Мелодический сигнализатор на микросхемах УМС. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Музыканту

 Комментарии к статье

Об использовании микросхем серии УМС в электромузыкальных инструментах, автоматах и игрушках рассказывалось в нашем журнале неоднократно. В частности, в подборке материалов "На микросхемах УМС" ("Радио", 1995, № 12) авторы поделились опытом улучшения звучания электромузыкальных автоматов, конструирования квартирных звонков с питанием от сети, устранения недостатков, свойственных некоторым микросхемам этой серии. Автор публикуемой статьи продолжает разговор на эту тему.

Число фрагментов музыкальных произведений, записанных в память каждой из микросхем серии УМС, обычно не превышает пяти. Однако в мелодическом сигнализаторе, о котором идет речь в статье, можно использовать не одну, а несколько таких микросхем, причем с неповторяющимися мелодиями. Это позволит расширить их набор.

Схема одного из вариантов такого ЭМИ (без усилителя ЗЧ) показана на рис. 1. В нем - восемь микросхем УМС (например, УМС-7, УМС-08 и др.) с записанными в их память различными мелодиями. Выбор микросхем осуществляется произвольно" а выбор мелодии внутри каждой из них производится по кольцу. При нажатии на пусковую кнопку SВ1 проигрывается мелодия, всякий раз отличная от предыдущей.

(нажмите для увеличения)

Цифровая часть сигнализатора состоит из формирователя импульса случайного выбора мелодии, собранного на элементах DD1.1, DD1.2 и интегральном таймере DА1, узла перебора музыкальных синтезаторов DD6-DD13, образованного

элементами микросхемы DD2, счетчиком DD3 и мультиплексором DD4, а также генератора тактовой частоты, выполненного на элементах DD1.3,DD1.4 с кварцевым резонатором ZQ1 и D-триггере DD5.

В исходном состоянии (режим ожидания), когда на микросхемы устройства подано напряжение источника питания, генератор перебора музыкальных синтезаторов вырабатывает короткие, длительностью около 10 мс, положительные импульсы, следующие с частотой, равной примерно 1 Гц, которые подсчитывает счетчик DD3 с коэффициентом пересчета 8. При этом на входах 1,2,4 (выводы 11, 10, 9) мультиплексора DD4

присутствует меняющийся код, но коммутация его аналогового входа А (вывод 3) с выходами Х0-Х7 (выводы 13,14,15,12,1, 5,2,4) не происходит, так как на входе разрешения S (вывод 6) присутствует запрещающий сигнал высокого уровня.

При однократном нажатии на кнопку SВ1 "Пуск" таймер DА1 формирует положительный импульс длительностью 5... 6с, который инвертируется элементом DD1.2 и далее поступает на вход 9 элемента DD2.3 и вход S мультиплексора. Этот импульс запрещает прохождение счетных импульсов на вход С (вывод 1) счетчика DDЗ и одновременно разрешает коммутацию аналогового входа микросхемы DD4 (вывод 3) с одним из восьми ее выходов Х0-Х7.

Случайный выбор одного из аналоговых выходов мультиплексора обусловлен случайным по времени моментом нажатия кнопки SВ1. В результате на вывод 13 одного из музыкальных синтезаторов подается напряжение 1,5 В в течение 5...6 с - интервала времени, необходимого для проигрывания выбранной мелодии. Одновременно фронтом импульса этого сигнала происходит предварительный выбор мелодии, которая будет проигрываться при следующем случайном обращении к тому же музыкальному синтезатору. Эту операцию реализует цепь задержки R11С7. С выходов микросхем DD6-DD13 последовательность частот выбранного музыкального фрагмента через развязывающие диодыVDЗ-VD10 поступает на вход оконечного усилителя колебаний звуковой частоты.

По окончании выходного импульса таймера DАЗ цифровая часть сигнализатора переключается в исходное состояние, но выбранная мелодия будет доиграна до конца.

Тактирование музыкальных синтезаторов осуществляется импульсами частотой 50 кГц, получаемой делением частоты кварцованного генератора (100 кГц) на 2. Завышенная, по сравнению с паспортной - 32 768 Гц, тактовая частота выбрана с целью уменьшения времени проигрывания наиболее длительных фрагментов музыкальных мелодий.

Схема усилителя ЗЧ сигнализатора приведена на рис. 2. Подробно останавливаться на нем нет смысла, так как подобные усилители уже описывались в "Радио" и, думается, читателям хорошо знакомы.

К элементной базе устройства особых требований не предъявляется. Пусковая кнопка SВ1 может быть типа КМ, кварцевый резонатор ZQ1 на частоту 100 кГц, диоды - любые из серий КД522, КД521, КД503. Статический коэффициент передачи тока базы транзистора VT1 усилителя ЗЧ должен быть не больше 90, иначе может произойти переполюсовка оксидного конденсатора С2 и выход его из строя. Транзистор КТ815Б VT2) заменим на ГТ404Б, а КТ814Б (VTЗ) - на ГТ402Б. Динамическая головка ВА1 - любая мощностью 1...3 Вт со звуковой катушкой сопротивлением 4...8 Ом.

Сигнализатор собран в корпусе абонентского громкоговорителя методом навесного монтажа. Микросхемы УМС установлены в контактные панельки - для их быстрой замены. При значительной длине проводов, идущих от пусковой кнопки, их, во избежание ложных срабатываний от сетевых наводок, следует заключить в экранирующую оплетку и соединить ее с общим проводом устройства.

Питание сигнализатора осуществляется от сети через трансформатор, обеспечивающий на вторичной обмотке переменное напряжение 7,5...8 В при токе нагрузки до 100 мА. Его цифровая часть питается стабилизированным напряжением 5 В (использован интегральный стабилизатор КР142РН5А), а усилитель ЗЧ-нестабилизированным напряжением 9... 10 В непосредственно от выпрямителя. Максимальный ток, потребляемый цифровой частью, - 12... 15 мА, а усилителем ЗЧ-до 70 мА.

Налаживают устройство следующим образом. По окончании монтажа микросхемы УМС в панельки пока не вставляют. После включения питания подбором резистора R4 устанавливают на выводе 3 мультиплексора [DD4) напряжение, равное 1,5... 1,6 В. Затем подбором резистора R10 устанавливают на выводах 8 панелек музыкальных синтезаторов уровень тактовых импульсов в пределах 0,4...0,5 В. При нажатии на кнопку SВ1 контролируют длительность импульса на выводе 3 таймера DА1. Ее длительность можно изменять подбором резистора R2 (или конденсатора С1), но она не должна быть меньше 4...5 с. Далее в панельки микросхем DD6-DD13 устанавливают музыкальные синтезаторы и испытывают работу устройства в целом.

Для деления частоты на два вместо D-триггера DD5.1 целесообразно использовать вторую половину микросхемы DD3.

Генератор на элементах DD2.1 и DD2.2 не обязательно должен выдавать короткие импульсы с частотой 1 Гц, Можно исключить диоды VD1. VD2, резисторы R5 и R7, а емкость конденсатора С5 уменьшить до 1000...5100 пФ.

Входы всех неиспользуемых элементов следует соединить с общим или плюсовым проводом источника питания.

Общее число микросхем можно еще сократить на одну, если сигнал с выхода элемента DD 1.2 подать в качестве запрещающего на вход CP (вывод 2) микросхемы DD3. При этом импульсы на вход CN (вывод 1) можно подавать с выхода генератора на элементах DD2.1, DD2.2 без элементов DD2.3, DD2.4

Автор: П.Редькин, г.Ульяновск

Смотрите другие статьи раздела Музыканту.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Гель добудет воду из воздуха пустыни 20.06.2023 Ученые из Массачусетского технологического института разработали инновационный гель, способный извлекать невероятное количество воды из воздуха даже в условиях низкой влажности, таких как пустыни. Этот гидрогель, созданный исследователями, обладает уникальной способностью мгновенно абсорбировать влагу из воздуха, даже при относительной влажности всего 30%. Материал эффективно удерживает влагу, не допуская ее утечки, и позволяет ее сконденсировать и собрать для использования. Синтезированный материал, который представляет собой прозрачный и эластичный гель, изготовлен из гидрогеля, который уже используется в таких изделиях, как одноразовые подгузники, благодаря своей способности поглощать влагу. Однако исследователи улучшили эту способность, добавив хлорид лития - мощный влагопоглотитель. В ранних экспериментах ученые замачивали гидрогели в соленой воде и дожидались, пока они впитывают соль. Однако процесс был очень медленным, и большинство экспериментов занимало от 24 до 48 часов. Чтобы улучшить производительность материала, инженеры модифицировали эту технологию, чтобы повысить его способность впитывать соль и воду. Исследователи использовали стандартные методы, чтобы синтезировать гидрогельные трубки из полиакриламида, а затем нарезали их на тонкие диски и опускали в раствор хлорида лития с разной концентрацией соли. Ежедневно они извлекали диски из раствора, взвешивали и измеряли количество проникшей соли, после чего возвращали их обратно в раствор. Результаты показали, что гидрогели со временем поглощали все больше соли. После 30-дневного замачивания гидрогели инкорпорировали до 24 г соли, что является рекордным значением по сравнению с предыдущими результатами, где на 1 г полимера приходилось всего 6 г соли. Тесты абсорбирующей способности показали, что такой материал в условиях относительной влажности 30% способен поглощать до 1,79 г воды на 1 г материала, что соответствует сухому воздуху пустыни. Следующим этапом исследования станет изучение кинетики и разработка способов ускорения процесса поглощения воды материалом. Это позволит значительно увеличить эффективность переработки материала, позволяя собирать воду несколько раз в день, вместо единичного сбора. Как отметил соавтор исследования Густав Гребер, данное открытие предоставляет потенциальные возможности для более эффективного использования водных ресурсов в сухих регионах и позволит преодолеть проблемы с доступом к питьевой воде в пустынных районах.

Другие интересные новости:

▪ Умная лампочка с управлением через Bluetooth и Zigbee

▪ Витамин B12 и прыщи

▪ Новая ракета-носитель НАСА

▪ 3D-принтер Stratasys Objet Eden260V для дантистов

▪ Получение графена из бытового мусора

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сварочное оборудование. Подборка статей

▪ статья Нотариат. Шпаргалка

▪ статья Как столетник получил свое название? Подробный ответ

▪ статья Дворник, работающий в организации торговли. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Спаивание чугунных решеток. Простые рецепты и советы

▪ статья Защита импортных телефонных аппаратов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025