Имитатор необычных звуков. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Звонки и аудио-имитаторы

 Комментарии к статье

Необычные звуки и звуковые эффекты, получаемые с помощью несложных радиоэлектронных приставок на микросхемах КМОП, способны поразить воображение читателей.

Схема одной из таких приставок, представленная на рисунке 1, родилась в процессе различных экспериментов с популярной КМОП-микросхемой К176ЛА7 (DD1).

Рис. 1. Электрическая схема "странных" звуковых эффектов.

Эта схема реализует целый каскад звуковых эффектов, в особенности из животного мира. В зависимости от положения движка переменного резистора, установленного на входе схемы, можно получить почти реальные на слух звуки: "кваканье лягушки", "соловьиную трель", "мяуканье кота", "мычание быка" и много-много других. Даже различные человеческие нечленораздельные сочетания звуков вроде нетрезвых возгласов и прочие.

Как известно, номинальное напряжение питания такой микросхемы - 9 В. Однако на практике для достижения особенных результатов возможно сознательное занижение напряжения до 4,5-5 В. При этом схема остается работоспособной. Вместо микросхемы 176-й серии в данном варианте вполне уместно использовать и ее более широко распространенный аналог серии К561 (К564, К1564).

Колебания на звуковой излучатель ВА1 подаются с выхода промежуточного логического элемента схемы.

Рассмотрим работу устройства в "неправильном" режиме питания- при напряжении 5 В. В качестве источника питания можно применить батареи из элементов (например, три элемента типа AAA, соединенные последовательно) или стабилизированный сетевой источник питания с установленным на выходе фильтром-оксидным конденсатором емкостью от 500 мкФ с рабочим напряжением не менее 12 В.

На элементах DD1.1 и DD1.2 собран генератор импульсов, запускаемый "высоким уровнем напряжения" на выводе 1 DD1.1. Частота импульсов генератора звуковой частоты (ЗЧ), при применении указанных RC-элементов, на выходе DD1.2 составит 2-2,5 кГц. Выходной сигнал первого генератора управляет частотой второго (собранного на элементах DD1.3 и DD1.4). Однако, если "снять" импульсы с вывода 11 элемента DD1.4-никакого эффекта не будет. Один из входов оконечного элемента управляется через резистор R5. Оба генератора работают в тесной связке друг с другом, самовозбуждаясь и реализуя зависимость от напряжения на входе в непредсказуемые пачки импульсов на выходе.

С выхода элемента DD1.3 импульсы поступают на простейший усилитель тока на транзисторе VT1 и, многократно усиленные, воспроизводятся пьезоизлучателем ВА1.

О деталях

В качестве VT1 подойдет любой маломощный кремниевый транзистор p-n-p проводимости, в том числе КТ361 с любым буквенным индексом. Вместо излучателя ВА1 можно использовать телефонный капсюль TESLA или отечественный капсюль ДЭМШ-4М с сопротивлением обмотки 180-250 Ом. При необходимости усиления громкости звучания необходимо дополнить базовую схему усилителем мощности и применить динамическую головку с сопротивлением обмотки 8-50 Ом.

Все номиналы резисторов и конденсаторов советую применить указанные на схеме с отклонениями не более чем на 20 % у первых элементов (резисторов) и 5-10 %- у вторых (конденсаторов). Резисторы-типа МЛТ 0,25 или 0,125, конденсаторы -типа МБМ, КМ и другие, с незначительным допуском влияния окружающей температуры на их емкость.

Резистор R1 номиналом МОм 1 -переменный, с линейной характеристикой изменения сопротивления.

Если необходимо остановиться на каком-либо одном понравившемся эффекте, например "гоготании гусей" - следует добиться данного эффекта очень медленным вращением движка, затем отключить питание, выпаять переменный резистор из схемы и, замерив его сопротивление, установить в схему постоянный резистор такого же номинала.

При правильном монтаже и исправных деталях устройство начинает работать (издавать звуки) сразу.

В данном варианте звуковые эффекты (частота и взаимодействие генераторов) зависят от напряжения питания. При повышении напряжения питания более 5 В, для обеспечения безопасности входа первого элемента DD1.1, необходимо подключить в разрыв проводника между верхним по схеме контактом R1 и положительным полюсом источника питания ограничивающий резистор сопротивлением 50 - 80 кОм.

Устройство у меня в доме находит применение для игр с домашними животными, дрессировки собаки.

На рисунке 2 изображена схема генератора колебаний переменной звуковой частоты (ЗЧ).

Рис.2. Электрическая схема генератора звуковой частоты

Генератор ЗЧ реализован на логических элементах микросхемы К561ЛА7. На двух первых элементах собран низкочастотный генератор. Он управляет частотой колебаний высокочастотного генератора на элементах DD1.3 и DD1.4. От этого получается, что схема работает на двух частотах попеременно. На слух смешанные колебания воспринимаются как "трель".

Звуковым излучателем является пьезоэлектрический капсюль ЗП-х (ЗП-2, ЗП-З, ЗП-18 или аналогичный) или высокоомный телефонный капсюль с сопротивлением обмотки более 1600 Ом.

Свойство работоспособности КМОП-микросхемы К561 серии в широком диапазоне напряжений питания использовано в звуковой схеме на рисунке 3.

Рис.3. Электрическая схема автоколебательного генератора.

Автоколебательный генератор на микросхеме K561J1A7 (логические элементы DD1.1 и DD1.2-рис.). Заполучает напряжение питания от схемы управления (рис. 36), состоящей из RC-зарядной цепочки и истокового повторителя на полевом транзисторе VT1.

При нажатии кнопки SB1 конденсатор в цепи затвора транзистора быстро заряжается и затем медленно разряжается. Истоковый повторитель имеет очень большое сопротивление и на работу зарядной цепи почти не влияет. На выходе VT1 "повторяется" входное напряжение- и сила тока достаточна для питания элементов микросхемы.

На выходе генератора (точка соединения со звуковым излучателем) формируются колебания с убывающей амплитудой до тех пор, пока напряжение питания не станет меньше допустимого (+3 В для микросхем серии К561). После этого колебания срываются. Частота колебаний выбрана примерно 800 Гц. Она зависит и может быть скорректирована конденсатором С1. При подаче выходного сигнала ЗЧ на звуковой излучатель или усилитель можно услышать звуки "мяуканья кошки".

Схема, представленная на рисунке 4, позволяет воспроизводить звуки, издаваемые кукушкой.

Рис. 4. Электрическая схема устройства с имитацией "кукушки".

При нажатия на кнопку S1 конденсаторы С1 и С2 быстро заряжаются (С1 через диод VD1) до напряжения питания. Постоянная времени разряда для С1 около 1 с, для С2 - 2 с. Напряжение разряда С1 на двух инверторах микросхемы DD1 преобразуется в прямоугольный импульс длительностью около 1 с, который через резистор R4 модулирует частоту генератора на микросхеме DD2 и одном инверторе микросхемы DD1. Во время длительности импульса частота генератора составит 400-500 Гц, при его отсутствии - примерно 300 Гц.

Напряжение разряда С2 поступает на вход элемента И (DD2) и разрешает работу генератора примерно в течение 2 с. В результате на выходе схемы получается двухчастотный импульс.

Схемы находят применение в бытовых устройствах для привлечения внимания нестандартной звуковой индикацией к происходящим электронным процессам.

Смотрите другие статьи раздела Звонки и аудио-имитаторы.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Транзисторы размером 1 нанометр 28.11.2014 Исследователи из Университета Глазго в Великобритании и Университета Ровира и Вирхилий в Испании сумели превратить индивидуальные молекулы в подобие транзисторов для того, чтобы с их помощью можно было хранить информацию. Сегодня флэш-память используется практически в каждом мобильном устройстве. Производители стремятся удовлетворить возрастающие требования пользователей к ее объему. Но вскоре они столкнутся с ограничением на размер транзисторов, который не может быть меньше 10 нм. Суть нового метода заключается в создании клетки из молекул оксида вольфрама с длиной стороны около 1 нм. Внутрь этой структуры помещаются две молекулы триоксида селена, которые в обычном состоянии несут дополнительные электроны и, таким образом, имеют отрицательный заряд. Прикладывая напряжение с различной полярностью, исследователи смогли менять заряд структуры, иными словами, ее бинарное состояние. Заданное состояние структуры в лабораторных условиях держалось в течение не менее 336 часов (то есть 14 суток), что позволило исследователям говорить о новой памяти как об энергонезависимой. "Использование индивидуальных молекул позволит нам продолжить уменьшение технологического процесса и в теории даже преодолеть закон Мура, научившись хранить несколько бит данных в одной молекуле", - заявил изданию Wired руководитель проекта, профессор Университета Глазго Ле Кронин (Lee Cronin). Закон Мура был сформирован одним из основателей Intel Гордоном Муром (Gordon Moore). Он гласит, что количество транзисторов в микросхеме удваивается приблизительно каждые два года. Однако в последнее время ученые стали говорить о том, что по мере достижения предельного размера транзисторов этот закон работать перестанет. Различные исследовательские группы по всему миру ищут способы заставить закон работать дальше. Между тем, некоторые задачи перед создателями молекулярной памяти пока остаются неразрешенными. Это, в частности, касается скорости работы памяти такого типа. Например, для формирования состояния структуры необходимо около 0,1 с, а на чтение состояния структуры - 0,01 с. Оба показателя слишком высоки, чтобы говорить об эффективном коммерческом применении

Другие интересные новости:

▪ Камера Kodak Mini Shot со встроенным принтером

▪ Высокоэффективные понижающие импульсные регуляторы

▪ Противозачаточные таблетки влияют на чувство страха

▪ Высокочувствительный датчик изображения 20 Мп от Toshiba

▪ Компьютерные мышки смогут определять эмоциональный стресс

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Акустические системы. Подборка статей

▪ статья Всё мое ношу с собой. Крылатое выражение

▪ статья Почему швейцарский сыр дырчатый? Подробный ответ

▪ статья Механик-шкипер. Должностная инструкция

▪ статья Конвертер на 27 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Двуполярный блок питания, 220/0,7-5,5 вольт 2,5 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026