| Многотональный звонок |
Конструкция звонка, показанная на рис. 4.8, при поступлении сигнала вызова издает очень характерный и безошибочно определяемый щебечущий звук. В отличие от устройств, описанных ранее в этой главе, специализированная микросхема звонка МС34012 здесь не используется. Это устройство звучит примерно так же, как и звонок на основе МС34012, описанный во втором разделе этой главы.
Многотональный звонок может быть полезен в офисе или в доме с несколькими телефонными линиями. С его помощью вы по звуку сможете определить, на какой телефон (или линию в многоканальном телефоне) поступил вызов. Он может быть полезен и в других обстоятельствах. Например, несколько лет назад я жил в двухкомнатной квартире с очень тонкими стенками. У меня и у моего соседа было по телефону, только по разные стороны стены между нашими квартирами. Когда я был в другой комнате, то не мог понять, чей телефон звонит — мой или моего соседа. Если бы у моего телефона был такой характерный звонок, как у этой конструкции, я бы не так часто суетился, вынужденно отрываясь от дел.
Перечень элементов для этого многотонального звонка приведен в таблице 4.5. Вы можете поэкспериментировать с номиналами всех компонентов в этой схеме.
Устройство подключается к телефонной линии через самодельный оптрон, выполненный на неоновой лампе HL1 и фототранзисторе VT1, помещенных в какой-нибудь светонепроницаемый корпус. В отсутствие сигнала вызова напряжение в телефонной линии недостаточно для зажигания неоновой лампы. (Светоизлучающий диод применять нельзя, поскольку он светится и при более низком напряжении, чем постоянное рабочее напряжение линии.) Неоновая лампа начнет светиться только при поступлении относительно высоковольтного сигнала вызова. Резисторы R1 и R2 включены для ограничения тока.
Фототранзистор VT1 действует как простой электронный ключ, управляемый неоновой лампой. Когда лампа не светится (сигнала звонка на линии нет), фототранзистор закрыт. Когда лампа светится (сигнала звонка присутствует на линии) фототранзистор открывается, запуская ждущий мультивибратор на микросхеме D1.
Схема построена на трех таймерах типа 555. Добыть их несложно, поскольку это одни из наиболее популярных и распространенных микросхем. Микросхема NE556 (D2) представляет из себя сдвоенный таймер типа 555. Ее использование делает схему несколько компактнее. Но вы вполне можете заменить таймер NE556 двумя NE555. Нумерация выводов при такой замене приведена в скобках. Эта модификация не сказывается на работе устройства.
Последовательное включение трех таймерных каскадов и позволяет получить тот характерный переливчатый звуковой сигнал, о котором говорилось в начале раздела. Первый таймерный каскад (D1) представляет из себя ждущий мультивибратор (или генератор одниночных импульсов). После запуска сигналом вызова, проходящим через оптрон (HL1 и VT1), он вырабатывает импульс высокого уровня, длительность которого определяется сопротивлениями резисторов R4 и R5 и емкостью конденсатора С2. Этот таймер управляет временем звучания тона, которое устанавливается переменным резистором R5. Если необходимости в регулировке нет, вы можете заменить R4 и R5 одним постоянным резистором соответствующего номинала.
Длительность импульса ждущего мультивибратора на основе таймера NE555 определяется из соотношения:
T=1,1RC,
где Т — период времени в секундах, R — сопротивление последовательно соединенных резисторов R4 и R5 в омах, и С —емкость конденсатора С2 в фарадах. Можно переписать это уравнение в виде:
T=l,lx(R4+R5)xC2.
Предполагая, что движок переменного резистора установлен в среднее положение, получим длительность времени звучания:
Т=1,1х(47000+250000)х0,00001=1,1х297000х0,00001=3,3 сек.
Исходный сигнал вызова состоит из 2-секундньгх импульсов, разделенных 4-секундными паузами. Эта схема (при установке движка R5 в среднее положение) будет вырабатывать 3,3-секундные звуковые импульсы, разделенные 2,7-секундными паузами. Подстройкой переменного резистора R5 можно увеличить или уменьшить длительность времени звучания (соответственно уменьшая и увеличивая длительность паузы).
При номиналах элементов, приведенных в табл 4.5, длительность звучания сигнала может регулироваться от 0,5 секунд (с 5,5-секундными паузами) до максимального значения, несколько большего 6 секунд. В этом случае разделительных пауз не будет — сигнал будет звучать непрерывно, до тех пор, пока на телефонной линии присутствует сигнал вызова. Дело в том, что каждый последующий импульс запуска ждущего мультивибратора будет поступать с оптрона еще до того, как закончится предыдущий отсчет времени таймера. При этом мультивибратор начинает генерацию нового импульса, еще не успев закончить предыдущий.
Выходное напряжение микросхемы D1 используется в качестве напряжения питания следующих каскадов (D2). Питание подается на остальную часть схемы только тогда, когда выход D1 переходит в состояние высокого уровня, т.е. после запуска ждущего мультивибратора импульсом сигнала вызова. Таким образом, остальная часть схемы будет работать только во время действия импульса первого таймера.
Два таймерных каскада микросхемы D2 (D2.1 и D2.2) включены по схемам автоколебательных мультивибраторов (генераторов прямоугольных импульсов). Генератор звуковой частоты собран на таймере D2.2, причем параметры его выходного сигнала (частота и скважность) модулируются сигналом мультивибратора на D2.1. Импульсные сигналы с различными скважностями показаны на рис. 4.9. Скважность прямоугольных импульсов определяет содержание гармоник в генерируемом сигнале и, в конечном счете, его тембр. При высоком уровне сигнала на выходе D2.1 частота вырабатываемого звуковго сигнала увеличивается, а скважность уменьшается, при низком — наоборот. Переменный резистор R9 определяет среднюю частоту выходного сигнала генератора на микросхеме D2.2, а резистор R11 — модулирующую частоту, т.е. частоту, с которой изменяются параметры выходного звукового сигнала (в музыкальных терминах — частота "вибрато").
В данной схеме скважность и частота выходного сигнала каждого из генераторов взаимосвязаны. Если вы изменили скважность переменным резистором R9 или R11, частота сигнала данного генератора также изменится.
Если у вас нет особого желания регулировать скважность и частоту импульсов, вы можете исключить из схемы переменные резисторы. Вместо R8 и R9 можно установить постоянный резистор соответствующего номинала, то же самое можно проделать и с резисторами R6 и R11.
Конденсатор С7 блокирует постоянную составляющую выходного сигнала, которая при попадании на громкоговоритель может вывести его из строя. Потенциометр R12 служит регулятором громкости. Располагать его, как правило, лучше всего на передней панели. Если оперативное управление громкостью вам не нужно, используйте вместо регулировочного подстроечный резистор. Если вы решите вообще отказаться от регулирования громкости, замените его постоянным резистором. Чем больше будет сопротивление этого резистора, тем тише будет звук. Для получения максимальной громкости этот резистор можно вообще исключить из схемы. Если вам нужна еще большая громкость (например, в условиях повышенного окружающего шума), вы можете вместо громкоговорителя подать выходной сигнал с микросхемы D2 (D2.2) на вход подходящего звукового усилителя.
Вы можете экспериментировать с номиналами практически всех компонентов этой схемы. Лучше всего собрать ее на макетной плате, чтобы иметь возможность легко заменять резисторы и конденсаторы до тех пор, пока вы не подберете оптимальный тембр звучания. Весьма интересные эффекты можно получить при изменении сопротивления резистора R10, через который модулирующее напряжение с выхода D2.1 подается на управляющий вход D2.2 (при этом происходит изменение глубины модуляции выходного звукового сигнала).
Емкости конденсаторов СЗ, С8 и С9 не влияют на параметры выходного сигнала устройства. Зачастую их можно вообще не устанавливать. Однако они обеспечивают стабильную работу таймеров, и их установка — не слишком дорогая плата за гарантию спокойной жизни. Еще раз отметим, что величина их емкости не оказывает заметного влияния на работу схемы.
Мне было очень интересно работать над этим устройством, надеюсь, вам оно тоже понравится. Использование этого устройства с очень характерным звуком в качестве телефонного звонка может избавить вас от мелких, но иногда весьма неприятных проблем.
|
|
Как работают современные телефоны
