Незвичайні звуки і звукові ефекти, одержувані з допомогою нескладних радіоелектронних приставок на мікросхемах КМОП, здатні вразити уяву читачів.
Схема однієї з таких приставок, представлена на малюнку 1, народилася в процесі різних експериментів з популярною КМОП-мікросхемою К176ЛА7 (DD1).
Рис. 1. Електрична схема "дивних" звукових ефектів.
Ця схема реалізує цілий каскад звукових ефектів, особливо з тваринного світу. В залежності від положення движка змінного резистора, встановленого на вході схеми, можна отримати майже реальні на слух звуки: "квакання жаби", "солов'їні трелі", "нявкання кота", "мукання бика" і багато-багато інших. Навіть різні людські нечленороздільні поєднання звуків на кшталт нетверезих вигуків та інші.
Як відомо, номінальна напруга живлення такої мікросхеми - 9 В. на практиці для досягнення особливих результатів можливо свідоме заниження напруги до 4,5-5 Ст. При цьому схема залишається працездатною. Замість мікросхеми 176-ї серії в даному варіанті цілком доречно використовувати і більш широко поширений аналог серії К561 (К564, К1564).
Коливання на звуковий випромінювач ВА1 подаються з виходу проміжного логічного елемента схеми.
Розглянемо роботу пристрою в "неправильному" режимі харчування - при напрузі 5 Ст. В якості джерела живлення можна застосувати батареї з елементів (наприклад, три елементи типу AAA, з'єднані послідовно) або стабілізований мережевий джерело живлення з установленим на виході фільтром-оксидним конденсатором ємністю від 500 мкФ з робочою напругою не менше 12 Ст.
На елементах DD1.1 і DD1.2 зібраний генератор імпульсів, який запускається "високим рівнем напруги на виводі 1 DD1.1. Частота імпульсів генератора звукової частоти (ЗЧ), при застосуванні зазначених RC-елементів, на виході DD1.2 складе 2-2,5 кГц. Вихідний сигнал першого генератора управляє частотою другого (зібраного на елементах DD1.3 і DD1.4). Однак, якщо "зняти" імпульси з виведення 11 елемента DD1.4-ніякого ефекту не буде. Один з входів кінцевого елемента управляється через резистор R5. Обидва генератора працюють в тісній зв'язці один з іншому, самовозбуждаясь і реалізуючи залежність від напруги на вході в непередбачувані пачки імпульсів на виході.
З виходу елемента DD1.3 імпульси надходять на простий підсилювач струму на транзисторі VT1 і, багаторазово посилені, відтворюються пьезоизлучателем ВА1.
Про деталі
Як VT1 підійде будь-який малопотужний кремнієвий транзистор p-n-p провідності, у тому числі КТ361 з будь-яким буквеним індексом. Замість випромінювача ВА1 можна використовувати телефонний капсуль TESLA або вітчизняний капсуль ДЭМШ-4М з опором обмотки 180-250 Ом. При необхідності посилення гучності звучання необхідно доповнити базову схему підсилювачем потужності і застосувати динамічну головку з опором обмотки 8-50 Ом.
Всі номінали резисторів і конденсаторів раджу застосувати зазначені на схемі з відхиленнями не більше ніж на 20 % у перших елементів (резисторів) і 5-10 %- у друге (конденсаторів). Резистори-типу МЛТ 0,25 або 0,125, конденсатори -типу МБМ, КМ та інші, з незначним допуском впливу навколишньої температури на їх ємність.
Резистор R1 номіналом МОм 1, змінний, з лінійною характеристикою зміни опору.
Якщо необхідно зупинитися на якомусь одному вподобаному ефекті, наприклад "гоготании гусей" - слід домогтися цього ефекту дуже повільним обертанням движка , потім відключити живлення, випаяти змінний резистор схеми і, вимірявши його опір, встановити схему постійний резистор такого ж номіналу.
При правильному монтажі і справних деталях пристрій починає працювати (видавати звуки).
В даному варіанті звукові ефекти (частота і взаємодія генераторів) залежать від напруги живлення. При підвищенні напруги живлення більше 5 В, для забезпечення безпеки входу першого елемента DD1.1, необхідно підключити в розрив провідника між верхнім за схемою контактом R1 і позитивним полюсом джерела живлення обмежуючий резистор опором 50 - 80 кОм.
Пристрій у мене в будинку знаходить застосування для ігор з домашніми тваринами, дресирування собаки.
На рисунку 2 зображена схема генератора коливань звукової частоти змінної (ЗЧ).
Рис.2. Електрична схема генератора звукової частоти
Генератор ЗЧ реалізований на логічних елементах мікросхеми К561ЛА7. На двох перше елементах зібраний низькочастотний генератор. Він управляє частотою коливань високочастотного генератора на елементах DD1.3 і DD1.4. Від цього виходить, що схема працює на двох частотах поперемінно. На слух змішані коливання сприймаються як "трель".
Звуковим випромінювачем є п'єзоелектричний капсуль ЗП-х (ЗП-2, ЗП-З, ЗП-18 або аналогічний) або високоомний телефонний капсуль з опором обмотки більше 1600 Ом.
Властивість працездатності КМОП мікросхеми серії К561 в широкому діапазоні напруги живлення використано у звуковій схемі на рисунку 3.
Рис.3. Електрична схема автоколивального генератора.
Автоколивальний генератор на мікросхемі K561J1A7 (логічні елементи DD1.1 і DD1.2-рис.). Роздобув напруга живлення від схеми управління (рис. 36), складається з RC-зарядної ланцюжка і истокового повторювача на польовому транзисторі VT1.
При натисканні кнопки SB1 конденсатор в ланцюзі затвора транзистора швидко заряджається і потім повільно розряджається. Истоковый повторювач має дуже велике опір і на роботу зарядного ланцюга майже не впливає. На виході VT1 "повторюється" вхідна напруга і сила струму достатня для живлення елементів мікросхеми.
На виході генератора (точка з'єднання зі звуковим випромінювачем) формуються коливання з спадної амплітудою до тих пір, поки напруга живлення не стане менше допустимого (+3 для мікросхем серії К561). Після цього коливання зриваються. Частота коливань обрана приблизно 800 Гц. Вона залежить і може бути скоригована конденсатором С1. При подачі вихідного сигналу ЗЧ на звуковій випромінювач або підсилювач можна почути звуки "нявкання кішки".
Схема, представлена на малюнку 4, дозволяє відтворювати звуки, що видаються зозулею.
Рис. 4. Електрична схема пристрою з імітацією "зозулі".
При натиснення на кнопку S1 конденсатори С1 і С2 швидко заряджаються (С1 через діод VD1 до напруги живлення. Постійна часу розряду для С1 близько 1 с, для С2 - 2 с. Напруга розряду С1 на двох інверторах мікросхеми DD1 перетвориться в прямокутний імпульс тривалістю близько 1 с, який через резистор R4 модулює частоту генератора на мікросхемі DD2 і одному інверторі мікросхеми DD1. Під час тривалості імпульсу частота генератора складе 400-500 Гц, при його відсутності - приблизно 300 Гц.
Напруга розряду С2 надходить на вхід елемента І (DD2) і дозволяє роботу генератора приблизно протягом 2 с. В результаті на виході схеми виходить двочастотний імпульс.
Схеми знаходять застосування в побутових пристроях для залучення уваги нестандартної звуковою індикацією до подій електронних процесів.