Читать книгу «Юный радиолюбитель [7-изд]» онлайн.
Все детали генератора световых импульсов, кроме источника питания, можно смонтировать на картонной плате размерами примерно 40х60 мм. Микросхему D1, электролитический конденсатор С1 (типа К50-6), транзистор V1, лампочку накаливания Н1 (МН2,5–0,068) и резисторы размещай с одной стороны платы, а соединения между ними делай с другой стороны. Выводы микросхемы пропусти через проколы в плате до упора корпуса, отогни немного в стороны и туг же пронумеруй, чтобы исключить ошибки в соединении ее элементов.
Источником питания может быть сетевой блок питания, батарея 3336Л или батарея, составленная из трех элементов 332. Проводник положительного полюса источника тока (желательно в изоляции красного цвета) подключай к выводу 14, а проводник отрицательного полюса — к выводу 7 микросхемы.
Прежде чем включить питание, движок резистора R1 поставь в положение наибольшего введенного сопротивления (по схеме — в крайнее правое), а между общим заземленным проводником и выходом мультивибратора (вывод 6 элемента D1.2) включи вольтметр постоянного тока. Если ошибок в монтаже нет, то после включения питания стрелка вольтметра должна периодически, с частотой мультивибратора, отклоняться от нулевой отметки шкалы и с такой же частотой вспыхивать лампочка в коллекторной цепи транзистора.
Попробуй уменьшать введенное сопротивление переменного резистора R1 — частота колебаний стрелки вольтметра и вспышек лампочки накаливания должна плавно увеличиваться.
Подключи параллельно конденсатору С1 второй конденсатор такой же или большей емкости. Что изменилось? Частота световых вспышек, регулируемая резистором R1, уменьшилась примерно вдвое. Емкость этого конденсатора можно уменьшить примерно до 100 мкФ. Но тогда при минимальном сопротивлении резистора R1 частота импульсов, генерируемых мультивибратором, будет столь значительной, что стрелка вольтметра и нить накала лампочки из-за инерционности уже не смогут на них реагировать. На такую частоту будут реагировать только головные телефоны, подключенные к выходу мультивибратора.
Такой генератор ты можешь также использовать в качестве «мигалки» — указателя поворотов при езде на велосипеде. В этом случае резистор R1 может быть постоянным, но подобранным такого номинала, чтобы лампочка вспыхивала не более 50–60 раз в 1 мин. Источник питания — батарея 3336Л. Для коммутации цепей питания используй трехпозиционный двухсекционный тумблер со средним нейтральным положением. В среднем положении ручки тумблера генератор и лампочки накаливания, находящиеся слева и справа от сидения велосипеда, обесточены. В левом положении ручки тумблера будут включаться одновременно сам генератор и левая лампочка, а при правом положении ручки тумблера тоже генератор и правая лампочка указателя поворотов. Составить схему такой коммутации цепей питания ты, надеюсь, сможешь и без моей помощи.
Схему еще одного устройства на микросхеме К155ЛАЗ, в котором работают все составляющие ее элементы 2И-НЕ, ты видишь на рис. 305. Это тоже генератор, но он низкочастотный.
Рис. 305. Схема генератора колебаний звуковой частоты
Сам генератор образуют последовательно соединенные элементы D1.1, D1.2 и D1.3. Конденсатор С1 создает между выходом второго элемента и входом первого элемента положительную обратную связь, обеспечивающую автоколебательный процесс, а резистор R1 стабилизирует режим возбуждения генератора.
Работает устройство следующим образом. Сразу после включения питания (выключателем S1) конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R1. Предположим, что в этот момент времени на выходе элемента D1.2 будет напряжение высокого уровня (около 4 В), тогда на выходе элемента D1.3 будет напряжение низкого уровня (примерно 0,4 В). Как только напряжение на левой (по схеме) обкладке конденсатора С1, а значит, и на входе элемента D1.1 станет ниже порогового (1,2–2,3 В), состояние всех элементов изменится на обратное. Теперь конденсатор С1 начинает разряжаться через резистор R1 и элемент D1.3, а затем, когда элементы переключатся в первоначальное состояние, будет вновь заряжаться и т. д. В результате на выводе 6 элемента D1.2, являющегося выходом генератора, будут непрерывно, пока включено питание, формироваться импульсы напряжения прямоугольной формы. Точно такие же импульсы, но сдвинутые по фазе на 180°, будут и на выводе 11 элемента D1.4, выполняющего функцию инвертора.
С выхода элемента D1.4 сигнал генератора подается на переменный резистор R2, а с его движка на вход усилителя 3Ч, работу которого надо проверить. Этот резистор, таким образом, выполняет роль регулятора уровня выходного сигнала генератора.
Частоту генерируемых импульсов плавно регулируют переменным резистором R1. С уменьшением его сопротивления частота генератора повышается, а с увеличением, наоборот, снижается. При емкости конденсатора С1, равной 0,5 мкФ, наибольшая частота генератора составляет 4–5 кГц, а наименьшая примерно 500 Гц.
Смонтировать и проверить работоспособность генератора можно на той же картонной плате, на которой ты монтировал первый генератор, с использованием той же микросхемы. Конденсатор С1 — МБМ или БМ, резисторы R1 и R2 любых типов. Источником питания может быть выпрямитель с выходным напряжением 5 В или батарея 3336Л.
Тщательно проверь все соединения по принципиальной схеме. Если ошибок в монтаже нет, то подключи к выходу генератора головные телефоны и включи питание — в телефонах услышишь звук, тональность которого можно изменять переменным резистором R1, а громкость — переменным резистором R2.
Определенный практический интерес представляет двух тональный генератор который можно использовать, например, в качестве квартирного звонка. Такой звуковой автомат (рис. 306) состоит из трех генераторов, включаемых вызывной кнопкой S1. В первом из них работают элементы D1.1, D1.2 и D1.4, во втором — D1.3, D2.1 и D2.2, в третьем — D2.3, D2.4 и D2.2. Элемент D2.2, таким образом, является общим для второго и третьего генераторов, которые, в свою очередь, управляются первым генератором.
Рис. 306. Схема двухтональной сирены
Принцип работы всех генераторов аналогичен действию предыдущих, но частота пульсаций первого генератора составляет 0,7–0,8 Гц, частота второго около 600 Гц, третьего примерно 1000 Гц. Частота импульсов первого генератора, выполняющего функцию электронного переключателя, определяется в основном емкостью конденсатора С1, а частоты второго и третьего генераторов, являющихся тональными, емкостями соответствующих им конденсаторов С2 и С3 и резисторов R2 и R3. Когда нажата вызывная кнопка S1 и, следовательно, подано напряжение питания на микросхемы, импульсы переключающего генератора включают (со сдвигом фазы на 180°) тональные генераторы. При этом на выводе 6 элемента D2.2 периодически, с частотой переключающего генератора, появляются колебания то второго, то третьего тональных генераторов. Эти колебания усиливаются транзистором V1 и динамической головкой В1 преобразуются в как бы переливающийся и изменяющий свою тональность звук. Резистор R4 ограничивает ток базы транзистора V1.
Детали звонка можно печатным или навесным методом смонтировать на плате размерами 65х30 мм (рис. 307) и вместе с источником питания (четыре аккумулятора Д-0,1 или батарея 3336Л) разместить в пластмассовой коробке.
Рис. 307. Монтажная плата двухтональной сирены
Все электролитические конденсаторы типа К50-6. Конденсатор С3 составлен из двух, соединенных последовательно конденсаторов емкостью по 1 мкФ, но он может быть бумажным емкостью 0,5 или 0,47 мкФ. Резисторы — MЛT. Динамическая головка мощностью 0,1–0,5 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 8-10 Ом.
Если детали исправны и нет ошибок в монтаже, звонок начинает работать сразу же после нажатия вызывной кнопки, включающей питание. Установить желательную тональность звучания можно подбором конденсаторов и резисторов тональных генераторов. Чтобы при подборе этих деталей удлинить интервалы времени включения тональных генераторов, параллельно конденсатору С1 переключающего генератора можно подключить конденсатор емкостью в несколько тысяч микрофарад.
Если двухтональный генератор будет использоваться в электронных играх или игрушках с длительной подачей звуковых сигналов, то транзистор КТ315 усилителя мощности следует заменитъ кремниевым n-р-n транзистором средней мощности, например КТ603 или КТ608 с любым буквенным индексом.
Во всех устройствах, о которых я рассказал тебе в этой части беседы, микросхему К155ЛА3 можно заменить микросхемой К133ЛА3 из серии К133 или К158ЛА3 из серии К158. При этом никаких изменений в схеме делать не надо, так как эти микросхемы как и К155ЛА3, содержат по четыре элемента 2И-НЕ с таким же расположением выводов.
В заключение хочу рассказать еще об одном способе использования логических элементов, правда, несколько необычном для них. Дело в том, что элементы некоторых цифровых микросхем при охвате их глубокими отрицательными обратными связями могут работать как усилители сигналов, например микросхема К176ЛЕ5 из серии К176, на базе которой можно собрать миниатюрный приемник прямого усиления.
Принципиальная схема такого приемника, разработанного радиолюбителями В. Смирновым и В. Стрюновым из г. Андропов Ярославской области, приведена на рис. 308.
Рис. 308. Схема приемника прямого усиления на логической микросхеме
Используемая в нем микросхема К176ЛЕ5 содержит четыре самостоятельных элемента 2ИЛИ-НЕ (обозначают символом 1 внутри прямоугольника), в которых работают полевые транзисторы. Корпус этой микросхемы такой же, как у микросхем серии К155.
Приемник рассчитан на прием программ одной местной или отдаленной мощной радиовещательной станции, работающей в диапазоне СВ или ДВ. Его колебательный контур образуют катушка L1 магнитной антенны W1 и подстроечный конденсатор С1. Сигнал радиостанции, на частоту которой контур настроен, усиливается элементом D1.1.
Резистор R1 создает между выходом и входом элемента отрицательную обратную связь по постоянному напряжению, обеспечивая ему работу в режиме усиления. Конденсатор С2 устраняет отрицательную обратную связь по переменному напряжению, снижающую усиление радиочастотного каскада.
С вывода 3 элемента D1.1 усиленный сигнал поступает через конденсатор С3 на детектор, диоды V1 и V2 которого включены по схеме удвоения напряжения выходного сигнала. С резистора R2, являющегося нагрузкой детектора, сигнал звуковой частоты подается через конденсатор С5 на вход трехкаскадного усилителя 3Ч на элементах D1.2-D1.4 и далее телефоном В1 преобразуется в звук.