5-5 В. При этом схема остается работоспособной. Вместо микросхемы 176-й серии в данном варианте вполне уместно использовать и ее более широко распространенный аналог серии К561 (К564, К1564).

Колебания на звуковой излучатель ВА1 подаются с выхода промежуточного логического элемента схемы.

Рассмотрим работу устройства в "неправильном" режиме питания- при напряжении 5 В. В качестве источника питания можно применить батареи из элементов (например, три элемента типа AAA, соединенные последовательно) или стабилизированный сетевой источник питания с установленным на выходе фильтром-оксидным конденсатором емкостью от 500 мкФ с рабочим напряжением не менее 12 В.

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор импульсов, запускаемый "высоким уровнем напряжения" на выводе 1 DD1.1. Частота импульсов генератора звуковой частоты (ЗЧ), при применении указанных RC-элементов, на выходе DD1.2 составит 2-2,5 кГц. Выходной сигнал первого генератора управляет частотой второго (собранного на элементах DD1.3 и DD1.4). Однако, если "снять" импульсы с вывода 11 элемента DD1.4-никакого эффекта не будет. Один из входов оконечного элемента управляется через резистор R5. Оба генератора работают в тесной связке друг с другом, самовозбуждаясь и реализуя зависимость от напряжения на входе в непредсказуемые пачки импульсов на выходе.

С выхода элемента DD1.3 импульсы поступают на простейший усилитель тока на транзисторе VT1 и, многократно усиленные, воспроизводятся пьезоизлучателем ВА1.

О деталях

В качестве VT1 подойдет любой маломощный кремниевый транзистор p-n-p проводимости, в том числе КТ361 с любым буквенным индексом. Вместо излучателя ВА1 можно использовать телефонный капсюль TESLA или отечественный капсюль ДЭМШ-4М с сопротивлением обмотки 180-250 Ом. При необходимости усиления громкости звучания необходимо дополнить базовую схему усилителем мощности и применить динамическую головку с сопротивлением обмотки 8-50 Ом.

Все номиналы резисторов и конденсаторов советую применить указанные на схеме с отклонениями не более чем на 20 % у первых элементов (резисторов) и 5-10 %- у вторых (конденсаторов). Резисторы-типа МЛТ 0,25 или 0,125, конденсаторы -типа МБМ, КМ и другие, с незначительным допуском влияния окружающей температуры на их емкость.

Резистор R1 номиналом МОм 1 -переменный, с линейной характеристикой изменения сопротивления.

Если необходимо остановиться на каком-либо одном понравившемся эффекте, например "гоготании гусей" - следует добиться данного эффекта очень медленным вращением движка, затем отключить питание, выпаять переменный резистор из схемы и, замерив его сопротивление, установить в схему постоянный резистор такого же номинала.

При правильном монтаже и исправных деталях устройство начинает работать (издавать звуки) сразу.

В данном варианте звуковые эффекты (частота и взаимодействие генераторов) зависят от напряжения питания. При повышении напряжения питания более 5 В, для обеспечения безопасности входа первого элемента DD1.1, необходимо подключить в разрыв проводника между верхним по схеме контактом R1 и положительным полюсом источника питания ограничивающий резистор сопротивлением 50 - 80 кОм.

Устройство у меня в доме находит применение для игр с домашними животными, дрессировки собаки.

На рисунке 2 изображена схема генератора колебаний переменной звуковой частоты (ЗЧ).

Рис.2. Электрическая схема генератора звуковой частоты

Генератор ЗЧ реализован на логических элементах микросхемы К561ЛА7. На двух первых элементах собран низкочастотный генератор. Он управляет частотой колебаний высокочастотного генератора на элементах DD1.3 и DD1.4. От этого получается, что схема работает на двух частотах попеременно. На слух смешанные колебания воспринимаются как "трель".

Звуковым излучателем является пьезоэлектрический капсюль ЗП-х (ЗП-2, ЗП-З, ЗП-18 или аналогичный) или высокоомный телефонный капсюль с сопротивлением обмотки более 1600 Ом.

Свойство работоспособности КМОП-микросхемы К561 серии в широком диапазоне напряжений питания использовано в звуковой схеме на рисунке 3.

Рис.3. Электрическая схема автоколебательного генератора.

Автоколебательный генератор на микросхеме K561J1A7 (логические элементы DD1.1 и DD1.2-рис.). Заполучает напряжение питания от схемы управления (рис. 36), состоящей из RC-зарядной цепочки и истокового повторителя на полевом транзисторе VT1.

При нажатии кнопки SB1 конденсатор в цепи затвора транзистора быстро заряжается и затем медленно разряжается. Истоковый повторитель имеет очень большое сопротивление и на работу зарядной цепи почти не влияет. На выходе VT1 "повторяется" входное напряжение- и сила тока достаточна для питания элементов микросхемы.

На выходе генератора (точка соединения со звуковым излучателем) формируются колебания с убывающей амплитудой до тех пор, пока напряжение питания не станет меньше допустимого (+3 В для микросхем серии К561). После этого колебания срываются. Частота колебаний выбрана примерно 800 Гц. Она зависит и может быть скорректирована конденсатором С1. При подаче выходного сигнала ЗЧ на звуковой излучатель или усилитель можно услышать звуки "мяуканья кошки".

Схема, представленная на рисунке 4, позволяет воспроизводить звуки, издаваемые кукушкой.

Рис. 4. Электрическая схема устройства с имитацией "кукушки".

При нажатия на кнопку S1 конденсаторы С1 и С2 быстро заряжаются (С1 через диод VD1) до напряжения питания. Постоянная времени разряда для С1 около 1 с, для С2 - 2 с. Напряжение разряда С1 на двух инверторах микросхемы DD1 преобразуется в прямоугольный импульс длительностью около 1 с, который через резистор R4 модулирует частоту генератора на микросхеме DD2 и одном инверторе микросхемы DD1. Во время длительности импульса частота генератора составит 400-500 Гц, при его отсутствии - примерно 300 Гц.

Напряжение разряда С2 поступает на вход элемента И (DD2) и разрешает работу генератора примерно в течение 2 с. В результате на выходе схемы получается двухчастотный импульс.

Схемы находят применение в бытовых устройствах для привлечения внимания нестандартной звуковой индикацией к происходящим электронным процессам.

Часть деталей смонтирована на печатной плате (рис. 48), которую затем размещают внутри подходящего корпуса. Там же устанавливают батарею питания. Динамическую головку и выклю­чатель можно укрепить на передней стенке корпуса.

Если все детали исправны и смонтированы без ошибок, никакого налаживания имитатор не требует. И тем не менее запомните следующие рекомендации. Частоту повторения трелей можно изменить подбором резистора R5. Резистор R7, вклю­ченный последовательно с головкой, влияет не только на громкость звучания, но и на частоту блокинг-генератора. Этот резистор можно подобрать экспериментально, временно заменив его пе­ременным проволочным, сопротивлением 2...3 Ом. Добиваясь наибольшей громкости звучания, не забывайте, что при этом могут появляться искажения, ухудшающие качество звука.

Рис. 48. Печатная плата имитатора
При повторении этого имитатора для получения нужного звучания приходилось несколько изменять номиналы деталей и даже перестраивать схему. Вот, к примеру, изменения, внесен­ные в одну из конструкций. Цепочка С4, С5, R6 заменена конден­сатором (оксидным или другого типа) емкостью 2 мкФ, а вместо резистора R5 включена цепочка из последовательно соединенных постоянного резистора сопротивлением 33 кОм и подстроечного сопротивлением 100 кОм. Вместо цепочки R2, С2 включен конден­сатор емкостью 30 мкФ. Резистор R4 остался подключенным к выводу дросселя L1, а между выводом и базой транзистора VT2 (а значит, и плюсовым выводом конденсатора С1) включен резистор сопротивлением 1 кОм, одновременно между базой и эмиттером транзистора VT2 включен резистор сопротивлением 100 кОм. При этом сопротивление резистора R2 уменьшено до 75 кОм, а емкость конденсатора С1 увеличена до 100 мкФ.

Подобные изменения могут быть вызваны применением конкретных транзисторов, трансформатора и дросселя, динами­ческой головки, других деталей. Их перечисление дает возмож­ность более широко экспериментировать с данным имитатором для получения нужного звучания.

В любом случае работоспособность имитатора сохраняется при изменении напряжения питания от 6 до 9 В.
^ ТРЕЛИ СОЛОВЬЯ
Использовав часть предыдущей конструкции, можно собрать новый имитатор (рис. 49) - трелей соловья. В нем всего один транзистор, на котором выполнен блокинг-генератор с двумя ~ цепями положительной обратной связи. Одна из них, состоящая из дросселя L1 и конденсатора С2, определяет тональность звука, а вторая, составленная из резисторов Rl, R2 и конденсатора С1, - период повторения трелей. Резисторы Rl - R3 определяют режим работы транзистора.

^ Рис. 49. Схема имитатора трелей соловья на одном транзисторе
Выходной трансформатор, дроссель и динамическая го­ловка - такие же, что и в предыдущей конструкции, транзис­тор - серий МП39 - МП42 с возможно большим коэффициен­том передачи тока. Источник питания - любой (из гальвани­ческих батарей или выпрямитель) напряжением 9... 12 В. Резисторы - МЛТ-0,25, оксидные конденсаторы - К50-6, конден­сатор СЗ - МБМ или другой.

Деталей в имитаторе немного и вы сможете расположить их самостоятельно на плате из изоляционного материала. Взаимное расположение деталей не имеет значения. Монтаж может быть как печатным, так и навесным, с использованием стоек под выводы деталей.

Звучание простого имитатора во многом зависит от пара­метров используемого транзистора. Поэтому налаживание сводит­ся к подбору деталей для получения нужного эффекта.

Тональность звука устанавливают подбором конденса­тора СЗ (его емкость может быть в пределах от 4,7 до 33 мкФ), а желаемую продолжительность трелей - подбором резистора R1 (в пределах от 47 до 100 кОм) и конденсатора С1 (от 0,022 до 0,047 мкФ). Правдоподобность звука во многом зависит от режима работы транзистора, который устанавливают подбором резистора R3 в пределах от 3,3 до 10 кОм. Налаживание зна­чительно упростится, если вместо постоянных резисторов R1 и R3 будут временно установлены переменные, сопротивлением 100 - 220 кОм (R1) и 10 - 15 кОм (R3).

Если захотите использовать имитатор как квартирный звонок или звуковой сигнализатор, замените конденсатор СЗ другим, большей емкости (до 2000 мкФ). Тогда даже при кратко­временной подаче напряжения питания звонковой кнопкой кон­денсатор мгновенно зарядится и будет выполнять роль аккуму­лятора, позволяя сохранить достаточную продолжительность звучания.

Схема более сложного имитатора, практически не требую­щего налаживания, приведена на рис. 50. Он состоит из трех симметричных мультивибраторов, вырабатывающих колебания разной частоты. Скажем, первый мультивибратор, выполнен­ный на транзисторах VT1 и VT2, работает на частоте менее герца, второй мультивибратор (он выполнен на транзисторах VT3, VT4) - на частоте нескольких герц, а третий (на транзисто­рах VT5, VT6) - на частоте более килогерца. Поскольку третий мультивибратор связан со вторым, а второй - с первым, то ко­лебания третьего мультивибратора будут представлять собой всплески сигналов разной продолжительности и несколько из­меняющейся частоты. Эти «всплески» усиливаются каскадом на транзисторе VT7 и через выходной трансформатор Т1 подают­ся на динамическую головку ВА1 - она преобразует «всплески» электрического сигнала в звуки соловьиной трели.

Заметьте, что для получения требуемой имитации между первым и вторым мультивибраторами установлена интегрирую­щая цепочка R5C3, позволяющая «преобразовать» импульс­ное напряжение мультивибратора в плавно нарастающее и спа­дающее, а между вторым и третьим мультивибраторами вклю­чена дифференцирующая цепочка C6R10, обеспечивающая более короткое по продолжительности управляющее напряжение по сравнению с выделяющимся на резисторе R9.

В имитаторе могут работать транзисторы серий МП39 - МП42 с возможно большим коэффициентом передачи тока. Пос­тоянные резисторы - МЛТ-0,25, оксидные конденсаторы - К50-6, остальные конденсаторы - МБМ или другие малогаба­ритные. Трансформатор - выходной от любого транзисторного приемника с двухтактным усилителем мощности. В коллектор­ную цепь транзистора включена половина первичной обмотки трансформатора. Динамическая головка - любая маломощная, например 0,1ГД-6, 0.25ГД-19. Источник питания - батарея 3336, выключатель - любой конструкции.

Рис. 50. Схема имитатора трелей соловья на шести транзисторах
Часть деталей имитатора располагают на плате (рис. 51), которую затем устанавливают в корпус из любого материала и подходящих габаритов. Внутри корпуса размещают источник питания, а на передней стенке укрепляют динамическую голов­ку. Здесь же можно разместить и выключатель питания (при использовании имитатора в качестве квартирного звонка вместо выключателя подключают проводами звонковую кнопку, расположенную у входной двери).

^ Рис. 51. Монтажная плата имитатора
Проверку имитатора начинают с третьего мультивибратора. Временно подключают верхние по схеме выводы резисторов R12, R13 к минусовому проводу питания. В динамической головке должен раздаться непрерывный звук определенного тона. При не­обходимости изменить тональность достаточно подобрать конденсаторы С7, С8 или резисторы R12, R13.

Затем восстанавливают прежнее соединение резисторов R12, R13 и подключают к минусовому проводу верхние по схеме выводы резисторов R7, R8. Звук должен стать прерывистым, но еще не похожим на пение соловья.

Если все так и есть, снимают перемычку между резистора­ми R7, R8 и минусовым проводом. Вот теперь должен появиться звук, похожий на соловьиные трели. Более точного звучания имитатора можно добиться подбором деталей частотозадающих цепей первых двух мультивибраторов - базовых резисторов и конденсаторов обратной связи.
^ НА РАЗНЫЕ ГОЛОСА
Некоторое перестроение схемы электронной «канарейки» - и вот уже появляется схема (рис. 52) еще одного имитатора, способного издавать звуки самых разнообразных пернатых оби­тателей леса. Причем перестраивать имитатор на тот или иной звук сравнительно просто - достаточно перевести ручку одного или двух переключателей в соответствующее положение.

Как и в электронной «канарейке», оба транзистора работают в мультивибраторе, a VT2 входит еще и в состав блокинг-генератора. В частотозадающие цепи имитатора включены наборы конденсаторов разной емкости, которые можно подключать переключателями: с помощью переключателя SA1 изменяется то­нальность звучания, а с помощью SA2 - частота повторения трелей.

Кроме указанных на схеме, могут работать другие герма­ниевые транзисторы малой мощности и с возможно большим коэффициентом передачи (но не менее 30). Оксидные конден­саторы - К50-6, остальные - МБМ, КЛС или другие мало­габаритные. Все резисторы - МЛТ-0,25 (можно МЛТ-0,125). Дроссель, выходной трансформатор и динамическая головка - такие же, что и в «канарейке». Переключатели - любой кон­струкции. Подойдут, к примеру, галетные переключатели 11П2Н (11 положений 2 направления - он составлен из двух плат с контактами, связанными одной осью). Хотя у такого переключателя 11 положений, их нетрудно довести до нуж­ных шести, переставив ограничитель (он находится на ручке переключателя под гайкой) в соответствующее отверстие осно­вания.

Рис. 52. Схема универсального имитатора трелей

Рис. 53. Печатная плата имитатора
Часть деталей монтируют на печатной плате (рис. 53). Транс­форматор и дроссель крепят к плате металлическими хомути­ками или приклеивают. Плату устанавливают в корпусе, на лицевой стенке которого закрепляют переключатели и выклю­чатель питания. Динамическую головку можно также разместить на этой стенке, но неплохие результаты получаются при крепле­нии ее на одной из боковых стенок. В любом случае напротив Диффузора вырезают отверстие и закрывают его изнутри кор­пуса неплотной тканью (лучше всего радиотканью), а снаружи - Декоративной накладкой. Источник питания укрепляют на дне Корпуса металлическим хомутиком.

Имитатор должен начать работать сразу после включения питания (если, конечно, исправны детали и не напутан монтаж). Случается, что из-за малого коэффициента передачи транзисто­ров звук не появляется совсем или имитатор работает неустой­чиво. Лучший способ в этом случае - увеличить напряжение питания, включив последовательно с имеющейся еще одну бата­рею 3336.
^ КАК СТРЕКОЧЕТ СВЕРЧОК?
Имитатор стрекота сверчка (рис. 54) состоит из мульти­вибратора и RC-генератора. Мультивибратор собран на тран­зисторах VT1 и VT2. Отрицательные импульсы мультивибратора (когда закрывается транзистор VT2) поступают через диод VD1 на конденсатор С4, являющийся «аккумулятором» напряжения смещения для транзистора генератора.

Генератор, как видите, собран всего на одном транзисторе и вырабатывает колебания синусоидальной формы звуковой часто­ты. Это генератор тона. Колебания возникают из-за действия положительной обратной связи между коллектором и базой транзистора благодаря включению между ними фазосдвигающей цепочки из конденсаторов С5 - С7 и резисторов R7 - R9. Эта цепочка еще и частотозадающая - от номиналов ее деталей за­висит вырабатываемая генератором частота, а значит, тональ­ность звука, воспроизводимого динамической головкой ВА1 - она включена в коллекторную цепь транзистора через выходной трансформатор Т1.

Во время открытого состояния транзистора VT2 мульти­вибратора конденсатор С4 разряжен, и на базе транзистора VT3 практически нет напряжения смещения. Генератор не работает, звука в динамической головке нет.

Рис. 54. Схема имитатора звуков сверчка

Рис. 55. Печатная плата имитатора
При закрывании транзистора VT2 конденсатор С4 начинает заряжаться через резистор R4 и диод VD1. При определенном напряжении на выводах этого конденсатора транзистор VT3 от­крывается настолько, что генератор начинает работать, и в ди­намической головке появляется звук, частота и громкость которо­го изменяются по мере роста напряжения на конденсаторе.

Как только транзистор VT2 вновь открывается, конденсатор С4 начинает разряжаться (через резисторы R5, R6, R9 и цепь эмиттерного перехода транзистора VT3), громкость звука падает, а затем звук исчезает.

Частота повторения трелей зависит от частоты мультивиб­ратора. Питается имитатор от источника GB1, напряжение кото­рого может быть 8...И В. Для развязки мультивибратора от генератора между ними установлен фильтр R5C1, а для за­щиты источника питания от сигналов генератора параллельно источнику включен конденсатор С9. При длительном использо­вании имитатора его необходимо питать от выпрямителя.

Транзисторы VT1, VT2 могут быть серий МП39 - МП42, a VT3 - МП25, МП26 с любым буквенным индексом, но с коэф­фициентом передачи не менее 50. Оксидные конденсаторы - К50-6, остальные - МБМ, БМТ или другие малогабаритные. Постоянные резисторы - МЛТ-0,25, подстроечный R7 - СПЗ-16. Диод - любой кремниевый маломощный. Выходной трансфор­матор - от любого малогабаритного транзисторного приемника (используется половина первичной обмотки), динамическая го­ловка - мощностью 0,1 - 1 Вт со звуковой катушкой сопротив­лением 6 - 10 Ом. Источник питания - соединенные последо­вательно две батареи 3336 либо шесть элементов 373.

Детали имитатора (кроме динамической головки, выключа­теля и источника питания) монтируют на печатной плате (рис. 55). Ее можно затем укрепить в корпусе, внутри которого рас­положить источник питания, а на лицевой панели - динамиче­скую головку и выключатель питания.

Перед включением имитатора движок подстроечного резисто­ра R7 установите в нижнее по схеме положение. Подав выключателем SA1 питание, послушайте звучание имитатора. Подберите его более схожим со стрекотанием сверчка подстроечным ре­зистором R7.

Если же после подачи питания звука нет, проверьте работу каждого узла в отдельности. Сначала отключите левый по схеме вывод резистора R6 от деталей VD1, С4 и подключите его к ми­нусовому проводу питания. В динамической головке должен раздаться однотональный звук. Если его нет, проверьте монтаж генератора и его детали (в первую очередь транзистор). Для проверки работы мультивибратора достаточно подключить (через конденсатор емкостью 0,1 мкФ) параллельно резистору R4 или выводам транзистора VT2 высокоомные головные те­лефоны (ТОН-1, ТОН-2). При работающем мультивибраторе в телефонах будут слышны щелчки, следующие через 1...2 с. Если их нет, ищите ошибку в монтаже или неисправную де­таль.

Добившись работы в отдельности генератора и мультивиб­ратора, восстановите соединение резистора R6 с диодом VD1 и конденсатором С4 и убедитесь в работоспособности имитатора.
^ КТО СКАЗАЛ «МЯУ»!
Этот звук донесся из небольшой шкатулки, внутри кото­рой разместился электронный имитатор. Схема его (рис. 56) немного напоминает схему предыдущего имитатора, не считая усилительной части - здесь применена аналоговая интегральная микросхема.

^ Рис. 56. Схема имитатора звуков «мяу»
На транзисторах VT1 и VT2 собран несимметричный муль­тивибратор. Он вырабатывает импульсы прямоугольной формы, следующие со сравнительно низкой частотой - 0,3 Гц. Эти им­пульсы поступают на интегрирующую цепочку R5C3, в резуль­тате чего на выводах конденсатора формируется сигнал с плавно нарастающей и плавно спадающей огибающей. Так, когда тран­зистор VT2 мультивибратора закрывается, конденсатор начина­ет заряжаться через резисторы R4 и R5, а когда транзистор открывается, конденсатор разряжается через резистор R5 и учас­ток коллектор-эмиттер транзистора VT2.

С конденсатора СЗ сигнал поступает на генератор, выпол­ненный на транзисторе VT3. Пока конденсатор разряжен, гене­ратор не работает. Как только появляется положительный импульс и конденсатор заряжается до определенного напряжения, генератор «срабатывает», и на его нагрузке (резистор R9) появ­ляется сигнал звуковой частоты (примерно 800 Гц). По мере увеличения напряжения на конденсаторе СЗ, а значит, и напря­жения смещения на базе транзистора VT3, возрастает амплитуда колебаний на резисторе R9. По окончании импульса по мере разрядки конденсатора амплитуда сигнала падает, и вскоре генератор перестает работать. Так повторяется при каждом им­пульсе, снимаемом с резистора R4 нагрузки плеча мультиви­братора.

Сигнал с резистора R9 поступает через конденсатор С7 на переменный резистор R10 - регулятор громкости, а с движка его - на усилитель мощности звуковой частоты. Использование готового усилителя в интегральном исполнении позволило значи­тельно сократить размеры конструкции, упростить ее налажи­вание и обеспечить достаточную громкость звука - ведь усили­тель развивает на указанной нагрузке (динамическая голов­ка ВА1) мощность около 0,5 Вт. Из динамической головки слышатся звуки «мяу».

Транзисторы могут быть любые из серии КТ315, но с коэф­фициентом передачи не менее 50. Вместо микросхемы К174УН4Б.(прежнее обозначение К1УС744Б) можно применить К174УН4А, при этом несколько возрастет выходная мощность. Оксидные конденсаторы - К53-1А (С1, С2, С7, С9); К52-1 (СЗ, С8, С10); подойдут и К50-6 на номинальное напряжение не ниже 10 В; остальные конденсаторы (С4 - С6) - КМ-6 или другие мало­габаритные. Постоянные резисторы - МЛТ-0,25 (или МЛТ-0,125), переменный - СПЗ-19а или другой аналогичный.

Динамическая головка - мощностью 0,5 - 1 Вт с сопротив­лением звуковой катушки 4 - 10 Ом. Но следует учесть, что чем меньше сопротивление звуковой катушки, тем большую мощ­ность усилителя удастся получить на динамической головке. Источник питания - две батареи 3336 либо шесть элементов 343, соединенные последовательно. Выключатель питания - любой Конструкции.

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

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
VT1	Биполярный транзистор	КТ3107АМ	1			В блокнот
VT2	Биполярный транзистор	КТ3102АМ	1			В блокнот
VD1-VD3	Светодиод	Мигающий	3			В блокнот
BA1	Динамическая головка	0.1-0.15 Вт, 8Ом	1			В блокнот
C1	Конденсатор	1 мкФ	1			В блокнот
C2	Электролитический конденсатор	100мкФ х 10В	1			В блокнот
R1	Резистор	2.7 кОм	1			В блокнот
R2-R4	Резистор