Часто при переговорах между объектами требуется, чтобы переговоры слышали все корреспонденты одновременно. Данное переговорное устройство (ПУ) дает возможность вести такие переговоры между тремя объектами.
Переговорное устройство по построению схемы простое, и изготовить его можно за несколько часов. Удобство заключается еще в том, что громкоговоритель используется как микрофон передаче речи. Для управления режимами прием/передача используется всего одна кнопка, работающая на переключение. Данное переговорное устройство очень просто и в монтаже. Автор этих строк использовал его при производстве работ на стройке, в лифтах, а также в автокооперативах и в селе для связи внутри хозяйства. ПУ обеспечивает устойчивую связь с большой надежностью и при больших колебаниях питающего напряжения -220 В. Собраны пульты переговорного устройства в небольших коробочках. Размер их зависит от применяемого динамика. Единственный недостаток данного устройства заключается в том, что говорить необходимо с расстояния не более 0,5 м. Для упрощения схемы и коммутации автор отказался от кнопки "Вызов", так как практика показывает, что в этом нет необходимости. Вызов осуществляется голосом.
Схема ПУ показана на рисунке. Предварительный усилитель собран на транзисторах VT1 и VT2 типа
КТ315 с в не менее 80, оконечный усилитель - на микросхеме К174УН4А(Б). Возможно применение и других микросхем. Все зависит от материальных возможностей и технических требований. Питание осуществляется от сети через обычный диодный мостик. Напряжение питания 4,5-9 В. При питании от батареек типа А-3336 их заряда хватало на 7-10 сут. При желании можно использовать любые аккумуляторы напряжением 6 В. При этом необходимо предусмотреть их непрерывную подзарядку (сельский вариант). Для проведения проводки между объектами не обязательно применять экранированный провод. Автор в сельском варианте использовал один провод, а вместо второго -землю.
После включения питания устройство сразу же готово к работе. Для разговора необходимо нажать кнопку "Разговор" у того абонента, который хочет сделать сообщение. Его громкоговоритель подключается ко входу переговорного устройства - и все слышат его сообщение. Далее кнопку отпускают, и можно слушать ответ. Возможен также параллельный разговор двух и более абонентов.
Сопротивление резистора R1 подбирают по максимальному усилению без возбуждения. В качестве Т1 можно использовать любой трансформатор, рассчитанный на мощность 15-25 Вт и выходное напряжение 6 В, например, ТС12. Все громкоговорители типа 0,5 ГДШ2 - 8 Ом.
О. Г. Рашитов, г. Киев
Как обеспечить громкоговорящей связью, скажем, два пункта, удаленных друг от друга на значительное расстояние? Подобная задача возникает в школе, пионерском лагере, в небольшом поселке или далеко удаленных комнатах дома. И во всех подобных случаях приходит на помощь переговорное устройство.
Как правило, такое устройство состоит из двух пультов, каждый из ко-торых установлен на «своем» пункте, и двухпроводной линии связи, соединяющей пульты. В каждом пульте расположены усилитель и динамическая головка. Причем динамическая головка выполняет двойную роль: при передаче сообщения она служит микрофоном, а при приеме работает по своему прямому назначению - преобразует электрический сигнал звуковой частоты в звук.
Кроме того, усиленный сигнал с одного пульта поступает по линии связи на динамическую головку другого (так работает большинство переговорных устройств). Поскольку головка обладает сравнительно Низким сопротивлением, сказываются потери в линии связи - с увеличением расстояния между пунктами падает громкость звука. Вот почему дальность связи ограничивается обычно несколькими сотнями, а иногда и десятками метров.
Однако эти потери можно значительно сократить, если выходной сигнал одного пульта подавать не на динамическую головку, а на вход усилителя другого пульта, обладающего значительно большим сопротивлением по сравнению с головкой. Тогда потери в линии связи будут невелики, и переговорным устройством станет возможно пользоваться при расстояниях между пунктами в несколько километров. Помимо этого преимущества, у такого переговорного устройства есть еще одно - его можно питать от низковольтного источника.
Схема предлагаемого «низковольтного» переговорного устройства приведена на рисунке 1. Оно состоит из пультов А1, А2 и линии связи, проводники которой соединяют между собой гнезда XS1 и XS2 пультов. Поскольку схемы усилителей пультов одинаковы, приведена лишь схема усилителя пульта А1.
Собственно сам усилитель звуковой частоты выполнен на транзисторах VT2 - VT4. С коллектора транзистора VT4 на базу VT2 подано через резистор R8 напряжение отрицательно обратной связи, которая стабилизирует режим транзисторов и коэффициент усиления каскадов, а также снижает искажения звука. Коэффициент усиления равен отношению сопротивлений резисторов R8 и R5. Конденсатор С2 снижает усиление сигналов частотой ниже 500 Гц.
Когда кнопочный переключатель SB 1 находится в показанном на схеме положении, входной сигнал с линии связи подается через конденсатор С1 в эмиттерную цепь транзистора VT2. По переменному току этот транзистор включен по схеме с общей базой, обладающей низким входным сопротивлением, необходимым для согласования с сопротивлением звуковой катушки динамической головки при работе ее микрофоном. Емкость конденсатора С1 выбрана сравнительно небольшой, благодаря чему выравнивается характеристика головки как микрофона. Резистор R2 обеспечивает прохождение постоянной составляющей эмиттерного тока транзистора VT2, а конденсатор С2 защищает вход усилителя от высокочастотных помех.
Каскад на транзисторе VT1 - электронный ключ, подающий напряжение питания на первый каскад усилителя. Ключ стоит в цепи нагрузки транзистора VT2 (резистор R3). С этого резистора усиленный первым каскадом сигнал подается на базу транзистора VT3 следующего каскада усиления. Далее следует выходной каскад на транзисторе VT4. Его нагрузкой служат в режиме приема динамическая головка ВА1, а в режиме передачи - резисторы R9, R10 и последовательно соединенные сопротивление линии связи и входное сопротивление усилителя пульта А2. Резистор R7 ограничивает ток коллектора транзистора VT3, а конденсатор С4 препятствует самовозбуждению усилителя.
В режиме ожидания, когда переключатели SB1 обоих пультов находятся в показанном на схеме положении, все транзисторы закрыты, и каждый пульт потребляет от источника питания весьма незначительный ток - менее 1 мкА. Поэтому в пультах нет отдельного выключателя питания.
При нажатии на кнопку переключателя SB1 динамическая головка ВА1 подключается ко входу усилителя, а провод линии, подключенный к гнезду XS2, соединяется с выходом усилителя. Минус источника питания G1 поступает через резистор R10 на вход усилителя второго пульта по линии связи. Транзистор VT1 в пульте А2 открывается и подает напряжение питания на транзистор VT2. Включается усилитель второго пульта.
В пульте А1 усилитель также включается, поскольку транзистор VT1 открывается током, протекающим в его базовой цепи через динамическую головку ВА1. При разговоре перед головкой напряжение, вырабатываемое в ее звуковой катушке, усиливается и поступает через конденсатор С5 в линию связи. Сигнал, ослабленный в линии связи, вновь усиливается и поступает на динамическую головку.
Аналогично работает переговорное устройство и при нажатии кнопки переключателя SB1 на втором пульте. Иными словами, при нажатии любой кнопки включаются одновременно оба пульта. Но в передающем в данный момент пульте усилитель работает как микрофонный и потребляет от источника питания ток около 3,5 мА, а в приемном пульте - как усилитель мощности, потребляя ток около 100 мА (при максимальной громкости звука). Разговор ведут поочередно, нажимая кнопку после приема сообщения и отпуская ее по окончании передачи.
Для упрощения переговорного устройства в нем нет регулировки громкости, поэтому во избежание значительных искажений звука следует учитывать, что при короткой линии связи (до 2 км) говорить нужно негромко, на расстоянии вытянутой руки до пульта. При длине же линии 5…10 км (это максимальное расстояние) желательно говорить громко и на расстоянии 20…10 см от пульта.
Для переговорного устройства подойдут резисторы МЛТ-0,125 или МЛТ-0,25. Конденсаторы С2 и С4 - КТ-1, КЛС, КМ-5, КМ-6; С1, СЗ, С5, С6 - оксидные (электролитические) любого типа, на любое напряжение, но возможно меньших габаритов. Динамическая головка - 0.25ГД-19 или другая малогабаритная, переключатель режима работы - П2К без фиксации положения.
Детали усилителя монтируют на плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита методом печатного монтажа. Но вполне подойдет и навесной монтаж, если укрепить на плате медные шпильки под выводы деталей. Плату крепят к задней стенке корпуса пульта (рис. 3), изготовленного из листовой стали толщиной 0,5 мм. Конструкция корпуса разработана так, чтобы изготовить его можно было при минимальном наборе инструмента. После крепления платы кнопка переключателя должна выступать над корпусом пульта.
На задней стенке размещают также гнезда XS1 и XS2 либо малогабаритный разъем (подойдет, например, разъем СГ-3 или СГ-5 от магнитофона) Динамическую головку крепят к передней панели, а рядом устанавливают источник питания - элемент 373. Напротив диффузора головки в панели насверлены отверстия, которые затем прикрыты тонкой тканью (лучше радиотканью). Чтобы головка лучше работала в режиме микрофона, к ее магнитной системе желательно приклеить кольцо из поролона - оно будет выполнять роль акустического демпфера.
Если в переговорном устройстве применены исправные детали и монтаж выполнен без ошибок, устройство сразу готово к работе. Но проверить его удастся при наличии двух пультов и эквивалента линии связи- резистора сопротивлением 1…2 кОм. Гнезда пультов соединяют через эквивалент и нажимают на пульте А2 кнопку SB1 (временно фиксируют ее, положив сверху тяжелый предмет), а сам пульт располагают вблизи источника звука, например, абонентского громкоговорителя или переносного транзисторного приемника. В динамической головке пульта А1 должен раздаться звук транслируемой передачи. Если его нет, нужно измерить падение напряжения на резисторе R3, проверив тем самым срабатывание электронного ключа. При отсутствии напряжения следует подобрать резистор R1 до момента открывания транзистора VT1.
Громкость звука можно изменить подбором резистора R5 или R8. Если звук будет сопровождаться искажениями, следует подобрать резистор R7. Аналогично проверяют и налаживают пульт А2, нажав кнопку на пульте А1.
Поскольку сигнал из линии связи поступает на вход усилителя через внутреннее сопротивление элемента С1, по мере разрядки элемента и повышения его внутреннего сопротивления может снизиться усиление устройства, а значит, громкость звука. Если такое наблюдается, подключите параллельно элементу оксидный конденсатор С6 емкостью 200 … 1000 мкФ.
При больших расстояниях между пунктами связи совсем не обязательно применять двухпроводную линию. Достаточно провести провод между гнездами XS1, а гнезда XS2 заземлить в каждом пункте с помощью штырей из стальной проволоки диаметром 4…6 мм и длиной 500…700 мм.
Нередко в практике начинающего радиолюбителя возникает необходимость собрать простое проводное переговорное устройство, скажем, для дачного участка, чтобы можно было вести разговор из комнаты с теми, кто находится на кухне, в бане, хозяйственном блоке или с соседями по даче. Для решения такой проблемы предлагается два варианта устройства — для двух и трех абонентов.
Каждое из переговорных устройств собрано из доступных деталей, практически не требует налаживания и способно обеспечить дуплексную связь на расстояние до 200 м. В эксплуатации они максимально напоминают обычные телефоны, поскольку основная деталь в них — исправная телефонная трубка.
Конечно, в идеале неплохо было бы использовать испорченный телефонный аппарат с рычажным переключателем, на котором покоится трубка, но в случае отсутствия такового вполне подойдет любой корпус с установленным на нем тумблером — его придется коммутировать вручную.
Прежде чем перейти к знакомству с вариантами предлагаемых устройств, рассмотрим работу генератора вызывного сигнала или просто генератора вызова (ГВ). Его принципиальная схема приведена на рис. 1.
Генератор представляет собой несимметричный мультивибратор, выполненный на транзисторах разной структуры. К источнику питания и нагрузке он подключен тремя проводами через зажимы “Вых.”, “Общ.”, и “+”.
Частота генератора нестабильна и зависит от напряжения питания, сопротивления нагрузки и резистора R2. При указанных на схеме номиналах она находится в пределах 500...2000 Гц. От сопротивления резистора R1 зависит громкость звучания — чем оно больше, тем звук громче. Однако при слишком большом сопротивлении (более 1 кОм) возможен срыв колебаний генератора.
Собранный генератор следует проверить и наладить вместе с источником питания (батарея GB1 напряжением 3...12 В) и телефонным капсюлем, которые будут использованы в реальном устройстве. Налаживание заключается в подборе резисторов R1 и R2 с целью получения громкого и отчетливого звука.
Расскажем подробнее о работе мультивибратора. После включения питания транзисторы VT1 и VT2 закрыты, так как на базе транзистора VT1 нулевой потенциал. Конденсатор С1 начинает заряжаться через резистор R2 и цепочку последовательно соединенных элементов R1.BF1. Этот процесс протекает линейно до тех пор, пока напряжение на конденсаторе С1 не превысит порога открывания транзистора VT1.
Как только транзистор VT1 начинает открываться, следом открывается и VT2. В точке “Вых.” появляется положительное напряжение. Через резистор R1 оно складывается с напряжением на конденсаторе С1 и подается на базу транзистора VT1. А тот, в свою очередь, открывается еще больше, и еще больше открывает VT2. Возникает лавинообразный процесс, приводящий к тому, что транзисторы VT1 и VT2 входят в насыщение, а к телефонному капсюлю BF1 через открытый транзистор VT2 прикладывается полное напряжение батареи.
Это состояние нестабильно и будет продолжаться, пока конденсатор С1 перезаряжается через резистор R1. Как только конденсатор перезарядится, он не сможет обеспечить ток базы транзистора VT1, достаточный для поддержания режима насыщения. VT1 начнет закрываться, закрывая и VT2. Положительное напряжение в точке “Вых.” будет снижаться, снижая тем самым напряжение на базе VT1, — он закрывается еще больше, увлекая за собой и VT2.
Вновь идет лавинообразный процесс, в результате транзисторы полностью закрываются. База VT1 находится под отрицательным напряжением, обеспечиваемым конденсатором С1, который приобрел его в процессе перезарядки. Это напряжение не сохраняется постоянным, а за счет тока через резистор R2 плавно переходит в нуль и затем, достигая положительного значения, достаточного для открывания VT1, вызывает новый цикл.
Таким образом, мультивибратор периодически подключает телефонный капсюль к батарее, обеспечивая излучение звука. Следует обратить внимание на то, что ток, потребляемый от батареи, также промодулирован частотой генератора, и если последовательно с батареей включить второй телефонный капсюль, то он также будет излучать звук.
О. Ховайко, г. Москва.
Не претендуя на какие-то особые открытия в схемотехнике, предлагаю довольно изящный вариант переговорного устройства, которое может использоваться и в качестве домофона в частном доме или на даче. Конструкция проста и доступна для самостоятельного изготовления даже начинающему радиолюбителю. В дежурном режиме данное устройство не потребляет энергии батарей, но всегда готово к работе: стоит только нажать на кнопку-переключатель и - пожалуйста, говорите! Работающий на втором комплекте вас непременно услышит.
В качестве элементной базы выбраны германиевые транзисторы серии МП. Доступные, дешевые и надежные, они обладают параметрами, достаточными для использования в данном переговорном устройстве. К тому же ‘нелишне напомнить: чтобы «привести в чувство» кремниевый транзистор, требуется около 0,6 В. Для двухтактного выходного каскада это число следует удвоить. У германиевых же полупроводниковых триодов расход вдвое меньше, что не может не сказаться на максимально достижимом размахе выходного сигнала.
Среди достоинств предлагаемой разработки - обесточивание соответствующего усилителя в режиме приема кнопкой SB1 с одновременным подключением ею громкоговорителя SA1 непосредственно к линии связи. Сигнал, приходящий от другого аппарата (второго комплекта), практически весь оказывается подведенным к динамику, импеданс звуковой катушки которого, как минимум, втрое меньше входного сопротивления усилителя - благодаря резистору R3. Такое схемное решение позволяет, в отличие от аналогов со сложными и дорогостоящими многоконтактными микропереключателями, обойтись лишь одной (к тому же вовсе не дефицитной) кнопкой типа КМ2-1 отечественного производства.
При нажатии на SB1 (работа в режиме передачи) усилитель подключается к батарее электропитания, а динамик, отсоединяемый от линии связи, используется теперь в качестве своеобразного микрофона. Выходной сигнал через замкнутые контакты 1′ и 2′ уходит в линию связи. Предназначение R3 - стабилизация работы входного каскада, собранного на VT1, при изменениях температуры, напряжения питания, смене транзистора. Параметры же цепочки R6С5 выбираются для улучшения качества передачи речевого сигнала такими, чтобы второй каскад на VT2 обеспечивал большее усиление по высоким звуковым частотам, чем по нижним.
В схеме и на печатной плате предусмотрена возможность установки C3 для ограничения полосы пропускания усилителя и предотвращения его самовозбуждения на высоких частотах. Однако сборка нескольких авторских экземпляров показала, что устройство хорошо работает и без вышеназванного конденсатора. Тем не менее, если вдруг возникнет возбуждение в виде тонкого писка или пользователи сочтут тембр звука слишком высоким, то положение легко можно поправить возвращением C3 на предназначавшееся ему место.
Выходной каскад, собранный на транзисторах VT4 и VT5, представляет собой двухтактный эмиттерный повторитель. По напряжению он ничего не усиливает, зато способен давать в нагрузку значительный ток, что особенно ценно при работе на динамик с небольшим сопротивлением звуковой катушки.
Между базами транзисторов VT4 и VT5 включен диод VD1. Его предназначение - снизить возможные нелинейные искажения в выходном двухтактном каскаде.
Теперь о радиодеталях, которые нужны для сборки данного устройства. Резисторы подойдут любого типа, мощностью 0,125 или 0,25 Вт. Конденсаторы С2, С4 - С8 электролитические К50-6, К50-16 или К50-35. А вот с С1 все обстоит несколько сложнее. На него ведь воздействуют напряжения различной полярности, поэтому для надежности этот конденсатор должен быть неэлектролитическим. В авторских вариантах, например, успешно используется К73-17, рассчитанный на работу в цепях переменного, пульсирующего и постоянного тока. Возможно также применение монолитного керамического конденсатора типа КМ емкостью 0,68-1 мкФ.
Устройство не слишком критично к выбору полупроводниковых приборов для своего монтажа. В частности, для VD1 подойдет диод из ряда Д9, Д18, Д20 или Д311. Причем с любым буквенным индексом. В качестве p-n-p транзисторов VT2 - VT4 подойдут типа МП14, МП16, МП39-МП42, МП25. Для VT5 приемлем любой из полупроводниковых триодов n-p-n серий МП36-МП38, МП10 (буквенный индекс в конце наименования в данном случае не имеет значения).
А вот транзистор VT1 желательно использовать малошумящий. В противном случае флюктуационный фон от первого каскада, появившись в виде характерного шипения, окажется сравнимым со слабым входным сигналом и после соответствующего усиления на VT2- VT5 будет воспроизведен динамиком во втором комплекте аппаратуры.
Но и здесь есть из чего выбрать. Кроме малошумящего транзистора МП39Б, указанного на схеме, сгодится МП27 (П27) либо МП28 (П28).
Печатные платы у обоих аппаратов одинаковы. Фольга «общего провода», образуя замкнутый контур, служит своего рода экраном, дополнительно защищающим усилитель от наводок. Монтаж довольно плотный, поэтому сначала устанавливают резисторы и диод, затем идут конденсаторы, а последними - транзисторы. Для исключения случайных контактов на металлические корпуса электролитических конденсаторов надевают полихлорвиниловые трубки подходящего диаметра. А во избежание замыканий через возможные подтеки припоя - прочищают ножом наиболее узкие промежутки между дорожками, особенно вблизи паек.
Налаживание устройства сводится к подбору резисторов R1, R4, R9, обеспечивающих должный режим работы усилителя. В частности, добиваются, чтобы напряжение на коллекторах VT1, VT2 и эмиттерах VT4, VT5 составляло половину от Uпит. Эту операцию желательно поточнее сделать для выходного каскада, а в предварительных допустимы 1,5-вольтные отклонения как в меньшую, так и в большую сторону. Причем если напряжение окажется мало, то соответствующий резистор следует увеличить, а в противоположном случае - наоборот, уменьшить.
Вышеперечисленные резисторы на время отладки схемы удобнее припаивать со стороны фольги. Многие транзисторы могут выйти из строя, если на коллектор и эмиттер подается питание при неподключенной базе.
Для окончательной проверки усилителя подсоедините к контактам 2 и 3 разъема громкоговоритель. Динамическую головку расположите (во избежание самовозбуждения всего устройства из-за акустической обратной связи) в 3-4 метрах от аппарата. Нажмите кнопку и, говоря в микрофон, убедитесь в приемлемости качества передачи. Заодно определите оптимальное расстояние между ртом и микрофоном. Помните: при малом расстоянии звук получается слишком низким и несколько искаженным, а при большом - тихим.
Питание каждого из аппаратов осуществляется от гальванической батареи «Крона». Но возможно использование 7 дисковых аккумуляторов емкостью не менее 0,1 А·ч или блока питания (желательно стабилизированного) типа БП-02Б2, которым комплектуются некоторые переносные отечественные магнитофоны. При применении аккумуляторов не обойтись без зарядного устройства, которое может быть и самодельным (например, выполненным по разработке, опубликованной в журнале «Моделист-конструктор» № 9 за 1998 г.).
В заключение - несколько советов, адресованных новичкам в области электро- и радиотехники. Резкое увеличение потребляемого тока и сильный разогрев VT4, VT5 могут обуславливаться неисправностью или неверным включением VT3, VT4 (VT5), малым значением сопротивления R9, пробоем или нарушением полярности, короткозамкнутостью выводов при монтаже С4 или С8. Случается, что виной всему неисправность или неправильное включение полупроводникового диода VD1, а также ошибка в полярности источника электропитания.
Если же начнет темнеть или задымит защитная краска на резисторе R7 - значит, пробит, замкнут при монтаже или неправильно включен конденсатор Сб. Нелишне также убедиться в правильной полярности питания собранного устройства.
Еще одна частая ошибка начинающих - когда вместо резистора в 470 кОм ошибочно впаивают 470-омный, то есть с номиналом, который в 1000 раз меньше требуемого. Будьте внимательны к условным обозначениям на радиодеталях!
Дальнейшую проверку смонтированного устройства следует вести от выхода к входу. Пинцетом, замыкая на «общий провод» поочередно базы транзисторов VT3, VT2, VT1 (кратковременно это делать в данной схеме не опасно), выявляют «капризный» (если таковой имеется) каскад - по отсутствию должного треска в динамике и возрастанию напряжения на коллекторе. Найденные неисправности устраняют.
Как правило, немаловажной проблемой для начинающих радиолюбителей является и изготовление корпуса для своих самоделок. Решают ее по-разному. Неплохие результаты получаются, например, с П-образной пластмассовой скобой, образующей 3 стенки самого корпуса. Тогда между боковинами удачно вписывается печатная плата, являясь одновременно задником прибора или частью его. Имея на противоположных сторонах своих выступы, а в пластмассовой скобе - специальные вырезы, плата надежно фиксируется в корпусе за счет его упругости.
Заготовку для скобы-основы корпуса каждого из аппаратов переговорного устройства выпиливают из 2-мм термопласта (например, поливинилхлорида) с последующим изгибанием над раскаленным металлическим стержнем - для придания требуемой П-образной формы. Разъем СГ-5, кнопку-переключатель КМ2-1, а также динамическую головку 0,25ГД-10 (0,5ГДШ-1), или 0,25ГД-19 (0,5ГДШ-2) закрепляют, используя просверленные для них отверстия. Вырезы под плату в боковинах, как и под диффузор на лицевой части скобы, выполняют лобзиком.
Желающие поэкспериментировать могут попробовать увеличить выходную мощность каждого из изготовленных аппаратов, заменяя в них транзисторы VT4, VT5 на комплиментарную пару ГТ402-ГТ404, способную «раскачать» более современные динамики. Но это потребует соответствующего увеличения емкости С8, уменьшения сопротивления R8 и корректировки номинала резистора R9.
В линию связи можно включить не два, а три аппарата. Правда, диалог двух абонентов будет при этом транслироваться третьему абоненту, который в данном разговоре может и не участвовать. В ряде случаев такое применение аппаратуры вовсе не является недостатком.
При наличии отдельного источника питания в каждом из аппаратов достаточно двухпроводной линии, соединяющей только контакты 2 и 3 разъемов.
А. ЛИСОВ, г. Иваново
Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.