Некоторые электронные и электромеханические часы, а также мобильные телефонные аппараты, имеющие функцию будильника, имеют низкую громкость звукового сигнала. Чтобы компенсировать этот недостаток, можно изготовить несложное устройство, значительно увеличивающее громкость звука при срабатывании будильника.
Принципиальная схема такого усилителя показана на рис.1. Устройство предназначено для усиления сигналов будильника, имеет встроенный узел светодиодного ночника, который автоматически включается во время звучания пробуждающего сигнала. Усилитель может быть подключен к любым электронным и электромеханическим часам с напряжением питания 1,2…45 В постоянного тока.
Рис. 1
Предлагаемое устройство также можно использовать как звуковой пробник для проверки работоспособности низкочастотных усилителей, коммутаторов и генераторов.
Звуковой сигнал будильника поступает на вход ХР1 устройства. Когда в установленное время зазвучит сигнал будильника, он через разделительный конденсатор С1 и защитный резистор R2 поступит на вывод базы транзистора VТ1. Усиленный звуковой сигнал с вывода коллектора УП через разделительный конденсатор СЗ и резистор Яб поступит на диодный выпрямитель VD2VD3. Во время звучания сигнала будильника, быстро до нескольких вольт зарядится конденсатор С4. Транзистор VT2 откроется, вместе с ним откроется транзистор VTЗ, включится сверхъяркий светодиод HL1 белого цвета свечения. Полевой транзистор VT4 работает как генератор стабильного тока, которым питается светодиод, резистор РШ ограничивает рассеиваемую V4 мощность. После окончания сигнала будильника светодиод HL1 продолжит светить несколько секунд, в зависимости от напряжения питания устройства. Усилительный каскад на VТ1 питается через RC-фильтр R7С2.
Звуковой сигнал с вывода коллектора VТ1 через резистор R8 и конденсатор С6 также поступает на двухтактный усилитель мощности звуковой частоты, выполненный на транзисторах VТ5-VТ7. Усиленный по напряжению и мощности звуковой сигнал через конденсаторы С7, С8 поступает на нагрузку, в качестве которой может быть установлен телефонный капсюль ВF1 или динамическая головка. Размах амплитуды напряжения на подключенной нагрузке будет на 2 В меньше напряжения питания устройства. Через резистор R14 на вывод базы VТ5 во время работы звукового сигнала поступает небольшое напряжение смещения, что улучшает качество звучания полифонических мелодий.
При отсутствии сигнала будильника VТ5 закрыт, УМЗЧ не работает, что предотвращает появление низкочастотного фона в дежурном режиме устройства.
Светодиод НИ и УМЗЧ включаются при амплитуде входного сигнала более 100 мВ. Диод VD4 защищает устройство от переполюсовки напряжения питания. Также благодаря этому диоду устройство можно питать напряжением переменного тока. Конденсаторы С5, С9 блокировочные по цепи питания. Светодиод НL2 непрерывно светится при наличии напряжения питания устройства. В дежурном режиме при напряжении питания 24 В усилитель потребляет от источника питания ток около 7 мА. При включении сигнала будильника потребляемый ток будет около 40 мА.
На рис.2 показаны два варианта того, как можно подключить усилитель к часам. Если в часах применён электромагнитный излучатель звука (рис.2,а), то удобнее будет подключиться к его выводам. Если в часах применён пьезокерамический излучатель звука (рис.2,б), то предпочтительнее подключить вход усилителя так, чтобы на контактах гнезда 1ХS1 было минимальное или нулевое напряжение. Общим проводом часов может быть как «плюс» питания, так и «минус». Резистор 1R1 защитный. Если в часах с пьезокерамическим излучателем звука для его питания применён повышающий трансформатор, то целесообразней будет подключиться к выводам первичной обмотки такого трансформатора. Амплитуда напряжения звукового сигнала будильника в зависимости от типа звукового излучателя может быть от долей вольта до нескольких десятков вольт.
Рис. 2
Конструкция и детали
Большинство деталей конструкции установлены на монтажной плате размерами 55×31 мм, монтаж двусторонний навесной.
Резисторы подойдут типов МЛТ, РПМ, С1-4, С1 -14 и другие общего применения соответствующей мощности. Для миниатюризации устройства и удобства монтажа часть резисторов применена в SMD исполнении — они установлены со стороны соединений.
Конденсатор С1 малогабаритный плёночный на рабочее напряжение не ниже 50 В. Остальные неполярные конденсаторы керамические или плёночные на рабочее напряжение не ниже 25 В. Оксидные конденсаторы — импортные аналоги К50-68, К53-19. Конденсатор С9 приклеен к корпусу устройства клеем «Квинтол» рядом с гнездом XS1.
Диоды Д9Ж можно заменить любыми из серий Д9, Д18, ГД507А. Вместо диода 1N914 можно применить 1N4148, КД521, КД522. Этими же диодами можно заменить германиевые диоды VD2, VD3, чувствительность устройства при этом немного снизится. Вместо диода VD4 типа FR151 можно установить 1N4001-1N4007, КД258, КД226. Этот диод приклеен к корпусу устройства рядом с гнездом питания XS1.
Сверхъяркий светодиод HL1 (белого цвета свечения, яркость 5000 мКд) можно заменить RL50-WH744D, ARL-5113UWC-17CD и другими аналогичными без встроенных резисторов. Вместо светодиода RL31-YG414S зелёного цвета свечения подойдёт любой общего применения непрерывного свечения, например, из серии КИПД66.
Вместо миниатюрных транзисторов 2SC3199 подойдут любые из серий 2SC2765, КТ6111. Транзистор 2SC1959 можно заменить любым из 2SC2383, КТ6114, КТ683. Вместо транзистора 2SА643 подойдёт любой из 2SА708, КТ6115, КТ684. Полевой транзистор КП304Г можно заменить КП3О3Е, 2П303Б, Е, Ж. Нужно подобрать экземпляр транзистора с начальным током стока 6…10 мА.
Телефонный капсюль ДЭМ-4М можно заменить любым аналогичным с сопротивлением катушки 40…120 Ом или динамической головкой с сопротивлением катушки 50 Ом, например, 0,25ГДШ-2. Не каждый телефонный капсюль с металлической мембраной эффективно работает на частотах выше 1 кГц. Также на место звукового излучателя в этом устройстве можно установить пьезокерамический излучатель звука, например, от стационарного импортного телефонного аппарата.
Если конструкция будет эксплуатироваться при фиксированном напряжении питания, то полевой транзистор VT4 можно заменить перемычкой, а сопротивление резистора R13 подобрать так, чтобы ток через светодиод HL1 был 10…20 мА. При напряжении питания устройства более 8 В, можно последовательно с резистором R13 установить дополнительные сверхъяркие светодиоды. При наличии транзистора VT4, резистор R13 устанавливают такого сопротивления, чтобы рассеиваемая VT4 мощность не превышала 200 мВт при максимальном напряжении питания.
Автор: Андрей Бутов, с. Курба, Ярославской обл.
Источник: Радиоаматор №3, 2015
