Відмітна особливість описуваної світлодинамічним установки - застосування замість звичайних ламп розжарювання спеціальних імпульсних. Це дозволяє усунути основний недолік таких пристроїв - високу інерційність. З її допомогою можна отримати чудове світлове супровід музичних творів, а також вирішити проблему з оформленням дискотек, концертних залів, житлової кімнати.
На сторінках "Радіо" в різний час були описані світлодинамічні установки (СДУ) різного ступеня складності (наприклад, [1, 2]). У всіх цих пристроях використані лампи розжарювання, комутовані тиристорами або потужними транзисторами. Однак лампам розжарювання притаманні суттєві недоліки: інерційність і обмежений термін служби, від яких вільна пропонована стробоскопическая СДУ. Вона складається з блоку живлення і трьох активних смугових фільтрів, до їх виходів підключені три ідентичних блоку управління імпульсними лампами А1-АЗ (рис. 1).
Блок живлення - однополуперіодний випрямляч VD6, VD7, підключений до мережі через баластний конденсатор С12. Випрямляч навантажений на стабілітрони VD4, VD5 і конденсатори фільтра С10, СП, формують двополярне напруга для живлення операційних підсилювачів DA1, DA2. Застосування джерела з баластними конденсатором дозволило значно зменшити габарити СДУ. Однак при цьому всі елементи конструкції мають гальванічну зв'язок з мережею, що необхідно пам'ятати при налагодженні і експлуатації. З цієї ж причини змінні резистори повинні бути забезпечені діелектричними ручками.
Вхідний сигнал з лінійного виходу магнітофона, радіоприймача або CD-програвача надходить на первинну обмотку трансформатора Т1, призначеного для гальванічної розв'язки джерела сигналу від елементів СДУ. Якщо вхідний сигнал малий (менше 0,3 В), трансформатор повинен бути підвищує і забезпечувати амплітуду напруги на вторинній обмотці близько 0,5 В, Далі сигнал надходить на входи активних смугових фільтрів через змінні резистори, якими встановлюють оптимальний рівень.
Фільтри виконані на здвоєних ОУ DA1, DA2 і запозичені з [1]. Методика їх розрахунку неодноразово публікувалася на сторінках журналу, тому тут не наведено. У СДУ застосовані фільтри з параметрами: коефіцієнт підсилення на резонансній частоті - 40 дБ; добротність - 10; резонансні частоти - 680 Гц (верхнього за схемою), 3000 Гц (середнього) та 9800 Гц (нижнього). Взагалі кількість фільтрів може бути будь-яким і обмежена лише потужністю блока живлення. Для бажаючих перебудувати резонансні частоти приведемо наступні рекомендації. Налаштовуючи фільтр на іншу резонансну частоту, необхідно змінити ємність конденсаторів С1, С2 (С4, С5 або С7, С8). Для того, щоб при цьому залишилися колишніми коефіцієнт підсилення на резонансній частоті і добротність фільтру, слід витримувати співвідношення: С2=10С1 (аналогічно С4=10С5, С7=10С8). Тоді, знаючи необхідну резонансну частоту fo, можна визначити значення ємності одного з конденсаторів фільтра. Так, для верхнього за схемою фільтра
С1 =[( 1 /R2 + 1 /R3)/( 10R4)] ^/(6,28 fo),
де ємність конденсатора С1 - у фарадах, частота fo - в герцах, опір резисторів - в омах. Аналогічно розраховують ємність конденсаторів інших фільтрів.
Навантаження фільтрів - транзистори VT1-VT3, включені з загальним емітером. При малому рівні вхідного сигналу або в разі, якщо його частота не потрапляє в смугу пропускання фільтра, амплітуда відфільтрованого сигналу недостатня для відкривання відповідного транзистора. Напруга на його колекторі - близько -8В. Якщо ж на вході фільтра сигнал достатнього рівня і його частота потрапляє в смугу пропускання фільтра, транзистор відкривається амплітудою негативної напівхвилі відфільтрованого сигналу і на його колекторі спостерігаються імпульси позитивної полярності. У ланцюгах бази транзисторів VT1-VT3 послідовно включені вычитающие стабілітрони VD1-VD3, які збільшують зону нечутливості. Імпульси з транзисторів надходять на блоки А1-АЗ.
Розглянемо роботу блоку А1. Блоки А2 і A3 працюють аналогічно. Коли імпульси відсутні, відбувається зарядка накопичувального конденсатора 1С1 до напруги близько 300 В через резистори 1R1, 1R2 і діод 1VD1. Так як тріністор 1VS1 закритий, конденсатор 1С2 заряджається через резистор 1R5. Імпульс позитивної полярності, що надходять з колектора транзистора VT1, тріністор відкривається, розряджаючи конденсатор 1С2 на первинну обмотку трансформатора 1Т1. На його вторинній обмотці виникає імпульс високої напруги, який "підпалює" імпульсну лампу VL1. Після спалаху лампи процес зарядки конденсаторів 1С1, 1С2 повторюється. Діоди 1VD2, 1VD3 захищають тріністор від зворотної напруги.
Зазначимо, що на колекторах транзисторів можуть формуватися як окремі імпульси, так і пачки імпульсів. В останньому випадку імпульсна лампа вмикається лише першим імпульсом у пачці, мають амплітуду, достатню для відкривання тріністора. Так як для зарядки накопичувальних конденсаторів 1С1, 1С2 потрібен певний час, наступні імпульси в пачці не викличуть спалах імпульсної лампи. СДУ змонтована на чотирьох окремих платах: на трьох платах зібрані блоки А1-АЗ, на четвертій - інші елементи. Такий поділ на окремі плати виявилося досить зручним з наступних причин. Для отримання максимального ефекту від світлового супроводу імпульсні лампи необхідно рознести в просторі, наприклад, розташувавши по кутах кімнати. Однак використовувати довгі дроти для підключення імпульсних ламп (один з яких - високовольтний) недоцільно і небезпечно. Набагато зручніше рознести самі блоки А1 -А3. До того ж при їх розташуванні на окремих платах дуже просто отримати як окремі, так і пов'язані між собою стробоскопи. Для цього треба підключити блоки А1-АЗ до простого цифрового пристрою, який формує певну послідовність керуючих імпульсів.
Креслення основної друкованої плати СДУ наведено на рис. 2. В отвори, обведені півколом, необхідно запаяти перемички, що з'єднують верхній і нижній друковані провідники. Креслення друкованої плати блоків А1-АЗ показаний на рис.3.
Замість мікросхеми К157УД2 можна використовувати ОП серії К140, К153, К544, К553. Особливу увагу зверніть на коригувальні ланцюга. Транзистори - будь-які з серій КТ361, КТ3107, КТ502; діоди VD6, VD7, 1VD2-3VD2, 1VD3-3VD3 - серій КД209, КД105 з буквеними індексами Б-Р; стабілітрони VD4, VD5 - Д814А-Д814Г, VD1-VD3 -КС133А-КС147А; тріністори - КУ202М, КУ202Н. Резистори - МЛТ, змінні - СПЗ, СПО або аналогічні. Конденсатори С12, 1С2-ЗС2 - К73-17 на напругу не менше 400 В; С10, С11 -К50-35, К50-16; 1С1-ЗС1 - К50-27 або інші на напругу понад 350; інші - будь-які керамічні. Трансформатор Т1 - ТОЙ-64 або інший малогабаритний.
Трансформатори 1Т1-ЗТ1 намотані на дерев'яних каркасах з діаметром стрижня 10 мм, діаметром щік 20 мм та відстанню між щоками 10 мм. Магнітопровід не використовують. Першою намотують вторинну обмотку проводом ПЕВ-2 0,1. Найбільш швидко і просто виготовити трансформатор можна за допомогою електродриля. Спеціально підраховувати число витків вторинної обмотки немає необхідності: її намотують майже до повного заповнення каркаса. Обмотку слід два-три рази просочити розплавленим парафіном для запобігання високовольтних пробоїв між витками. Після шару ізоляції намотують первинну обмотку, що містить 10...20 витків дроту ПЕЛ або ПЕВ-2 діаметром 0,3...0,6 мм.
Необхідно звернути увагу на тип проводів для підключення імпульсних ламп. Дроти, що йдуть від вторинної обмотки трансформаторів 1Т1-3Т1, повинні мати хорошу ізоляцію. Також слід уникати його скручування з іншими проводами. Загальна довжина проводів не повинна перевищувати одного метра.
На закінчення деякі рекомендації по налагодженню СДУ. Спочатку необхідно встановити движки змінних резисторів в нижнє за схемою становище. Потім, подавши вхідний сигнал, повільно обертати движок резистора R1. У момент включення лампи VL1 слід зафіксувати положення движка змінного резистора. Аналогічно налаштовують інші канали. Треба відзначити одну особливість СДУ. При значному підвищенні рівня вхідного сигналу, а також у разі встановлення завищеного рівня сигналу на вході хоча б одного фільтра спалаху імпульсних ламп будуть відсутні.
Для зменшення кидка струму при включенні пристрою в мережу послідовно з конденсатором С12 доцільно включити резистор опором 36...47 Ом. Ізоляція обмоток трансформатора Т1 повинна бути розрахована на напругу не менше 300 Ст. Краще намотати його самостійно, а обмотки надійно ізолювати. Загальний провід пристрою не повинен з'єднуватися з корпусом.
Література
Автор: А. Таразов, р. Санкт-Петербург; Публікація: М. Большаков, rf.atnn.ru