Юный техник, 2008 № 12

Звуковой генератор всего на двух транзисторах разработан и собран лет двадцать назад, но с тех пор крышка его корпуса ни разу не открывалась и он верой и правдой служил автору во многих экспериментах. Конечно, этот прибор вряд ли позволяет производить измерения коэффициента гармоник в аппаратуре Hi-End класса, а точность установки частоты и выходного напряжения измеряется процентами, но в радиолюбительской практике и этого вполне достаточно.

Схема генератора показана на рисунке 1.

Два транзистора — полевой VT1 и биполярный VT2 — включены по схеме составного повторителя, имеющего небольшой коэффициент усиления и повторяющего на выходе фазу входного сигнала. Глубокая отрицательная обратная связь (ООС) через резисторы R7, R8 стабилизирует и усиление, и режим транзисторов.

Но для возникновения генерации нужна еще положительная обратная связь (ПОС) с выхода усилителя на его вход. Она осуществляется через так называемый мост Вина — цепочку из резисторов и конденсаторов R1…R4, С1…С6. Мост Вина ослабляет как низкие частоты (из-за возрастающего емкостного сопротивления конденсаторов С4…С6), так и высокие (из-за шунтирующего действия конденсаторов С1…СЗ). На центральной же частоте настройки, примерно равной 1/2RC, его коэффициент передачи максимален, а фазовый сдвиг равен нулю. На этой частоте и возникает генерация.

Изменяя сопротивления резисторов и емкость конденсаторов моста, частоту генерации удается изменять в широких пределах. Для удобства пользования выбран десятикратный диапазон изменения частоты сдвоенным переменным резистором R2, R4, а диапазоны частот переключаются (S1a, S1b) конденсаторами C1…С6.

Для перекрытия всех звуковых частот от 25 Гц до 25 кГц достаточно трех диапазонов, но при желании можно добавить и четвертый, до 250 кГц (так сделано у автора). Выбрав несколько большие емкости конденсаторов или сопротивления резисторов, можно сместить диапазон частот вниз, сделав его, например, от 20 Гц до 200 кГц.

Следующий важный момент в проектировании звукового генератора — стабилизации амплитуды выходного напряжения.

Для простоты здесь использован самый древний и надежный способ стабилизации — с помощью лампы накаливания. Дело в том, что сопротивление нити лампы возрастает при изменении температуры от холодного состояния до полного накала почти в 10 раз! Малогабаритная индикаторная лампочка VL1 с сопротивлением в холодном состоянии около 100 Ом включена в цепи ООС. Она шунтирует резистор R6, при этом ООС невелика, ПОС преобладает и возникает генерация. По мере роста амплитуды колебаний нить лампы нагревается, ее сопротивление растет, и ООС увеличивается, компенсируя ПОС и тем самым ограничивая рост амплитуды.

На выходе генератора включен ступенчатый делитель напряжения на резисторах R10…R15, позволяющий получить калиброванный сигнал амплитудой от 1 мВ до 1 В. Резисторы делителя распаяны прямо на выводах стандартного пятиштырькового разъема от аудиоаппаратуры.

Питание генератор получает от любого источника (выпрямителя, аккумулятора, батареи), часто от того же самого, от которого питается и испытываемое устройство. Напряжение питания на транзисторах генератора стабилизировано цепочкой R11, VD1. Резистор R11 имеет смысл заменить такой же лампой накаливания, как и VL1 (индикаторная телефонная, в «карандашном» исполнении) — это расширит пределы возможных напряжений питания. Потребляемый ток — не более 15…20 мА.

В генераторе можно применять детали практически любых типов, но особое внимание надо обратить на качество сдвоенного переменного резистора R2, R4. Автор применил довольно крупный прецизионный резистор от какой-то устаревшей аппаратуры, но подойдут и сдвоенные резисторы от регуляторов громкости или тембра стереоусилителей. Стабилитрон VD1 — любой маломощный, на напряжение стабилизации 6,8…9 В.

При налаживании надо обратить внимание на плавность возникновения генерации примерно в среднем положении движка подстроечного резистора R8. При слишком малом его сопротивлении генерация может прекращаться в некоторых положениях ручки установки частоты, а при слишком большом может наблюдаться искажение синусоидальной формы сигнала — ограничение. Следует также измерить напряжение на коллекторе транзистора VT2, оно должно равняться примерно половине напряжения стабилизированного питания.

При необходимости подбирают резистор R6 и, в крайнем случае, тип и экземпляр транзистора VT1.

В ряде случаев помогает включение последовательно с лампой накаливания VL1 электролитического конденсатора емкостью не менее 100 мкФ («плюсом» к истоку транзистора).

В заключение резистором R10 выставляют на выходе амплитуду сигнала 1 В и градуируют шкалу частоты с помощью цифрового частотомера. Она общая для всех диапазонов.

На фотографиях показан генератор в «приборном» исполнении, собранный на дюралюминиевом шасси с П-образной крышкой. Возможны и другие варианты исполнения, в зависимости от вкуса и возможностей радиолюбителя.

В. ПОЛЯКОВ, профессор

ЧИТАТЕЛЬСКИЙ КЛУБ

Вопрос — ответ

В «ЮТ» № 1 за 2007 г. вы писали о Бене Андервуде, который умеет ориентироваться в пространстве, ничего не видя. А можно ли этому научиться и другим людям?

Андрей Скоморохов,

г. Воронеж

Да, можно. Потерявших зрение британских детей хотят возвратить к активному образу жизни с помощью эхолокационной техники, используемой летучими мышами. Десять детей в возрасте от 5 до 17 лет начали обучаться в Глазго технике «ментальной визуализации окружающих объектов». Говоря проще, детей учат пощелкивать языком и ориентироваться на звук даже в таких шумных местах, как метро. Подобные навыки, по данным специалистов, позволяют определять размеры и плотность объектов на расстоянии более 30 метров!

Старт этому проекту в Шотландии дал 41-летний незрячий американец из Калифорнии Дан Киш — основатель и активный пропагандист подобной техники. Он посетил Глазго и поразил всех способностью ездить на велосипеде по оживленным улицам города, а также различать на расстоянии различные виды фруктов.

Слышал по радио, будто на МКС проводились испытания… бумеранга. Кому и зачем это понадобилось?

Игорь Самохин,

г. Киев

В самом деле, прилетавший на «Индеворе» японец Такао Дои провел испытания бумеранга в невесомости. Опыты проводились в свободное от работы время, поскольку они не входили в программу научных экспериментов.

Оказывается, на Земле регулярно проходят международные турниры по метанию бумеранга, и испытать этот метательный снаряд на орбите японского астронавта попросил не кто иной, как чемпион мира в этой дисциплине Ясухиро Тогаи. Мастеровитый метатель бумерангов полагал, что в условиях, когда на полет снаряда не действует сила тяжести, бумеранг полетит по спирали вверх.

Такао Дои провел испытания и выяснил, что и в невесомости бумеранг упорно возвращается к месту броска. Невесомость не оказала существенного влияния на характер его полета.