ЗВУКОВЫЕ СИГНАЛИЗАТОРЫ НА ДИНИСТОРАХ
С. БИРЮКОВ, г. Москва
Весьма простые звуковые сигнализаторы можно строить на микросхемных аналогах симметричных динисторов серии КР1125КПЗ, описанной в "Радио" № 5 за 1998 на с. 59-61, и КР1182КП1 (рис.1).
Puc.1
Сигнализатор с телефонным капсюлем (рис. 2) представляет собой релаксационный генератор, подобный тем, что выполняют на неоновых лампах или аналогах динисторов. В исходном состоянии конденсатор С1 разряжен. При подаче питающего напряжения 12...30 В он начинает заряжаться через резисторы R1 и R2. Как только напряжение на нем достигает напряжения переключения динистора Uпер (оно составляет около 8,5; 15 и 21 В для динисторов КР1125КПЗ с индексами А, Б и В соответственно), динистор открывается и конденсатор быстро разряжается через него и капсюль BF1.
Puc.2
После разрядки конденсатора ток через динистор становится меньше тока удержания Iуд, минимального, при котором динистор остается во включенном состоянии, и динистор закрывается. Конденсатор снова начинает заряжаться, процесс повторяется.
Напряжение на конденсаторе по форме близко к пилообразному с плавным подъемом от нуля до Uпер и резким спадом. При указанных на схеме номиналах элементов (сопротивление обмотки капсюля - 90 Ом) и напряжении питания 12 В частоту генерируемого сигнала можно регулировать в пределах от 1000 до 2500 Гц. В этом случае суммарное сопротивление резисторов приходится изменять от 35 до 12 кОм (большему сопротивлению соответствует меньшая частота).
Если будет подано напряжение 20 В, частоту удастся регулировать от 650 до 3000 Гц установкой сопротивления резисторов от 120 до 24 кОм. Чем выше напряжение питания по сравнению с напряжением переключения динистора, тем легче выполнить условия генерации, тем шире диапазон изменения частоты. На частоту влияет и емкость конденсатора - чем она больше, тем ниже тональность звука.
Громкость звука сигнализатора невелика, но ее достаточно, например, при изучении телеграфной азбуки. Повысить громкость нетрудно, используя динистор с большим напряжением переключения (с индексами Б, В) и соответствующим повышением напряжения питания.
Большей громкостью обладают сигнализаторы с пьезоизлучателями, например, ЗП-5 (рис. 3). В этом варианте конденсатор не нужен - его роль выполняет пьезоизлучатель, емкость которого составляет 10...30 тыс. пФ.
Puc.2
Работа такого сигнализатора имеет некоторые особенности по сравнению с предыдущим устройством. Каждая разрядка емкости через динистор вызывает в излучателе колебания на его резонансной частоте - около 2,5 кГц у ЗП-5. За счет обратного пьезоэффекта на выводах излучателя появляются синусоидальные затухающие колебания, накладывающиеся на пилообразное напряжение зарядки емкости (рис. 4,а). В результате происходит внутренняя синхронизация колебаний генерируемой частоты с собственной резонансной частотой пьезоизлучателя. Теперь попытка плавной регулировки частоты (переменным резистором R2) или изменение напряжения питания приведут к изменению частоты скачками.
Puc.4
Интересна форма напряжения на пьезоизлучателе, когда увеличивают частоту генерации и приближают ее к резонансной (рис. 4,б). При попытке "перехода" резонансной частоты колебания вначале становятся непериодическими, а затем (когда генерируемая частота значительно превысит резонансную, что возможно с увеличением напряжения питания) становятся пилообразными.
Когда подавали питающее напряжение 12В, частоту сигнализатора удавалось изменять от 500 до 2400 Гц (сопротивление резисторов 32...6,5 кОм), а при подаче напряжения 20 В - от 250 до 10000 Гц (сопротивление резисторов 120...9 кОм). Некоторого расширения области устойчивой работы сигнализатора можно добиться включением последовательно с динистором дросселя ДМ-0,1 или аналогичного индуктивностью порядка 400 мкГн.
Поместив надлежащим на столе пьезоизлучателем металлическую пластину размерами не менее 150x150 мм и изменяя расстояние между ними от 50 до 300 мм, можно наблюдать эффект влияния отражения звука на работу сигнализатора. Изменяется громкость и тональность звучания, особенно на частоте, близкой к резонансной. Если подключить к пьезоизлучателю осциллограф, на его экране будут видны изменения формы напряжения.
Поскольку динисторы серии КР1125КПЗ - симметричные приборы, соблюдать указанную на схемах полярность напряжения питания не обязательно. Более того, сигнализаторы способны работать при питании их переменным напряжением. Так, в устройстве по схеме рис. 3 вместо двух резисторов был установлен один, сопротивлением 130 кОм и мощностью 0,5 Вт, а питалось оно переменным напряжением 40...250 В частотой 50 Гц. Звук, однако, был резким, раздражающим, наиболее подходящим для оповещения об аварийной ситуации. Примерная форма напряжения на излучателе соответствовала приведенной на рис. 5.
Puc.5
Значительного увеличения громкости звучания можно добиться применив в сигнализаторе динистор КР1182КП1 (рис. 6). Его напряжение переключения - около 105 В, оно и будет приложено к пьезоизлучателю. Сигнализатор обеспечивает громкий звук, похожий на автоматную очередь и хорошо слышимый в любом месте квартиры. Сходство станет еще большим, если последовательно с резистором R1 включить любой диод на рабочее напряжение не менее 300 В, например, серии КД105. Резистор R2 служит для ограничения импульсного тока через динистор на допустимом уровне.
Puc.6
Проводя опыты с сигнализаторами, питающимися от сети, необходимо соблюдать особую осторожность. Все изменения и перепайки нужно выполнять, предварительно отключив устройства от сети. Вал переменного резистора поворачивают только отверткой с изолированной ручкой. В готовой конструкции элементы сигнализатора должны быть недоступны для случайного прикосновения.
Радио 8/2000, с.59-60.