2.2.2. Звукочувствительные переключатели

Приборы, управляемые звуковым или низкочастот­ным сигналом, называют звукочувствительными переключателями или, другими словами, звукочувствитель­ными реле. Их можно использовать и в качестве звуко­вых сигнализаторов. Тогда они могут быть настроены на минимальный уровень звука и применяться для управле­ния любой системой сигнализации. Цепь звукочувстви-тельного реле состоит из (рис. 85) звукоприемника, усилителя напряжения, коммутирующего каскада.

Рис. 85. Структурная схема звукочувствительного реле

Звукоприемником может быть микрофон или, реже, звукосниматель проигрывателя (например, для фикса­ции шагов). Учитывая, что обычно требуется регистри­ровать наличие звука (голоса), можно использовать самый дешевый микрофон, даже угольный.

Усилитель напряжения усиливает сигнал микрофона до уровня, необходимого для работы коммутирующего каскада, в качестве которого применяют переключатель на триггерах Шмитта или звукочастотный селективный переключатель.

Рис. 86. Электрическая схема звукочувствнтельного реле

Изображенное на рис. 86 звукочувствительное реле находит широкое применение: оно может срабатывать на звук (с его помощью производят различные включе­ния-выключения), работать в качестве звуковой сигна­лизации (как приемник голоса, свиста и т. п.), а также использоваться еще и в домашних акустических устрой­ствах. Реле обладает очень высокой чувствительностью, регулировка его осуществляется потенциометром на 10 кОм.

Рис. 87. Звукочувствительное реле с задержкой отпускания

Трансформатор, установленный после небольшого репродуктора, может быть малогабаритным, его коэф­фициент трансформации 1 : 10. Ток срабатывания реле 40 — 60 мА. Транзистор большей мощности, конечно, мо­жет управлять и более мощным реле.

На рис. 87 показано звукочувствительное реле, дей­ствующее в паре с пьезомикрофоном. В этом случае транзистор Т1 служит преобразователем полного сопро­тивления. Если микрофон обладает малым сопротивле­нием, транзистор Т1 выполняет функции эмиттерного повторителя. Потенциометром Р устанавливают порог чувствительности схемы. При попадании на базу тран­зистора Т4 звукового сигнала в отрицательные полупе­риоды транзистор открывается, одновременно заряжа­ется конденсатор С. Возникающее на нем напряженке управляет транзистором Т5, в коллекторной цепи кото­рого срабатывает реле, и схема начинает действовать. Можно сделать так, чтобы реле срабатывало только в течение времени подачи звукового сигнала или же чтобы оно отпускало через несколько секунд после его прекращения (время запаздывания зависит от емкости конденсатора С). Самоблокировка реле может быть до­стигнута путем подключения рабочего контакта второго реле (на рисунке не показано) между эмиттером и кол­лектором транзистора Т5; при срабатывании реле он накоротко соединяет эмиттер с коллектором. Тип приме­няемых транзисторов может быть, например, АС125. Сопротивление обмотки используемого реле 1 кОм.

Схема, изображенная на рис. 88, применяется для разных целей. Например, можно перенести телефонный звонок в дальнее помещение без прокладки проводов. В коллекторную цепь транзистора ТЗ включается реле J, а его контакты используются для управления, напри­мер, сигнализационным устройством.

Рис. 88. Схема звукочувствительного переключателя

Рис. 89. Звукочувствительный переключатель, управляемый звуками.

В качестве чувствительного элемента усилителя при­менен пьезомикрофон, его входное напряжение 8 мВ. Потребляемый ток в нерабочем состоянии цепи при пи­тающем напряжении 6 В составляет около 140 мкА. Во время срабатывания звонка потребляемый ток равен 0,5 А. Верхний частотный предел 11 кГц.

Потенциометром Р1 устанавливаем такую чувстви­тельность, чтобы побочные шумы не приводили к сраба­тыванию сигнализации, т. е. реле. Транзистор Т1 усили­вает входной сигнал, который попадает на транзистор­ный усилитель (Т2 — ТЗ), но, в свою очередь, только отрицательные его полуволны, так как работает в ре­жиме класса В. Конденсаторы С1 и С2 выполняют роль соответствующих фильтров. С целью достижения минимального потребления в режиме класса А работает только транзистор Т1.

Переключатель, изображенный на рис. 89, использу­ется, например, для включения и выключения освети­тельных приборов, радио- и телеприемников или же для похожими на хлопки: а — электрическая схема; б — печатная плата; в — монтажная схема (Ml : 1) управления дверным электромеханическим звонком. Схема изменяет свое состояние только при звуках, по­хожих на хлопки или щелчки.

На входе установлен маленький, но обладающий большой чувствительностью микрофон. В тот момент, когда раздаются хлопки, сигнал через емкость 820 пФ попадает в усилительный каскад, состоящий из транзистора Т1. Конденсатор небольшой емкости с входным сопротивлением транзистора представляет собой фильтр верхних частот. Таким образом, на базу транзистора по­падают только сигналы относительно высоких частот.

На коллекторе транзистора Т1 появляются импуль­сы отрицательной полярности, которые через раздели­тельные конденсаторы (40 нФ) и диоды D1 и D2 по­падают на базу транзисторов Т2 и ТЗ цепи переключе­ния. Сигнал поступает на тот транзистор бистабильной цепи, который в данный момент находится в открытом состоянии. Когда транзистор закрывается, напряжение на его коллекторе возрастает, при этом второй транзи­стор бистабильной цепи открывается.

Резистор 10 кОм, соединенный с базой транзистора ТЗ, удерживает этот транзистор в открытом состоянии, если коллекторное напряжение транзистора Т2 велико. Схема переключения до тех пор поддерживает это со­стояние, пока на базу какого-либо транзистора не по­ступит управляющий сигнал соответствующей полярности.

Реле в коллекторной цепи транзистора Т4 приводит­ся в действие транзистором ТЗ схемы переключения. Когда он закрыт, реле срабатывает. Рекомендуют при­менять реле с током срабатывания 50 — 100 мА. В каче­стве транзисторов используют типы ВС107, ВС182 и др. Их коэффициент усиления должен быть больше 100. Диоды D1 — D4 типа IN4148.