Рудольф Сворень - Шаг за шагом. Транзисторы
Точно по такой же схеме собран и второй генератор (Т2), частота которого должна меняться. Связь контурной катушки со штырем осуществляется с помощью катушки связи L3.
Следующий каскад — усилитель высокой частоты, на который с обоих генераторов (с эмиттеров Т1Т2) подаются два высокочастотных напряжения с частотами f1 и f2. Генераторы соединены с входом усилителя ВЧ (Т3) через RС-цепочки (R19C12 и R10C11), которые ослабляют взаимное влияние генераторов, препятствуют «затягиванию» частоты. Это явление состоит в том, что при небольшой разности между частотами f1 и f2 один генератор «навязывает» свою частоту другому, и в итоге оба они дают одну и ту же частоту. При этом разностная частота становится равной нулю, то есть звук просто исчезает. «Затягивание» препятствует приближению частоты f2 к частоте f1, то есть препятствует получению достаточно низких звуков (50–80 гц). Чтобы предотвратить «затягивание», для каждого генератора часто делают собственный, так называемый буферный, усилитель ВЧ и уже с этих усилителей подают сигналы на детектор.
В данной схеме оба сигнала с общего усилителя ВЧ также подаются на триодный детектор (Т4), где в результате одновременного искажения этих сигналов и появляется разностная частота fразн = f2 — f1. Детектор терменвокса называют так потому, что он работает с отсечкой тока во входной цепи. Отрицательное смещение, поступающее через R15, почти полностью компенсируется положительным смещением, возникающим на Rn, и таким образом каскад оказывается почти без смещения. Однако этот явный детектор все же правильнее было бы назвать преобразователем частоты, так как именно этот процесс лежит в основе получения звука.
Сигнал разностной частоты выделяется на нагрузке детектора-преобразователя (R16), в то время как высокочастотные составляющие с частотами f1 и f2 и их гармоники замыкаются накоротко через конденсатор С18. Потенциометр R21 служит для регулировки громкости. На его оси можно закрепить длинный тонкий стержень и во время исполнения мелодий менять уровень громкости, слегка перемещая этот стержень свободной рукой.
Данные деталей: катушки L1 и L2 одинаковые и содержат по 240 витков провода ЛЭШО 5x0,05 (ПЭ 0,1). Они намотаны на стандартных четырехсекционных каркасах (рис. 45, ж) с небольшими ферритовыми сердечниками. Непосредственно к катушке L2 примыкает катушка связи L3, которая намотана на трехсекционном каркасе и содержит три тысячи витков провода ПЭ 0,06. Катушки L2 и L3 могут размещаться на одной оси или на небольшом расстоянии закрепляться на общей монтажной плате.
Катушки могут быть намотаны на других каркасах и другим проводом. При изготовлении катушек главное — сделать одинаковыми L1 и L2, обеспечить достаточно сильную связь между L2 и L3, а также предусмотреть возможность подгонки частоты с помощью сердечников. Такая подгонка необходима для того, чтобы установить минимально возможную разностную частоту при наибольшем приближении руки к штырю. При удалении руки на большое расстояние разностная частота должна быть настолько большой, чтобы ее совсем не было слышно. Если нет возможности изготовить катушки с сердечниками, то для подгонки частоты генераторов можно подключить параллельно С3 и С8 подстроечные конденсаторы. В качестве штыря удобно использовать телескопическую антенну.
Низкочастотный сигнал с выхода терменвокса можно подать на любой усилитель НЧ и, в частности, на вход «звукосниматель» любого приемника.
Налаживание терменвокса нужно начинать с проверки генераторов. Прежде всего следует убедиться, что генераторы дают незатухающие колебания. А для этого нужно включить вольтметр постоянного напряжения параллельно конденсатору С1 (а затем С6) и периодически замыкать контур накоротко. Если генерация была, то при замыкании контура она прекратится и постоянное напряжение на коллекторе (а именно его, по сути дела, измеряет вольтметр) несколько понизится.
Если окажется, что генератор не работает, то можно предположить, что не выполняется условие связи, так как условие фаз в трехточечных схемах при правильной их сборке выполняется всегда. Чтобы повысить напряжение положительной обратной связи, нужно увеличить емкостное сопротивление той части емкостного делителя, с которой это напряжение снимается. Практически нужно несколько уменьшить емкость конденсатора С5 (или С10), имея, конечно, в виду, что подобная мера приведет к некоторому увеличению генерируемой частоты. Усилить обратную связь можно и иначе — уменьшая емкостное сопротивление верхней части делителя, то есть увеличивая емкость С14 (С9).
Если оба генератора работают, то дальнейшая накладка сводится к подгонке частот f1 и f2, и в случае необходимости к подбору режимов усилителя ВЧ и детектора.
На том же принципе, что и «музыкальный супер» — терменвокс, — может работать другой распространенный прибор — металлоискатель (рис. 120). Контурная катушка одного из его генераторов выполняется в виде большой многовитковой «рамки» или «кольца». Если вблизи этой катушки оказывается стальной предмет, то ее индуктивность изменяется и одновременно, так же как в терменвоксе, изменяется разностная частота на выходе преобразователя. По этому изменению частоты и можно судить о приближении «рамки» к стальному предмету.
Подобные, по сути дела, очень простые приборы во время войны широко использовались в нашей армии в качестве миноискателей и спасли многие тысячи человеческих жизней.
Металлоискатель можно смело отнести к тому классу электронной аппаратуры, который принято называть «электроникой в народном хозяйстве». С несколькими другими представителями работающей деловой электроники мы познакомимся в следующем разделе.
КЛЮЧИ К АВТОМАТИКЕ
О том, что электронные приборы могут выполнять многие сложные операции, которые всегда считались монополией человека, сейчас уже знают все. Значительно меньше людей знает, как именно это делается.
Сейчас мы познакомимся с несколькими транзисторными схемами, которые могут наметить для вас путь в тайны электронной автоматики. Это схемы для выполнения простейших логических операций «и», «или», «не» и схема для выполнения одной из арифметических операций — деления на два. Чтобы вам было интереснее знакомиться с этими схемами, мы в итоге применим их в весьма полезном электронном приборе — в переключателе елочных гирлянд. Это будет «умный» переключатель, умеющий логически «рассуждать» и «знающий» арифметику.
Когда вы нажимаете кнопку лифта, то наверняка не думаете о том, что и лифт, прежде чем сдвинуться с места, обязательно должен немного «порассуждать».
«Я могу разрешить движение, — как бы говорит один из автоматов лифта, — если закрыта дверь шахты, если закрыта дверь кабины, если пассажир весит не менее, двадцати пяти килограммов и с достаточной силой давит на пол, — маленьким детям одним в лифте ездить не разрешается. Но, конечно, перегружать лифт тоже нельзя: в случае перегрузки я не разрешу включить мотор, и никакие просьбы, никакое хлопанье дверью не поможет. Если все эти мои требования выполнены, то я дам разрешение на подъем, но только после того, как будет нажата одна из кнопок: если пассажир не нажал кнопку, то он еще не решил, куда ему ехать и ехать ли вообще. Мне безразлично, какая именно кнопка будет нажата, — пусть об этом думает другой автомат, которому поручено доставлять пассажиров на нужный им этаж. Мое же дело — безопасность, и, пока я не удостоверюсь, что все в порядке, лифт с места не сдвинется»,
В правой части рис. 121 приведена упрощенная схема блока безопасности, которая, по сути дела, производит подобные «рассуждения».
Рис. 121. Логические элементы «и», «или», «не» широко используются в автоматике.
Через этот блок подается питание на двигатель лифта. Первые три верхних (по схеме) выключателя выполняют операцию «и» — цепь будет замкнута только в том случае, если замкнут и первый, и второй, и третий выключатель. Если хотя бы один из них разомкнут, то включение двух других не имеет смысла.
