Схемы генератора звука льющейся воды. Генератор сигналов: функциональный генератор своими руками

Генератор звуковых частот схема на транзисторах

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 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 (из-за возрастающего емкостного сопротивления конденсаторов С4...С6), так и высокие (из-за шунтирующего действия конденсаторов С1...СЗ). На центральной же часто-те настройки, примерно равной 1/271RC, его коэффициент передачи максимален, а фазовый сдвиг равен нулю. На этой часто-те и возникает генерация.

Изменяя сопротивления резисторов и емкость конденсаторов моста, часто-ту генерации удается изменять в широких пределах. Для удобства пользования выбран десятикратный диапазон изменения частоты сдвоенным переменным резистором R2, R4, а диапазоны частот переключаются (Sla, Sib) 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 резис-торах R10...R15, позволяющий получить калиброванный сигнал амплитудой от1 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 более15...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 стабилизации6,8...9 В .

При налаживании надо обратить внимание на плавность возникновения генерации примерно в среднем положении движка под-строечного 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 YT1. В ряде случаев помогает включение последовательно с лампой накаливания VL1 электролитического конденсатора емкостью не менее100 мкФ («плюсом» к истоку транзистора). В заключение резистором R10 выставляют на выходе амплитуду сигнала1 В и градуируют шкалу частоты с помощью цифрового частотомера. Она общая для всех диапазонов.

Особенностью данной схемы звукового генератора является та, что вней все построено на микроконтроллере ATtiny861 и SD карта памяти. Микроконтроллер Tiny861 ссостоит из двух ШИМ-генераторов и благодаря этому способен генерировать качественный звук, а кроме того способен управлять генератором внешними сигналами. Этот генератор звуковых частот можно использовать для проверки звучания высококачественной динамиков или в простых радиолюбительских самоделках типа электронного звонка.

Генератор звуковых частот схема на таймере

Генератор звуковых частот построен на популярной микросхеме таймере KP1006ВИ1 (почти по стандартной схеме. Частота выходного сигнала около 1000 Гц. Ее можно в большом диапазоне корректировать регулированием номиналов радиокомпонентов С2 и R2. Выходную часто-ту в этой конструкции рассчитывают по формуле:

F = 1,44/(R 1 +2×R 2)×C 2

Выход микросхемы не способен обеспечить большую мощность, поэтому на полевом транзисторе выполнен усилитель мощности.

Генератор звуковых частот на микросхеме и полевом ключе

Оксидный конденсатор С1 предназначен для сглаживания пульсаций блока питания. Емкость СЗ, подключённый к пятому выводу таймера используется для защиты от помех вывода управляющего напряжения.

Подойдет любой стабилизированный, с выходным напряжением от 9 до 15 вольт и током 10 А.

На вкус и цвет товарищей нет. Насчет звуков человечество тоже определилось и хорошо оделяет благами сочинителей и извлекателей музыкальных приятностей. Слух развит не у всех, а вот сомнений во всеобщей врождённой способности издавать нечто неприятное для окружающих, нет ни у кого, хотя это и заблуждение.

Предлагаемый Генератор Ужасных Звуков (ГУЗ) "заводит" детей в возрасте 4...12 лет. Нагло-деструктивный смысл игры состоит в подборе максимально неблагозвучной комбинации частот.

Сочетание нескольких частот всегда можно оценить по шкале прекрасно - ужасно. Развитость любого восприятия определяется его рабочим диапазоном. Рафинированные эстеты и ценители туалетного фольклора в общении одинаково занудны. Любители сладенького и солёненького потеряны для кулинарии. А что думает ваш пёс о великой французской парфюмерии лучше с собачьего не переводить.

Из опыта сосуществования с ГУЗ.
Это спорт: цель состязания практического смысла не имеет.
Это игра: хотя бы и на нервах.
Это творчество: для победы нужен талант или хотя бы способности.
Это труд: умение развиваемо.
Это педагогика: и последние станут первыми.
Это отдых: для ума и тела, поскольку они не требуются.
Это наука: максигнусность ещё не найдена.
Это безобразие: оно заканчивается одновременно с батареями питания.

При всём разнообразии подходов к производству неприятных звуков их можно свести к двум структурным схемам. В любом случае есть набор отдельных генераторов звуковой частоты, подбором частот которых и достигают желаемого впечатления. Дальше можно либо объединить сигналы с выходов генераторов в один и использовать общий канал усиления и звуковоспроизведения, либо каждый из генераторов имеет свой усилитель и звуковой излучатель.

Простой генератор ужасных звуков

Синтезатор
В самом простом случае в качестве индивидуальных генераторов звука допустимо использовать простые импульсные генераторы. Для совместной работы желательно унифицировать характеристики их выходных сигналов. Здесь они меандры. Смесь из таких сигналов несколько улучшает восприятие на слух их взаимодействующих гармоник.

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

На электрической схеме видно, что в выполнении функционально идентичных генераторов есть существенные отличия. Это вынужденная мера при их сборке из набора логических элементов одного корпуса микросхемы. Опыт показывает, что у одинаковых по схеме генераторов при настройке на близкие частоты возникает то, что называют слипание частот, затягивание, взамосинхронизация. Тогда регулятор частоты одного из них перестаёт действовать и в большом диапазоне копирует настройку другого.

Если у двух генераторов равные частоты получаются при существенно различных значениях времязадающих элементов (здесь R2,PR1,C1 и R3,PR2,C2), то такой опасности нет.

Хотя микросхемы хорошо работают в диапазоне питающих напряжений 3,5...15V, здесь они запитаны через параметрический стабилизатор (4,7V) на опорном диоде VD1. Его балластом являются резисторы R4, R5. Причём вместе с С3 они образуют двусторонний T-образный фильтр от помех.

Частота генераторов на логических элементах сильно зависит от напряжения питания. В автономных устройствах гальванические элементы со временем "садятся" и без стабилизации добытые гнусности будут улучшаться.

Указанные входные напряжения +7,8...+10V соответствуют стандартной семиэлементной гальванической батарее международного типоразмера 6F22, известной у нас по её первому (40 лет назад!) наименованию "Крона" или герметичной цилиндрической аккумуляторной батарее 7D-0,125.

Если у вас есть иные источники стабильного напряжения, можете смело их использовать, исключив элементы VD1, R3 и R4. С3 лучше оставить.

Акустика
Ужасть украшают децибелы. И самого себя попугать, и щедро поделится ими с окружающими. Тут два пути. Или используем усилители и акустику имеющейся бытовой аппаратуры, или делаем совершенно автономное устройство.

Первый путь прост, быстр в исполнении, эффективен в акустическом плане и привязывает соединительным шнуром группу малолетних экспериментаторов к одному месту, оставляя для взрослых весь остальной мир. Второй путь хорош, если взрослые объединены чем-то стационарным (столом, ТВ, диваном), а всё мешающее удаляется чем дальше за горизонт, тем лучше.

Во всех музыкальных центрах предусмотрены входы для подключения внешних источников стереосигнала (AUX). Есть аналогичные входы на компьютерных звуковых платах (AUX, LINE). Аудио входами оснащены все телевизоры (в основном пока монофоническими). Во всех случаях сигнал с одного выхода подаем на левый канал, со второго на правый. Собственно "ужасности" пространственное разделение звуков не мешает. Тем более не до эстетических переживаний соседям за стенкой.

Уровень выхода импульсных сигналов c синтезатора больше, чем требуется для обычного усилителя низкой частоты (Uinp = 0,2...1V, Rinp = 20...100kΩ), поэтому проблем с сопряжением не должно быть. Нужно лишь помнить, что на вход УНЧ нужно подавать переменный сигнал без постоянной составляющей, т.е. через разделительный конденсатор.

Схема сопряжения для одного канала . Триммер RP5 согласовывает выходной уровень сигнала с синтезатора и входной уровнень конкретного усилителя. Установите его так, чтобы регулятор громкости усилителя оптимально ей управлял.

Автономному генератору нужен свой звуковой усилитель. Выбираем их из необходимой мощности на выходе. Объединяем сигналы в один на простом резистивном микшере с возможностью раздельной регулировки выходного уровней звука для каждого из генераторных каналов.

О настройке
Регулировка частот от низких до высоких частот проводится изменением сопротивления настроечного резистора. Для получения комфортного ощущения равномерного изменения частоты от угла поворота ручки регулятора его характеристика должна быть логарифмической. Для отечественных элементов ей соответствует литера Б в конце наименования. Можно усовершенствовать (усложнив) настройку, поделив звуковой диапазон на два-три поддиапазона.

Для честной групповой игры (очень ценится!) совершенно необходима память настроек. Даже фиксации всего двух настроек достаточно для безупречного соревнования с любым числом игроков по олимпийской системе с выбыванием проигравшего. Одна из настроек хранит наиболее впечатляющую звуковую комбинацию на данный момент, а вторая используется для творческих изысканий претендента. Переводом переключателя всегда можно сравнить оба звука и выбрать худший. При выигрыше претендента его настройки фиксируются, а следующая попытка идёт с регуляторами низвергнутого с пьедестала.

Победа вожделенна и не стоит соблазнять возможностью чуть-чуть подправить звук лидера. Настройки нужно защищать от шустриков. В данном случае, простота электроники оставляет эту функцию конструктору корпуса. Годятся все варианты механическую блокировки или затруднение доступа к регуляторам сохраняемых настроек.
Хорошая зарекомендовала себя, например, жезловая защита, где в качестве регуляторов использованы подстроечные резисторы с коротким шлицом, не выступающими над лицевой панелью прибора, а в наличии есть только одна пара переставляемых утапливаемых ручек.

Синтезатор ужасных звуков . Корпус из алюминиевого профиля с боковыми козырьками хорошо защищают ручки от случайных касаний, а расположение регуляторов, относящихся к разным настройкам на противоположных сторонах делает попытки сбить настройки лидера уж очень явными. В среднем положении переключателя контроля А/В питание снимается.

Две настройки в одном из генераторов. В положении переключателя "off" отдельной группой переключателя SA1 (не показана) питание выключается.

Конструкция

Разводка печати синтезатора . Стабилизатор питания (R3, R4, C3, VD1), необходимый только в ряде случаев, не показан. Настроечные резисторы RP1 и RP2 устанавливаются отдельно.
Шаг сетки 1,25 мм.

Для их проверки? Не солидно. Предлагаю потратить один приятный, творческий вечер на изготовление звукового пробника. Схема такого простейшего генератора сигналов приводится по книге В. Г. Борисова «Юный радиолюбитель» (с 253-255 в 6-м издании или с 98-99 в 8-м издании).

Генератор представляет собой мультивибратор, собранный на транзисторах МП39-МП42, впрочем, для этой схемы подойдут практически любые исправные транзисторы. Резисторы R1-R4 типа МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25. Конденсаторы C1 - С3 любого типа (например, К73-17 или К10-17Б). Устройство питается от гальванического элемента, напряжением 1,5 В. Ток, потребляемый устройством, около 0,5 мА.

При указанных в схеме параметрах деталей, генератор выдает импульсы с основной частотой около 1 кГц и амплитудой около 0,5 В. Основную частоту можно изменить, поставив конденсаторы С1 и С2 другой емкости. Мультивибратор помимо сигналов основной частоты выдает еще множество более высокочастотных гармоник. Так что этот генератор сигналов подходит для проверки, как тракта звуковой частоты приемника, так и высокочастотного тракта. Устройство собрано в корпусе дорожной мыльницы.

Плюсовой проводник снабжен зажимом «крокодил», а второй проводник выполнен в виде щупа из толстой медной проволоки. Для того, чтобы, сигналы генератора, не «просачивались» в схему минуя щупы, всю конструкцию надо заключить в экран, соединенный с положительным проводником. Естественно от всех других цепей экран надо изолировать. Роль экрана играет алюминиевая фольга. Спасибо за внимание. Автор статьи Лекомцев Д .

Весь диапазон частот, генерируемых прибором, разбит на четыре поддиапазона: 10—100 гц 100 — 1000 гц, 1000 гц—10 кгц и 10— 100 кгц.

Рис. 25. Схема генератора звуковой частоты.

Прибор работает на четырех транзисторах и питается от трех батарей КБС-Л-0,50, соединенных последовательно. Ток, потребляемый прибором от источника питания, 10 ма при выходном напряжении 8 в. Выходное сопротивление прибора 1 ком.

Схема прибора показана на рис. 25. Генератор собран по cxetae Т-образного моста на транзисторах Т1 и Т2. Положительная обратная связь между коллектором транзистора Т1 и базой транзистора Т2 осуществляется через диод Д1, на электродах которого поддерживается фиксированное напряжение 0,6 в, благодаря чему характеристика тока транзистора Т1 получается более линейной.

Обратная связь между коллектором транзистора Т2 и эмиттером транзистора Т1 осуществляется через резистор R7. Напряжение на диоде Д2 определяет рабочую точку обоих транзисторов.

Частота генератора грубо изменяется включением в Т-образный мост конденсаторов C1—С4 и С5—C8 переключателями П1, и П1б. Плавно частоту регулируют резистором R13.

Для уменьшения влияния на генератор подключаемых к нему налаживаемых приборов на транзисторе Т3, включенном по схеме эмиттерного повторителя, собран выходной каскад.

Детали. Для генератора используют широко распространенные детали. Переключатель П4 — одноплатный, на 4 положения. Резистор R4 типа СПО-0,5, R3 — СПО-2. Конденсаторы С1—С8 типа МБ или БГМ. Диоды Д1—Д3 типов Д9, Д2, Д101. Микроамперметр на ток 500 мка с внутренним сопротивлением 1 500 ом.

Рис. 26. Внешний вид генератора.

Детали генератора монтируют на плате из текстолита (рис. 26) и лицевой панели прибора. Корпус и панель изготовлены из листового дюралюминия толщиной 1,5—2 мм. Внешние размеры корпуса составляют 210X100x55 мм.

Внешний вид прибора показан на рис. 27.

Настройку генератора начинают с подбора диодов Д1 и Д2, прямое падение напряжений на которых должно быть 0,5—0,6 в. При таких напряжениях на диодах ток, потребляемый прибором от батареи при максимальном выходном напряжении, должен быть 8—12 ма. Если ток меньше, значит прибор не генерирует. Генерации добиваются переменным резистором R4.

Рис. 27. Расположение деталей в корпусе генератора.

Чтобы каждый поддиапазон перекрывал указанные частоты, нужно конденсаторы, входящие в мост, подобрать такой емкости, чтобы переводя генератор переключателем П1 с одного поддиапазона на соседний, частота изменялась точно в 10 раз.

Сначала переключатель П1 надо установить в положение 1, когда в мост будут включены конденсаторы С4 и С8. Генератор при этом должен перекрывать диапазон частот от 10 до 100 гц. Подогнать такой участок частот можно изменением емкостей конденсаторов C1 и C8. Затем переключатель устанавливают в положение 2 (подключают конденсаторы С7 и С2). Теперь частота генератора должна изменяться резистором R13 от 100 до 1 000 гц. Если она не соответствует этому диапазону, нужно изменить емкости конденсаторов С2 и С7.

Так же настраивают остальные поддиапазоны генератора, умножая частоты соответственно на 100 и 1 000.

Для градуировки прибора нужен контрольный генератор звуковой частоты, по которому и настраивают самодельный прибор. К обоим генераторам подключают головные телефоны. При равенстве частот генераторов в телефонах слышен звук одного тока (нулевые биения между частотой эталонного и самодельного генераторов).

Шкалу прибора вычерчивают на плотной белой бумаге и покрывают прозрачным лаком.