Простые однотональные звуковые сигнализаторы стали привычными настолько, что современный человек на них иногда просто не реагирует. Заострить внимание на происшедшем событии может сигнализатор на базе генератора, рассмотренного в этой статье. Генератор звуков непрерывно изменяющейся частоты можно использовать в охранных устройствах и детских игрушках. Это устройство будет полезно для сборки и начинающим радиолюбителям, осваивающим микросхемы.
Принципиальная схема генератора звуков непрерывно изменяющейся частоты показана на рисунке. Он собран на базе интегрального таймера IC1 NE555, частота работы которого изменяется путем переключения конденсаторов времязадающей цепи с помощью 6-ти низкочастотных генераторов, собранных на инверторах микросхемы IC2 типа 74С14.
Параметры сигнала прямоугольной формы, генерируемого схемой на выходе NE555, можно рассчитать по стандартным формулам:
TH=0f693·(R1+R2)·C;
Tl=0,693·R2·C;
T=TH+TL =0,693·(R 1 +2R2)·C;
f=1/T=1,44/[(R1+2R2)’C],
где С — емкость конденсаторов времязадающей цепи (см. ниже);
ТH — длительность высокого уровня выходного импульса;
TL — длительность низкого уровня выходного импульса;
Т — период;
f — частота колебаний.
Условием получения наиболее симметричного выходного сигнала является следующее неравенство: R1<<R2.
В приведенных выше формулах времязадающая емкость С — это сумма емкостей параллельно соединенных конденсаторов С7-С13 в различных комбинациях. Причем конденсаторы С7-С12 используются только тогда, когда на выходах соответствующих инверторов будут низкие уровни.
Конденсатор С13 задает основную (базовую) частоту генератора, которая равна приблизительно 13,5 кГц.
Если установлена перемычка J1, то генератор будет вырабатывать, переключая времязадающие конденсаторы, 7 следующих основных частот:
С13 — задает частоту около 13,5 кГц;
С13+С7 — задает частоту около 4,2 кГц;
С13+С8 — задает частоту около 3,1 кГц;
С13+С9 — задает частоту около 2,4 кГц;
С13+С10 — задает частоту около 1,7 кГц;
С13+С11 — задает частоту около 1.5 Гц;
С13+С 12 — задает частоту около 1,2 Гц,
Кроме перечисленных выше основных частот генератор вырабатывает и другие частоты, значение которых определяется кратковременным параллельным включением более 2-х (до 7) времязадающих конденсаторов С7-С13.
При желании можно отключить конденсатор С13, сняв перемычку J1.
Диоды 01-06 разделительные.
Микросхема ІС2 содержи 6 инверторов с триггерами Шмитта на входах. Каждый из этих инверторов работает как генератор низкой частоты. Для каждого из них можно выбрать любую частоту работы от 1 до 100 Гц и выше, но обычно их выбирают в пределах 0,1 …20 Гц.
Эти частоты можно регулировать с помощью подстроенных резисторов RV1-RV6.
После настройки каждый из этих подстроенных резисторов можно заменить постоянными резисторами соответствующих номиналов.
Устройство можно питать постоянным напряжением от 4,5 до 16 В.
Если же для питания схемы использовать напряжение +5 В, то в позиции ІС2 можно использовать КМОП интегральные схемы типов 74НС14, 74ACI4 или аналогичные, а также ТТL — микросхемы 74LS14. В последнем случае подстроенные резисторы RV1-RV6 должны иметь номинальное сопротивление, которое меньше в 3-5 раз указанного на схеме для КМОП микросхем.
В качестве громкоговорителя ВА1 желательно использовать маломощный громкоговоритель или телефонный капсюль с большим сопротивлением (16…100 Ом и более).
R4C18 — выходной фильтр.
При использовании громкоговорителя с меньшим сопротивлением, его необходимо согласовать с выходом таймера с помощью выходного трансформатора от малогабаритного транзисторного радиоприемника. При этом может понадобиться и изменение параметров фильтра R4C18.
Устройство запускается и начинает работать сразу после включения напряжения питания.
В заключение заметим, что, изменяя номиналы элементов времязадающих цепей, можно подобрать желаемый тембр звукового сигнала.
Источник: Радиоаматор №7-8, 2014
Автор: Петр Петров, г.София, Болгария
