Электрик - электричество и энергетика

Эта статья опубликована на сайте Электрик - электричество и энергетика
  http://electrik.org/

URL этой статьи:
  http://electrik.org/news/article50.php

ЭЛЕКТРОННЫЙ ЗВОНОК НА МИКРОСХЕМЕ К176ИЕ12. Д. МОСКВИН

Статьи / Разное, не вошедшее в другие темы.
Послано electrik 23 Ноя, 2003 г. - 22:33

Это электромузыкальное устройство формирует только четыре тона (ноты). Но схемотехнически оно построено так, что ноты имеют разную длительность и распределены по тактам, причем в каждом такте может быть две или три ноты. Это позволило сформировать музыкальный фрагмент, воспринимаемый на слух как эпилог (окончание) условного музыкального произведения.

Музыкальная запись на нотном стане воспроизводимого фрагмента выглядит примерно так:



Под термином "примерно" здесь подразумевается, что, учитывая специфику работы микросхемы К176ИЕ12, переключение мелодии с такта с тремя нотами на такт с двумя нотами и наоборот происходит асинхронно (в любом месте так-та) с воспроизводимой мелодией- В результате появляются дополнительные, приятные на слух нотные "переливы" в моменты переходов, вариантов которых может быть несколько. Несмотря на такую "рассинхронизацию" всей мелодии, нарушения ритмического рисунка воспроизводимого фрагмента на слух практически не замечается. Основой устройства (рис. 1) служит микросхема К176ИЕ12 (DD1)r которая совместно с полевыми транзисторами КП103Е (VT1, VT2) формирует весь музыкальный рисунок. Резисторы R1 и R3 -R5, конденсатор С2Н а также транзисторы VT1 и VT2, работающие в ключевом режиме, являются элементами внутреннего генератора микросхемы DD1. Конденсатор С1 и резистор R2 обеспечивают надежный запуск генератора в момент включения питания. Частота генерации (высота нот) зависит от номиналов резисторов R3 — R5 и конденсатора С2.
Музыкальный рисунок мелодии формируется коммутацией резисторов R4 и R5 параллельно резистору R3 через сток-исток транзисторов VT1 и VT2, которые, а свою очередь, управляются сдвинутыми между собой на 900 импульсами, поступающими с выходов ТЗ и Т2 (8-го разряда делителя микросхемы). Наличие а каждом такте мелодии двух или трех нот зависит от уровня сигнала на выходе М счетчика-делителя на 60. управляемого импульсами, снимаемыми с выхода F (5-й разряд делителя).



Работает устройство следующим образом. В момент включения питания счетчики-делители микросхемы устанавливаются в случайные состояния. Допустим, что на выходе М микросхемы — сигнал высокого уровня, В таком случав транзистор VT2 окажется закрытым (заблокированным) через диод VD1. Поэтому только резистор R4 будет подключаться параллельно резистору R3 через сток-исток транзистора VT1, управляемого (периодически закрываемым) положительными импульсами с выхода ТЗ микросхемы. Частота коммутации — в 28=256 раз ниже исходной частоты генератора при скважности импульсов, равной 4. В результате этого образуются такты из двух нот разной длительности.
Частоты генерации [высоты нот) можно определить по формулам f1~(0,46/ R3C2)иf2~(0,46(R3+R4)/C2*R3*R4),
гдеf1-соответствует ноте "соль"(транзистор VT1 закрыт), f2 — ноте "до" (транзистор VT1 открыт и резисторы R3 и R4 соединены параллельно). Коэффициент 0,46 — эмпирический и зависит, в основном, от напряжения питания микросхемы.
Спустя некоторое время на выходе М микросхемы появится напряжение низкого уровня. Теперь диод VD1 закроется, транзистор VT2 разблокируется и будет управляться (периодически закрываться) импульсами высокого уровня с выхода Т2 микросхемы. Резисторы R4 и R5 станут поочередно или одновременно подключаться параллельно резистору R3 через сток-исток транзисторов VT1 и VT2 соответственно, образуя такты из трех нот мелодии. При этом возникают колебания частотой f2,f3,f4. Частоты f3 и f4 можно рассчитать по формулам: f3=0,46(R3+R5)/C2*R3*R5,
транзистор VT1 закрыт, VT2 — открыт, резистор R5 подключается параллельно резистору R2 — звучит нота "ля"; f4=0,46(R3*R4+R4*R5+ R3*R5)/C2*R3*R4*R5. оба транзистора открыты, резисторы R4 и R5 подключаются параллельно резистору R3 — звучит нота "ре", Результирующий сигнал, снимаемый с выхода микросхемы, усиливается по мощности транзистором VT3. Небольшая мощность, рассеиваемая этим транзистором (не более 0,7 Вт), позволяет обойтись без теплоотвода. Уровень громкости воспроизводимой мелодии устанавливают подстроечным резистором R6.
Размещение деталей устройства в корпусе (размерами 135x75x50 мм) показано на рис. 2. Печатная плата (рис. 3). на которой смонтирована большая часть радиодеталей, выполнена из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. причем фольга одной стороны платы (ее соединяют с общим проводом) выполняет функцию экрана устройства.
Корпус устройства выполнен из пластин одностороннего фольгированного текстолита толщиной 1.5 ммт спаянных между собой с внутренней стороны и соединенных с общим проводом. Ось под-строечного резистора R6 выведена наружу корпуса под шлицотвертки. Првдокра-, нитель FU1 впаян в разрыв сетевого провода и заключен в поливинилхлоридную трубку. Полевые транзисторы КП103 могут быть с буквенными индексами Ж, И. К или 2П103 с индексами А. Б, В, Транзистор КТ972Б заменим на КТ972А или на пару транзисторов серий КТ817 и КТ315 (с буквенными индексами А-B), включенных по схеме составного транзистора.



Диоды КД522Б заменимы на любые кремниевые маломощные, например Д220, а стабилитрон Д818Е— наД814Б. Выпрямительный мост VD5 можно составить из четырех диодов КД522Б или других аналогичных на максимальный ток не менее 100 мА, Динамическая головка BА1 — 0,5ГДШ-2-8 или аналогичная другая со звуковой катушкой сопротивлением 4...8 Ом. Сетевой трансформатор типа ИИ.4.702.142 или подходящий другой, обмотка II которого рассчитана на напряжение 12...14 В при токе нагрузки 0,12 А. Конденсатор СЗ — K50-16, постоянные резисторы — С1 -4, МЛТ, Желательно, чтобы резисторы R3—R5 были одного типа. Каждый из резисторов R4 и R5 составлен из двух, соединенных последователь' но резисторов: R4 — сопротивлением 750 кОм и 91 кОм. R5— 1,5 МОм и 240 кОм, Безошибочно собранное из заведомо исправных деталей устройство не нуждается в налаживании. При необходимости можно подкорректировать воспроизводимые тона мелодии подбором резисторов RЗ—R5. добиваясь наиболее точного воспроизведения звуковых частот, соответствующих полутонам хроматической равномерно-темперирован ной шкалы музыкального строя . Контролируют воспроизводимую мелодию на слух или сравнивая ее звучание с каким-либо хорошо настроенным музыкальным инструментом.

С вопросами можете обращаться по почте info@electrik.org [1] или посетив мой сайт: electrik.org [2].
Всего хорошего.

2003 г. Кузнецов Олег



Ссылки в этой статье
  [1] info@electrik.org
  [2] http://electrik.org

   Rambler's Top100      
Электрик © 2002-2008 Oleg Kuznetsov