Шаг за шагом. Транзисторы - Сворень Рудольф Анатольевич (читать книги полные .TXT) 📗

После этих предупреждений станет понятно, как получается необходимый сдвиг фаз в практической схеме RС-генератора, приведенной на рис. 118—3.

рис. 118—3

Транзистор Т₂ не поворачивает фазу обратной связи, транзистор Т₁ поворачивает фазу на 180° и на столько же поворачивает фазу линия передачи, состоящая из трех RС-цепочек. Общий сдвиг фаз равен 360°, то есть равен нулю, и условие фаз выполняется.

Для приведенных на схеме данных частота колебаний составляет примерно 5—15 гц. Такие низкочастотные колебания используются в электромузыкальных инструментах для создания так называемого вибрато — своеобразной модуляции звука. Если уменьшить емкость и сопротивление RС-цепочек, то генератор будет давать более высокую частоту.

В качестве низкочастотного генератора радиолюбители чаще всего используют мультивибратор — он прост по схеме, не требует каких-либо сложных деталей, начинает работать без всякого налаживания и позволяет очень легко менять частоту колебаний. Два типичных мультивибратора вы найдете на рис. 118—6, где приводится схема игрушки «Спутник».

рис. 118—6

Мультивибратор, выполненный на транзисторах Т₁ и Т₂,— это, по сути дела, самостоятельный блок, который дает колебания с частотой около 1 кгц. Увеличивая С₁С₂ или в крайнем случае R₃R₄ (сопротивление этих резисторов влияет не только на частоту, но и на режим триодов), можно уменьшить эту частоту вплоть до долей герца. Так, в частности, во втором мультивибраторе, собранном на транзисторах Т₄Т₅, благодаря увеличению емкости разделительных конденсаторов до 25 мкф частота понижена до 3 гц.

Второй мультивибратор является своего рода ключом, подающим питание на первый, «звуковой» мультивибратор. В результате, так же как и в схеме рис. 118—2 звук получается прерывистым и напоминает сигналы первого спутника.

Периодическое включение «звукового» мультивибратора происходит потому, что он фактически является коллекторной нагрузкой одного из транзисторов (Т₄) «ключевого» (правого по схеме) мультивибратора. Когда этот транзистор заперт, то на нагрузке, то есть на «звуковом» мультивибраторе, нет питающего напряжения (при I_к = 0 напряжение U_н = I_к·R_н также равно нулю). Когда же транзистор Т₄ отпирается, то сопротивление его падает и напряжение источника почти полностью поступает на коллекторную нагрузку — на «звуковой» мультивибратор. Поскольку этот мультивибратор вместе с сигнальной лампочкой от карманного фонаря потребляет сравнительно большой ток — больше 100 лш, — то в схему пришлось ввести еще один, уже довольно мощный транзистор П201 (Т₃). Он помогает транзистору Т₄ выполнять трудную работу и легко пропускает нужный ток. Этот транзистор можно назвать полупроводниковым реле, которое, получив команду от своего управляющего транзистора (Т₄), подает питание на «звуковой» мультивибратор.

Еще одно применение мультивибратора — электронный метроном (рис. 118—7), то есть генератор, отбивающий для музыканта ровный такт во время репетиций.

рис. 118—7

Частоту следования импульсов можно менять скачкообразно переключателем П₁ или плавно одним из резисторов R₅ или R₆ (в зависимости от положения переключателя). Этот же мультивибратор с усилителем Т₃, если резко уменьшить емкость переходных конденсаторов, можно использовать как самостоятельный звуковой генератор, например, для обучения азбуке Морзе или в простейшем электромузыкальном инструменте. Для увеличения выходной мощности можно в качестве Т₃ включить транзистор П201.

Очень простой мультивибратор можно собрать на транзисторах разной проводимости (рис. 118—4).

рис. 118—4

Частоту следования импульсов и их продолжительность здесь легко менять в широких пределах: с увеличением С₁ и R₁ возрастает длительность импульсов, а с увеличением С₁ и R₂ возрастает продолжительность пауз между ними. При указанных на схемах величинах частота повторения импульсов оказывается очень низкой — около одного импульса в секунду.

Простой электромузыкальный инструмент «поющий стакан» (рис. 111—4) можно собрать на основе так называемого блокинг-генератора.

рис. 111—4

Так же как в знакомом нам генераторе синусоидальных колебаний с трансформаторной обратной связью (рис. 114), энергия из выходной цепи во входную передается через трансформатор. Однако самовозбуждение блокинг-генератора не связано с собственными синусоидальными колебаниями в контуре. Колебания в блокинг-генераторе возникают в результате довольно сложных лавинообразных процессов, которые приводят к периодическому запиранию и отпиранию транзистора. И, как это уже не раз бывало в других знакомых нам генераторах, частота колебаний определяется данными зарядной RС-цепочки.

Выходное сопротивление блокинг-генератора довольно велико, и его можно подключать лишь к усилителю НЧ с высокоомным входом, например ко входу звукоснимателя лампового приемника или радиолы. Для подключения блокинг-генератора к транзисторному усилителю НЧ нужно ввести дополнительный первый усилительный каскад по схеме ОК или применить готовый блок усиления, схема которого приведена на рис. 104—1. Роль зарядного резистора выполняет вода, налитая в стакан и включенная в цепь с помощью двух длинных электродов из тонкой жести или из толстой проволоки.

Если поднимать или опускать эти электроды или один из них, то объем воды, включенной в цепь, будет меняться, а значит, будет меняться и частота колебаний блокинг-генератора. Элементы цепи подобраны таким образом, чтобы генератор работал в диапазоне звуковых частот и чтобы, перемещая один из электродов, можно было бы исполнять простейшие мелодии. В качестве Тр₁ можно взять БТК (блокинг-трансформатор кадровый) от любого телевизора.

На изменении сопротивления зарядной цепочки основано изменение тона в другом простейшем клавишном музыкальном инструменте (рис. 111—1).

рис. 111—1

Сопротивления, определяющие тот или иной тон, образованы двумя резисторами, например R'_a и R''_a чтобы подбором меньшего сопротивления легче было бы осуществить точную настройку инструмента. Еще проще подгонять частоту генератора, если в зарядную цепь включить переменные резисторы. Настройку генератора нетрудно сделать с помощью рояля. Ориентировочно сопротивление R'_a + R''_a должно составлять 150 + 200 ком, а каждое следующее должно быть меньше примерно на 10 ком.