Акустический телескоп
Когда плохо видно, человек берется за бинокль. А если плохо слышно? Как сделать так, чтобы стало хорошо слышно, скажем, пение птиц вдали?
В таких случаях поможет устройство, которое не только многократно усиливает слабые звуки, но и улучшает соотношение сигнал — шум. Это приспособление, назовем его «акустический телескоп», должно быть достаточно портативным.
Принципиальная электрическая схема приемника и усилителя слабых звуковых сигналов приведена на рисунке 1.
На входе его стоит чувствительный электретный микрофон ВМ1, усиление сигнала обеспечивает микросхема DA1, имеющая весьма высокий коэффициент усиления по напряжению при низком уровне собственных шумов. Для согласования сравнительно низкого входного сопротивления такого усилителя с высоким входным сопротивлением микрофона введен согласующий каскад на транзисторе VT1, включенный по схеме эмиттерного повторителя. Для прослушивания использованы миниатюрные, закладываемые в уши телефоны. Они (ВF1, BF2) подключены к усилителю мощности на транзисторе VT2, согласующем выходное сопротивление микросхемы и сопротивление наушников.
Источником питания устройства служит один-единственный гальванический элемент GB1 с напряжением 1,5 В, от которого потребляется ток порядка 6…7 мА. В роли рупора, в донце которого ставится микрофон, может быть цилиндрическая или коническая труба диаметром 5…6 см и длиной порядка 30 см. Для удобства и лучшей сохранности в «походных» условиях трубу сделайте складной, телескопической, использовав несколько раздвижных дорожных стаканов из пластмассы с удлиненными донышками.
На рисунке 2 показана другая самодельная конструкция, состоящая из трех вдвигающихся одна в другую секций, склеенных из плотного картона.
Внутренняя секция своим торцом крепится к пластмассовой коробочке-корпусу, где установлен микрофон ВМ1.
Внутри корпуса размещаются детали усилителя, источник и выключатель питания. Здесь же целесообразно предусмотреть место для хранения телефонов, которые в рабочем положении вынимаются и связаны с усилителем своим штатным шнуром. При этом, если вы слушаете не птиц, а лектора, устройство можно положить, скажем, на стол, входным звуководом в нужную сторону, а руки остаются свободными, чтобы писать конспект.
Комплектующие детали возьмем миниатюрные — резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы C1 — К10-17, С4 — КЛС, остальные К53-1.
Для звуковоспроизведения воспользуйтесь стереотелефонами с сопротивлением звуковой катушки порядка 20 Ом. Источником питания послужит миниатюрный, но достаточно емкий для нашей цели гальванический элемент R03 типоразмера ААА.
Подбором номиналов резисторов R2, R5 можно подогнать коллекторные токи транзисторов к значениям, указанным на схеме рисунка 1. Полезно также поварьировать сопротивление резистора R4 (в пределах 0…10 кОм), добиваясь наилучшего звучания в телефонах. Подбор номинала R4 упростится, если на его место временно включить переменный резистор на 10 кОм, соединив вывод ползунка с одним из крайних выводов. Найденную опытным путем величину сопротивления можно измерить омметром или оценить по углу поворота оси, если «переменник» взят с линейной характеристикой (типа «А») изменения сопротивления. На рисунке 3 показано расположение выводов использованной микросхемы относительно метки-«ключа».
П.ЮРЬЕВ
Транзистор вместо угля
У вас дома телефонный аппарат с дисковым номеронабирателем? Что ж, машина надежная. Правда, случается, что друзья вас неважно слышат. Но тут вина, скорее всего, не аппарата, а ваша собственная.
Вспомните, не раз, услышав звонок вызова, вы хватали трубку, не дождавшись паузы между сигналами. Что при этом происходит, на глаз незаметно, а микрофон постепенно глохнет. Отчего? У телефонов прежних выпусков стоит «угольный» микрофон, где пространство между мембраной и неподвижным токосъемным донцем заполнено мелким угольным порошком. Когда трубка поднята, через него проходит ток силой порядка 25…30 мА, необходимый для поддержания контакта с АТС. Голос заставляет колебаться мембрану, то увеличивая, то уменьшая сжатие угольных зерен, отчего меняется сопротивление и возникает модуляция тока, воспринимаемая наушником абонента. При этом микрофон находится под «разговорным» уровнем напряжения порядка 8…15 В. Если же трубку снимают во время сигнала вызова, на микрофон обрушивается напряжение около 120 В. Возникает мощный бросок тока, приводящий к спеканию части угольных зерен. Эластичность «порошкового резистора» теряется, и звук получается тихий, неразборчивый.
Но не расстраивайтесь, неисправный микрофон можно заменить новым электронным узлом. Функцию угольного порошка может взять на себя транзистор, постоянно приоткрытый настолько, чтобы ток «удержания линии» находился в нужных пределах. Это обеспечивается соответствующим смещением на базу транзистора. Кроме того, сюда поступает для усиления сигнал чувствительного электретного микрофона. Однако собирать усилитель к нему самим вовсе необязательно. Сегодня выпускается специализированная микросхема типа КР1026УН1, показанная на рисунке 1.
Своими выводами 6 и 8 через резистор R1 микросхема DA1 присоединяется к точкам «а» и «б», на место удаленного угольного микрофона.
Новый, электретный, микрофон требует слабой (доли миллиампера) подпитки постоянным током — его обеспечит сама микросхема через выводы 3 и 5, 10. На вывод 2 поступает сигнал, вырабатываемый микрофоном под воздействием звуковых колебаний. Пройдя несколько ступеней усиления, этот сигнал «раскачивает» спрятанный в микросхеме выходной транзистор, который и выполняет все то, что делал угольный микрофон.
Используя микросхему КР1026, вам нет необходимости разбираться в полярности ее присоединения к трубке: стоящий за выводами 6, 8 мостовой выпрямитель подает питание на усилитель всегда правильно. Немногие внешние детали можно взять следующих типов: резистор R1 — МЛТ-0,5, конденсаторы С1 — КЛС, С2 — К53-1.
Последний обеспечивает фильтрацию колебаний разговорного тока. Микрофон возьмем типа МЭК-1. Микросхему, элементы R, С и микрофон соберем на маленькой монтажной плате, которую поместим в микрофонное гнездо трубки. При необходимости плотную посадку платы обеспечит прокладка из поролона.
Как расположены выводы микросхемы относительно «ключевой» метки, а также конфигурация выводов микрофона показано на рисунке 2.
Вполне вероятно, что для вас более доступными окажутся электретные микрофоны, имеющие не три, а два вывода, например, типа МКЭ-389. Микрофон такого исполнения включается несколько иначе (см. рис. 3).
Как видим, здесь требуется введение в цепь питания внешнего токоограничивающего резистора R2. Он присоединяется к выводу стока полевого транзистора, спрятанного в корпусе микрофона. Соответственно электрический сигнал микрофона берется не со специального вывода, который тут отсутствует, а с точки соединения указанного вывода стока и резистора R2. Чтобы разобраться в выводах микрофона, обратим внимание на форму концов: «стоковый» вывод, связанный с «плюсом» питания (вывод 3 микросхемы DA1), имеет тупой вид, вывод же истока транзистора, присоединяемый к «минусовой» цепи (выводы 5, 10 микросхемы), скошенный, заостренный.
Имейте в виду, что взятая нами микросхема «обещает» величину напряжения на выводах 3, 5 в пределах от 4,8 до 7 В, что соответствует потребностям большинства распространенных микрофонов электретного типа. Однако для микрофона типа МКЭ-84 (с тремя выводами) такой предел напряжения может оказаться великоватым. С учетом получающейся разности напряжений и потребляемого микрофоном тока (около 0,25 мА) в «плюсовую» цепь желательно ввести токоограничивающий резистор МЛТ-0,125 с сопротивлением порядка 10 кОм.
Ну, а если в вашем распоряжении окажется сверхминиатюрный микрофон типа М1-А2 либо М1-Б2, вряд ли стоит отказываться от намеченной модернизации. Только здесь с учетом потребления тока (не более 70 мкА) величина «гасящего» сопротивления будет около 100 кОм. Уточнить величины добавочных сопротивлений не трудно, проверив слышимость вашего телефона при контрольной беседе.
Ю.ПРОКОПЦЕВ