Генератор звука на одном транзисторе: простейшие схемы

Содержание
  1. Генератор писклявого звука
  2. Источник напряжения тока на транзисторе
  3. Классификация
  4. Схемотехника преобразователей
  5. RC и LC (синусоидальные)
  6. Функциональные электрогенераторы напряжения тока
  7. Блокинг-генератор напряжения тока
  8. Генераторы напряжения на полевых транзисторах
  9. Генераторы напряжений шума
  10. Применение
  11. Генератор напряжения Ужасных Звуков (ГУЗ)
  12. Генератор напряжения на транзисторе
  13. Автоколебательные транзисторные приборы
  14. Изображение на электрических схемах (рис.)
  15. Функциональный транзисторный генератор напряжений
  16. Блокинг-генератор напряжения
  17. Генераторы напряжения импульсов на полевых транзисторах
  18. Регенераторы
  19. Генератор напряжения шума
  20. Простой генератор звука своими руками
  21. Принцип работы RC-генератора
  22. Детали и конструкция
  23. Первая схема(рис.) генератора
  24. Вторая схема(рис.) генератора
  25. Третья схема(рис.) генератора для телеграфного ключа

Генератор писклявого звука

Простой звуковой генератор на одном транзисторе

Что такое генератор звука и с чем его едят? Итак, давайте сначала определимся со значением слова «генератор». От латинского «generator» — производитель. То есть, объясняя простым языком,  это устройство, которое что-то производит и может подать. А появление полного процесса создания магнитного потока в нем называется возбуждением. Чтобы его запустить, нужно поменять полярность, для этого нужно произвести обмотки вращения. При условии достаточного вращения, обмотка отключается.

А что такое звук? Звук — это колебания, которые могут слышать наши уши. Кто-то чихнул, кто-то икнул, кто-то ругается — это все волны звука, которые слышит наше ухо. Они обладают как уменьшением, так и повышением и насыщением. Нормальный человек может слышать  вибрации в охвате частот от 16 Гц до 20 килогерц.

ВАЖНО! Звук до 16 герц называется инфразвуком, а звук выше 20 000 герц — ультразвуком.

Из вышеизложенного можно сделать вывод, что это устройство, излучающее какой-либо звук. Все элементарно и просто.

Источник напряжения тока на транзисторе

Простой звуковой генератор на одном транзисторе

Он представляет собой автоколебательную систему(рис. выше), с помощью которой можно получить напряжение электрического тока, в которой транзистор играет роль коммутирующего элемента. Изначально с момента изобретения транзистор открывается как усилительный элемент напряжения тока. Презентация первого транзистора состоялась в 1947 году.

Презентация полевого транзистора состоялась чуть позже, в 1953 году.

У производителя напряжения тока он нужен для переключения состояния и направления, и только в источниках переменного тока выполняет свои усиливающие свойства, участвуя при этом в создании положительной обратной связи для поддержки колебательного процесса.

Классификация

Транзисторные устройства имеют несколько классификаций:

  • по частотному охвату выходного сигнала;
  • по типу выходного сигнала;
  • по принципу действия.

Широта частот является субъективной величиной, но для стандартизации по праву принято следующее деление:

  • от 30 Гц до 300 кГц — низкая частота (НЧ);
  • от 300 кГц до 3 МГц — средняя частота (СЧ);
  • от 3 МГц до 300 МГц — высокая частота (ВЧ);
  • выше 300 МГц — сверхвысокая частота (СВЧ).

Это разделение частотной области радиоволн. Интервал ЗЧ протекает от 16 Гц до 22 кГц. Таким образом, желая подчеркнуть частотный охват, его называют, например, источник высокой или низкой частоты. ЗЧ интервала, в свою очередь, также делятся на ВЧ, СЧ и НЧ.

В зависимости от типа выходного сигнала они могут быть:

  • синусоидальными — для формирования числа синусоидальных сигналов;
  • функциональными — для автоколебания сигналов специальной формы. Частным случаем является источник прямоугольных импульсов, который уменьшает или повышает их;
  • преобразователь шума — устройства широкого спектра частот, у которых в заданном интервале частот спектр сигнала появляется равномерно от низа к верху участка частотной характеристики.

По принципу работы :

  • RC;
  • LC;
  • блокинг-устройства — формирователи коротких импульсов.

Из-за принципиальных ограничений RC обычно используются низкочастотной области звука, а LC — в радиусе ВЧ.

Схемотехника преобразователей

RC и LC (синусоидальные)

Производитель на транзисторе проще всего реализовать в емкостной трехточке — устройство Колпитца.

На  схеме (рис.) Колпица элементы (С1), (С2), (L) регулируют частоту. Остальные материалы представляют собой стандартную обвязку транзистора, чтобы обеспечить необходимой работой постоянного тока. Такую же простую схему(рис.) имеет прибор, собранный по трехточечной индуктивной схеме(рис.) — прибор Хартли.

Оказалось, в этой схеме(рис.) частота определяется параллельным контуром, включающим элементы (С), (La), (Lb). Конденсатор (С) нужен для формирования положительной обратной связи по переменному току.

ВАЖНО! Практическая реализация такого устройства сложнее, так как для этого требуется индуктивность с отводом.

Оба прибора автоколебаний в основном применяются в СЧ и ВЧ в качестве обеспечителя несущей частоты, в частотозадающих цепях гетеродинов и т.д. Радиорегенераторы также основаны на приборах колебаний. Такое применение требует стабильности напряжения высоких частот, поэтому схема(рис.) почти всегда дополняется кварцевым резонатором колебаний.

Задающий производитель напряжения тока на основе кварцевого резонатора осуществляет автоколебания с очень высокой точностью, задавая значение частоты ВЧ-электрогенератора. Миллиардные доли процента далеко не предел. В радиорегенераторах используется только кварцевая стабилизация напряжения частоты тока.

Их работа в области низких частот тока и частоты связана с трудностями реализации высоких значений индуктивности. Если быть точнее, то в размерах требуемой катушки индуктивности.

Схема(рис.) устройства Пирса является модификацией схемы(рис.) Колпица, реализованной без использования индуктивности.

В схеме(рис.) Пирса индуктивность изменяется кварцевым резонатором, что помогло избавиться от трудоемкой и громоздкой катушки индуктивности, и в то же время ограничило верхний интервал колебаний.

Конденсатор (С3) не пропускает постоянную составляющую смещения базы транзистора на кварцевый резонатор. Он может генерировать колебания до 25 МГц, включая частоту звука.

Работа всех вышеперечисленных аппаратов основана на резонансных свойствах колебательной системы, состоящей из емкости и индуктивности. Следовательно, частота колебаний определяется значениями этих элементов.

Производители тока RC применяют принцип фазового сдвига в резистивно-емкостной цепи. Наиболее часто используется схема(рис.) с цепочкой с изменением фаз.

Элементы (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) выполняют фазовый сдвиг для получения необходимой положительной обратной связи для возникновения автоколебаний.

ВАЖНО! Генерация происходит на частотах, для которых фазовый сдвиг оптимален (180 градусов). Схема(рис.) с фазовым сдвигом вносит сильное затухание сигнала, поэтому такая рабочая схема(рис.) предъявляет более высокие требования к коэффициенту усиления транзистора.

Менее требовательна к параметрам транзисторная схема(рис.) с мостом Вина.

Двойной Т-образный мост Вина состоит из элементов (C1), (C2), (R3) и (R1), (R2), (C3) и представляет собой узкополосный заграждающий фильтр, настроенный на частоту генерации. Для всех других частот транзистор закрывается глубокой отрицательной связью.

Здесь уже требуется тщательный подбор задающих время элементов в соответствии с параметрами. Основным требованием является равенство номиналов (C1) и (C2), (R1) и (R2).

Функциональные электрогенераторы напряжения тока

Функциональные электрогенераторы тока предназначены для генерации последовательности импульсов напряжения тока определенной формы (форму описывает определенная функция, отсюда и название).

Наиболее распространены электрогенераторы напряжения прямоугольных (если отношение длительности импульса к периоду колебаний равно ½, то такая последовательность называется «меандром»), треугольных и пилообразных импульсов тока.

Простейший электроприбор прямоугольных импульсов напряжения тока — мультивибратор — служит первой схемой(рис.) для сборки начинающими радиолюбителями своими руками.

ВАЖНО! Особенностью мультивибратора является то, что здесь можно использовать практически любой транзистор. Длительность импульсов и пауз между ними определяется номиналами конденсаторов и резисторов в базовых цепях транзисторов (Rb1), Cb1) и (Rb2), (Cb2).

Частота автоколебаний тока может варьироваться от единиц герц до десятков килогерц. ВЧ-автоколебания тока в мультивибраторе реализовать нельзя.

Генераторы треугольных (пилообразных) импульсов напряжения тока обычно строят на основе генераторов прямоугольных импульсов напряжения тока с помощью добавления корректирующей цепи.

Почти треугольная форма импульсов определяется напряжением заряда-разряда на обкладках конденсатора С.

Блокинг-генератор напряжения тока

Блокинг-генераторы напряжения тока предназначены для генерации мощных импульсов напряжения тока с крутыми фронтами и малой скважностью. Длительность пауз между импульсами напряжения тока намного больше длительности самих импульсов.

Блокинг-генераторы напряжения тока используются в формирователях импульсов, сравнивающих устройствах, но основная сфера применения — задающий генератор напряжения тока строчной развертки в устройствах отображения информации на основе электронно-лучевых трубок.

Блокинг-генераторы напряжения тока также успешно используются в устройствах подачи энергии.

Генераторы напряжения на полевых транзисторах

Характерной чертой полевых транзисторов является очень высокое входное сопротивление напряжения тока, порядок которого пропорционален сопротивлению электронных ламп.

Перечисленные выше схемотехнические решения универсальны, они просто приспособлены к использованию различных типов активных элементов.

Генераторы напряжений Колпица, Хартли и др. на полевом транзисторе отличаются только номиналами элементов.

ВАЖНО! Цепи регулировки частоты имеют такие же соотношения. Для генерации высокочастотных колебаний тока несколько предпочтительнее простой генератор напряжения, выполненный на полевом транзисторе по трехточечной индуктивной схеме(рис.).

Дело в том, что полевой транзистор, имея большое входное сопротивление напряжения, практически не оказывает шунтирующего влияния на индуктивность, а потому генератор высокой частоты будет работать стабильнее.

Генераторы напряжений шума

Характерной чертой генераторов напряжений шума является равномерность частотной характеристики в определенном масштабе, т.е. амплитуда колебаний всех частот в пределах заданного радиуса одинакова.

Генераторы напряжений шума используются в измерительном оборудовании для оценки частотных характеристик тестируемого тракта.

Генераторы напряжений шума часто дополняются корректором частотной характеристики, чтобы соответствовать субъективной громкости человеческого уха. Такой шум называется «серым».

Применение

До сих пор есть несколько областей, где применение транзисторов затруднено. Это мощные генераторы напряжения СВЧ-масштаба в радиолокации и там, где требуется прием особо мощных высокочастотных импульсов. До сих пор не разработаны мощные СВЧ-транзисторы.

Во всех остальных областях подавляющее большинство генераторов напряжения делают исключительно на транзисторах. Существует много причин для этого. Во-первых, размеры. Во-вторых, потребляемая мощность. В-третьих, надежность.

Также транзисторы в силу особенностей их строения очень легко миниатюризируются.

Генератор напряжения Ужасных Звуков (ГУЗ)

Простой звуковой генератор на одном транзисторе

Слух развит не у всех, но ни у кого не возникает сомнений в универсальной врожденной способности производить что-то неприятное для окружающих, хотя это иллюзия. Генератор напряжения ужасных звуков воодушевляет детей в возрасте 4-12 лет.

Откровенно деструктивный смысл игры «генератор напряжения ужасных звуков» заключается в подборе наиболее неблагозвучного сочетания частот. Сочетание различных частот всегда можно оценить по шкале от отличного до ужасного. Развитость любого восприятия определяется радиусом его работы.

Утонченные эстеты и ценители банного фольклора одинаково скучны в общении. Любители сладкого и соленого потеряны для кулинарии. А то, что ваша собака думает о великой французской парфюмерии, лучше не переводить с собачьего.

Из опыта сосуществования с ГУЗ.

При всем многообразии подходов к производству неприятных звуков их можно свести к двум структурным схемам(рис.). В любом случае имеется набор независимых генераторов напряжения частот звука, выбирающих частоты, с помощью которых достигается желаемое впечатление. Тогда можно объединить сигналы с выходов генераторов напряжения в один и использовать общий канал для усиления и воспроизведения звука, либо каждый из генераторов напряжения имеет свой усилитель и излучатель звука.

Синтезатор

В простейшем случае допускается использование простых генераторов напряжения импульсов в качестве отдельных генераторов напряжения звука (пример приведен на видео). Для совместной работы желательно унифицировать характеристики их выходных сигналов. Здесь они меандры. Смесь таких сигналов несколько улучшает слуховое восприятие их взаимодействующих гармоник.

Здесь расположены два канала генератора напряжения, каждый из которых состоит из перестраиваемого по частоте автогенератора на логических элементах и ​​делителя частоты пополам на одноразрядном счетчике D-триггера. После такого делителя всегда имеем чистый меандр.

На электрической схеме(рис.) видно, что имеются существенные различия в выполнении функционально идентичных генераторов напряжения. Это необходимая мера при их сборке из набора логических элементов одного корпуса микросхемы.

Опыт показывает, что у одинаковых генераторов напряжения при настройке их на близкие частоты происходит так называемая взаимная синхронизация, слипание частот. Тогда регулятор частоты одного из них перестает работать и копирует настройки другого в широком радиусе.

ВАЖНО! Если два генератора имеют одинаковые частоты при существенно различающихся значениях времязадающих элементов (здесь R2, PR1, C1 и R3, PR2, C2), то такой опасности нет. Хотя микросхемы хорошо работают в области питающих напряжений 3,5…15В, здесь они через параметрический стабилизатор (4,7В) запитаны на опорном диоде VD1.

Его балластом являются резисторы R4, R5. Вместе с С3 они образуют двусторонний Т-образный фильтр от помех. Частота генераторов в логических элементах сильно зависит от напряжения питания. В автономных устройствах гальванические элементы со временем «садятся», и без стабилизации напряжения получаемые гнусности будет улучшаться.

Указанные входные напряжения +7,8…+10В соответствуют стандартной семиэлементной гальванической батарее международного размера 6Ф22, известной нам по первому названию (40 лет назад!) «Крона» или герметичной цилиндрической батарее 7D-0,125. Если у вас есть другие источники стабильного напряжения, можете смело их использовать, исключая элементы VD1, R3 и R4. С3 лучше оставить.

Акустика

Ужас украшен децибелами. И попугать себя, и щедро поделиться ими с другими. Есть два способа. Либо используем усилители и акустику из имеющейся бытовой аппаратуры, либо делаем полностью автономное устройство.

Первый способ прост, быстр в исполнении, акустически эффективен и привязывает группу юных экспериментаторов к одному месту соединительным кабелем, оставляя остальной мир взрослым. Второй способ хорош, если у взрослых будет что-то стационарное (стол, телевизор, диван), а все, что мешает, убирается, чем дальше, тем лучше.

Все музыкальные центры имеют входы для подключения внешних стереоисточников (AUX). Аналогичные входы есть и на платах компьютеров (AUX, LINE). Все телевизоры оснащены аудиовходами (пока в основном монографическими). Во всех случаях сигнал с одного выхода подается на левый канал, со второго — на правый.

Собственно, «ужасности» пространственное разделение звуков не мешает. Тем более не до эстетических переживаний соседям за стенкой. Выходной уровень импульсных сигналов синтезатора выше, чем требуется для обычного усилителя низкой частоты (напряжение inp = 0,2…1В, Rinp = 20..100кОм), так что проблем с сопряжением быть не должно.

Только надо помнить, что на вход УНЧ должен подаваться переменный сигнал без постоянной составляющей, т.е. через разделительный конденсатор.

Триммер RP5 согласовывает выходной уровень сигнала синтезатора с входным уровнем конкретного усилителя. Устанавливается он так, чтобы регулятор громкости усилителя управлял ей оптимально.

Автономный генератор напряжения нуждается в собственном усилителе звука. Подбираем их из необходимой выходной мощности. Мы объединили сигналы в один в простом резистивном микшере с возможностью отдельно регулировать уровни выходного звука для каждого из каналов генератора напряжений.

О настройках

Регулировка частот от низких до высоких осуществляется изменением сопротивления настроечного резистора. Для комфортного ощущения плавного изменения частоты от угла поворота ручки его характеристика должна быть логарифмической. Для отечественных элементов ей соответствует буква Б в конце названия.

ВАЖНО! Вы можете улучшить (усложнить) настройки, поделив область на два или три поддиапазона. Для честной групповой игры (очень ценится!) память настроек абсолютно необходима. Даже фиксации всего двух настроек достаточно для безупречной конкуренции с любым количеством игроков по олимпийской системе с выбыванием проигравшего.

Одна из конфигураций хранит самую впечатляющую комбинацию на данный момент, а вторая используется для творческих изысканий претендента. Щелкнув переключателем, вы всегда можете сравнить оба звука и выбрать худший из них. Когда претендент побеждает, его настройки фиксируются, и следующая попытка идет с регуляторами низвегнутого с пьедестала.

Победа желательна и не стоит соблазняться возможностью немного видоизменить звук лидера. Настройки должны быть защищены от «шустриков». В данном случае простота электроники оставляет эту роль конструктору корпуса. Все варианты подходят для механической блокировки или затрудненного доступа к регуляторам сохраняемых настроек.

Хороша, например, жезловая защита, где в качестве регуляторов используются подстроечные резисторы с коротким шлицом, которые не выступают над передней панелью устройства, а в наличии есть всего 1 пара переставляемых утапливаемых ручек.

Корпус из алюминиевого профиля с боковыми козырьками хорошо защищает ручтки от случайных касаний, а расположение органов управления, относящихся к разным настройкам, на противоположных сторонах делает попытки сброса настроек лидера весьма очевидными. В среднем положении переключателя управления A/B питание отключается.

Две настройки в одном из генераторов напряжения. В положении переключателя «off» отдельная группа переключателей SA1 отключает питание.

Конструкция

Разводка печати синтезатора. Стабилизатор напряжения питания (R3, R4, C3, VD1), необходимый только в некоторых случаях, не представлен. Надстроечные резисторы РП1 и РП2 устанавливаются отдельно. Шаг сетки 1,25 мм.

— Не переживайте, у нас самые хрупкие игрушки!

В шутке много здравого смысла, учитывая последний пункт из «Опыта сосуществования». Для сытости волков и целости овец идеально подходят квадратные батарейки на 9В («Крона», 6F22). При емкости 200 мАч игра плавно замирает за 3-5 часов без перехода в фазу скандала со взрослыми. Время было определено экспериментально для устройства со встроенным усилителем звука мощностью 1,5 Вт. Несоответствие между выходной мощностью, емкостью батареи и временем использования кажущееся.

Даже любители ужасов не слушают их постоянно и на максимальном уровне.

Когда вы захотите раз и навсегда покончить с какофонией, перед физическим уничтожением ГУЗа, помните, что вторичное использование — девиз времени.

Точно такие же некоторые устройства, отличающиеся только названием, используются для синтеза звуков в радио, кино театре и на телевидении, для подбора гудков далеких паровозов, старинных автомобилей и т. д.

Выбор самого неприятного звука в игре происходит консенсусом, а значит, это свойство объективно для людей. Звук, как и любой другой стимул, воспринимается контрастно. Если фон заведения музыкальный (дискотека, клуб), то лучшего сигнала для привлечения, изменения и концентрации внимания, чем отвратительный, придумать сложно. В экстренных случаях важен только безусловный результат, а не правила приличия.

Генератор напряжения на транзисторе

Простой звуковой генератор на одном транзисторе

Радиолюбителям нужно получать различные радиосигналы. Для этого необходимо наличие НЧ и ВЧ генератора напряжения. Этот тип устройства часто называют транзисторным генератором напряжения из-за его конструктивной особенности.

Автоколебательные транзисторные приборы

Транзисторный генератор напряжения делится на несколько видов:

  • по частотному радиусу выходного сигнала;
  • в зависимости от типа выдаваемого сигнала;
  • по алгоритму действий.

Частотный радиус принято делить на следующие группы:

  • 30 Гц-300 кГц — низкий, обозначается НЧ;
  • 300 кГц-3 МГц — средний, указывается как СЧ;
  • 3-300 МГц — высокий, обозначается ВЧ;
  • свыше 300 МГц — сверхвысокий, обозначаемый СВЧ.

Так делятся радиолюбительские широты. Интервал 16 Гц-22 кГц используется для частот и также делится на низкие, средние и высокие группы. Эти частоты присутствуют в любом бытовом приемнике.

Следующее деление основано на типе излучаемого сигнала:

  • синусоидальный — сигнал выводится по синусоиде;
  • функциональный — на выходе сигналы имеют специально заданную форму, например, прямоугольную или треугольную;
  • генератор напряжения шума — на выходе наблюдается равномерный частотный диапазон; они могут быть разными, в зависимости от потребностей человека.

Транзисторные усилители различаются по алгоритму действия:

  • RC — основная область применения — низкий охват и частоты;
  • LC — основная область применения — высокие частоты;
  • блокинг-генератор напряжения используется для создания импульсных сигналов с большой скважностью.

Изображение на электрических схемах (рис.)

Для начала рассмотрим получение сигнала синусоидального типа. Наиболее известным транзисторным генератором напряжения этого типа является генератор Колпица. Это задающий генератор напряжения с одной индуктивностью и двумя последовательно соединенными емкостями. С его помощью генерируются необходимые частоты. Остальные элементы обеспечивают требуемый режим работы транзистора на постоянном токе.

ВАЖНО! Дополнительная информация. Эдвин Генри Колпиц был директором по инновациям Western Electric в начале прошлого века. Он был пионером в разработке усилителей сигнала. Он первым изготовил радиотелефон, позволяющий разговаривать через Атлантику.

Также широко известен задающий генератор колебаний напряжения тока Хартли. Как и схема(рис.) Кольпица, его довольно просто собрать, однако требуется индуктивность с отводом. В схеме(рис.) Хартли конденсатор и две катушки индуктивности, соединенные последовательно, производят генерацию. Также в схеме(рис.) присутствует дополнительная емкость для положительной обратной связи.

Основная область применения вышеперечисленных устройств — средние и высокие частоты. Они используются для получения несущих частот, а также для генерации маломощных электрических колебаний напряжения тока. Бытовые радиоприемники также используют генераторы колебаний напряжений тока.

Все эти сферы применения не терпят нестабильного приема. Для этого в схему(рис.) введен еще один элемент — кварцевый автоколебательный резонатор. В этом случае точность высокочастотного генератора напряжений тока практически становится эталонной. Она достигает миллионных долей процента. В принимающих устройствах радиоприемников для стабилизации приема используется только кварц.

Что касается низкочастотных генераторов напряжений, то здесь есть очень серьезная проблема. Для повышенной точности настройки требуется увеличение индуктивности.

Недостатком является увеличение индуктивности, которое вызывает увеличение размеров катушки, что сильно влияет на габариты приемника. Поэтому была разработана альтернативная схема(рис.) генератора напряжения Колпица: низкочастотный генератор напряжения Пирса.

В нем нет индуктивности, а вместо нее используется кварцевый автоколебательный резонатор. Кроме того, кварцевый резонатор позволяет срезать верхнюю точку колебаний тока.

ВАЖНО! В такой схеме(рис.) емкость не позволяет постоянной составляющей базового смещения транзистора достигать резонатора. Здесь могут формироваться сигналы до 20-25 МГц.

Работоспособность всех рассматриваемых устройств зависит от резонансных свойств системы, состоящей из емкостей и индуктивностей. Отсюда следует, что частота будет определяться заводскими характеристиками конденсаторов и катушек.

 

Транзистор представляет собой элемент, изготовленный из полупроводника. Он имеет три вывода и, благодаря этому, способен управлять большим выходным током при малом входном сигнале. Мощность элементов бывает разная. Используется для усиления и коммутации электрических сигналов.

ВАЖНО! Дополнительная информация. Презентация первого транзистора состоялась в 1947 г. Его производная, полевой транзистор, появилась в 1953 г. В 1956 г. за изобретение биполярного тиристора была присуждена Нобелевская премия по физике. К 80-м годам прошлого века электронные лампы были полностью вытеснены из радиоэлектроники.

Функциональный транзисторный генератор напряжений

Для получения методически повторяющихся импульсных сигналов заданной формы были изобретены функциональные генераторы напряжения на транзисторах. Их форма задается функцией (в результате этого появилось название всей группы подобных генераторов).

Существует три основных типа импульсов:

  • прямоугольные;
  • треугольные;
  • пилообразные.

В качестве примера простейшего низкочастотного генератора напряжения прямоугольных сигналов часто приводят мультивибратор. Он имеет самую простую схему(рис.) для сборки своими руками. Радиоэлектронщики часто начинают с ее реализации.

Главной особенностью является отсутствие жестких требований к номиналам и форме транзисторов. Это связано с тем, что скважность в мультивибраторе определяется емкостями и сопротивлениями в электрической цепи транзисторов.

Частота на мультивибраторе находится в диапазоне от 1 Гц до нескольких десятков кГц. Здесь невозможно организовать высокочастотные колебания тока.

Пилообразные и треугольные сигналы получаются путем добавления дополнительной цепочки к типовой схеме(рис.) с прямоугольными импульсами на выходе. В зависимости от характеристик этой дополнительной цепочки прямоугольные импульсы становятся треугольными или пилообразными.

Блокинг-генератор напряжения

По сути, это усилитель, собранный на основе транзисторов, расположенных каскадом.

Область применения узкая: источник внушительных, но мимолетных во времени импульсных сигналов (длительностью от тысячных долей до нескольких десятков микросекунд) с большой положительной индуктивной обратной связью. Скважность больше 10 и может достигать нескольких десятков тысяч в относительном выражении.

Отмечается большая резкость фронтов, практически не отличающихся по форме от геометрически правильных прямоугольников. Они используются в дисплеях электронно-лучевых приборов (кинескоп, осциллограф).

Генераторы напряжения импульсов на полевых транзисторах

Основное отличие полевых транзисторов в том, что входное сопротивление соизмеримо с сопротивлением электронных ламп. Схемы(рис.) Колпица и Хартли можно собирать и на полевых транзисторах, только катушки и конденсаторы нужно подбирать с соответствующими техническими характеристиками. В противном случае генераторы напряжений на полевых транзисторах работать не будут.

Цепи, задающие частоту, подчиняются тем же законам. Для получения высокочастотных импульсов больше подходит обычное устройство, собранное с использованием полевых транзисторов. Полевой транзистор не шунтирует индуктивность в цепях, поэтому генераторы напряжений ВЧ-сигналов работают более стабильно.

Регенераторы

LC-контур генератора можно заменить добавлением активного и отрицательного резистора. Это регенеративный способ получения усилителя. Эта схема(рис.) имеет положительную обратную связь. За счет этого компенсируются потери тока в колебательном контуре. Описанный контур называется регенерированным.

Генератор напряжения шума

Главное отличие — равномерная характеристика низких и высоких частот в необходимом диапазоне. Это означает, что амплитудная характеристика всех частот в этом диапазоне не будет отличаться. В основном они используются в измерительной технике и в военной промышленности (особенно в авиационной и ракетостроении). Кроме того, используется человеческим ухом для восприятия так называемый «серый» шум.

Простой генератор звука своими руками

Рассмотрим простейший пример: ревун. Необходимы всего четыре элемента: пленочный конденсатор, 2 биполярных транзистора и подстроечный резистор. Нагрузкой будет электромагнитный излучатель.

Для питания устройства достаточно простой батарейки на 9В. Работа схемы(рис.) проста: резистор задает смещение на базу транзистора. Обратная связь осуществляется через конденсатор. Подстроечный резистор изменяет частоту.

Нагрузка должна иметь высокое сопротивление.

При всем многообразии типов, размеров и форм исполнения рассматриваемых элементов мощных транзисторов для СВЧ еще не изобретено. Поэтому генераторы на основе автоколебательных транзисторов в основном используются для низкочастотного и высокочастотного диапазонов.

Принцип работы RC-генератора

Для начала вспомните, что генератор — это усилитель с положительной обратной связью. Часть сигнала с выхода усилителя попадает через эту обратную связь на его вход. Причем в фазе, чтобы сигнал усиливался и усилитель входил в устойчивый режим непрерывной генерации.

В этой схеме(рис.) обратная связь осуществляется через три RC-цепи, по которым сигнал поступает с коллектора на базу. Каждая из RC-цепей поворачивает фазу на 60 градусов. Это означает, что все три цепи повернут в общей сложности на 180 градусов. Сам транзистор поворачивается еще на 180 градусов — снимаем сигнал с коллектора, а напряжение на коллекторе находится в противофазе с напряжением на базе — при повышении на базе напряжение уменьшается на коллекторе. В сумме поворот составляет 360 градусов. Причем такое вращение будет происходить только на одной частоте: это зависит от параметров R и C наших RC цепочек.

Можно задаться вопросом: откуда берется первоначальный сигнал? Дело в том, что в любом транзисторе существуют небольшие хаотические шумовые токи, частоты которых охватывают очень большой спектр. После включения схема(рис.) начинает усиливать только одну из этих частот — ту, на которой «работает» положительная обратная связь. Остальной шум, поступающий с коллектора на базу, находится не в фазе и затухает.

RC-генератор на макетной плате

RC-генератор на макетной плате

R1 и R2 образуют делитель напряжения, через который начальное смещение подается на базу транзистора. С4 и R6 — элемент для стабилизации работы транзистора по постоянному току. Он обеспечивает небольшую отрицательную обратную связь: по мере увеличения тока через транзистор увеличивается напряжение, падающее на R6. А это значит, что разность потенциалов на переходе база-эмиттер падает, транзистор прикрывается, частично компенсируя увеличение напряжения коллекторного тока. Ну и С4 напрямую замыкает переменную составляющую напряжения, мимо R6, т.к. сопротивление конденсатора такой емкости переменному току очень мало.

На самом деле эта схема(рис.) будет работать и без R6-C4, если вы замкнете эмиттер непосредственно на массу. Но в этом случае придется очень точно подобрать сопротивление делителя R1-R2, а при малейшем изменении питающего напряжения или температуры генерация сорвется.

Детали и конструкция

При сборке схемы(рис.) использовались следующие детали:

  • R1 — 20 кОм;
  • R2 — 2,2 кОм;
  • R3=R4=R5 — 6,8 кОм;
  • С1=С2=С3 — 0,1 мкФ;
  • R6 — 510 Ом;
  • T1-C1815;
  • С4 — 10мкФ 16В;
  • напряжение питания — 9В.

Первая схема(рис.) генератора

простой звуковой генератор

Представляем вам схему (рис.) простого генератора звука.

Мы видим, что она состоит из конденсатора емкостью 22 нанофарад, переменного резистора сопротивлением 470 кОм и двух транзисторов КТ315 и КТ361. Можно взять любой другой маломощный транзистор. Также имеется небольшая динамическая головка. Можно взять электромагнитный излучатель от старой материнской платы.

Транзисторы КТ315 и КТ361. У КТ361 буква находится посередине корпуса, а у КЕ315 — слева. Эти транзисторы являются комплементарной парой.

Тон генератора может быть преобразован изменением резистора R1. Напряжение питания схемы(рис.) 1,5 вольта. Схема(рис.) может питаться от одной батарейки АА или от стабилизированного источника питания.

Схема(рис.) может быть установлена ​​на печатной плате. А так как детали миниатюрные и их немного, то можно сделать навесной монтаж и затем заключить его в какую-нибудь коробочку.

генератор звуковой частоты

Вторая схема(рис.) генератора

генератор звуковой частоты для телеграфного ключа

Схема(рис.) однотонального генератора содержит всего три детали. Если считать излучатель, то четырех. Схема(рис.) питается от напряжения 9 вольт, но будет работать и от напряжения 3 вольт.

Используемый в схеме(рис.) трансформатор взят от зарядного устройства для сотового телефона. Его нужно перемотать. 400 плюс 400 витков. Отвод от середины

как сделать свой звуковой генератор

Транзистор КТ 817, но можно использовать и КТ815. Резистор 22 кОм. Излучатель звука от микроволновой печи. В этой схеме(рис.) используется пьезоизлучатель ЗП25.

генератор звуковых частот своими руками

В качестве источника питания использовалась батарея «Крона», но можно взять любой стабилизированный источник питания с напряжением 9 вольт..

Если последовательно с резистором подключить переменный резистор на 10 кОм, можно регулировать тональность звука.

генератор звука своими руками

Все, что вы видите на картинке, далее нужно перенести на плату и заключить в корпус.

Третья схема(рис.) генератора для телеграфного ключа

чип звуковой генератор

В эту схему(рис.) включен таймер NE555. Поскольку схема(рис.) генератора очень проста, то собрать ее можно без проблем.

В качестве излучателя можно использовать любой маломощный динамик.

С1 — электролитический конденсатор. Тон звукового излучения может регулироваться с помощью цепочки R C R.

Оцените статью
Блог о рациях