Страница 15 из 18
Оказывается, пьезокристалл не так прост, его эквивалентная электрическая схема представлена «хитрым» соединением реактивных и активного сопротивлений, как показано на рисунке 1.
Рис. 1
Первый пик громкости происходит, когда наступает последовательный резонанс в цепочке элементов Cq, Lq, Rq, второй пик отвечает параллельному резонансу между этой цепочкой и ветвью с элементом Со. Повторим, что реально этих деталей в кристалле нет, в нем проявляются лишь их свойства.
Между резонансными частотами кристалл обнаруживает свойства индуктивности, подобно катушке с проволочной обмоткой. Вне указанного промежутка кристалл являет свойства конденсатора. Именно потому пьезотелефон, включенный непосредственно в коллекторную цепь транзисторного каскада УЗЧ, будет молчать — ведь через конденсатор нет ходу постоянной составляющей тока. А чтобы пьезонаушник зазвучал, нужно шунтировать его резистором.
Свойства пьезоэлементов, уже упомянутые, и те, речь о которых впереди, дают возможность конструировать разноообразные устройства, позволяющие уменьшить количество намоточных узлов, а то и вовсе без них обойтись, а потому более простых и технологичных.
Для примера на рисунке 2 показана известная схема карманного устройства, подающего сигнал тревоги с весьма значительной громкостью.
Звукоизлучателем служит «пьезодеталь» типа СП-1. «Раскачивает» излучатель генератор прямоугольных импульсов, собранный на интегральном таймере DA1 и задающей частоту цепочке элементов R1, R2, С1. Включенный на выходе автотрансформатор Т1 создает на излучателе BQ1 переменное напряжение порядка 25 В.
Источником питания может служить батарейка типа «Кроны»; устройство включается в работу подачей питания выключателем SA1. В роли последнего может быть тумблер, «кнопка» или контакты, управляемые разнообразными датчиками.
Автотрансформатор наматывается на сердечнике выходного трансформатора переносного приемника типа «Селга-404» и имеет около 900 витков провода ПЭВ-1 0,09, с отводом от 80 витков, считая от заземленного конца.
Другое интересное качество пьезокристалла — высокая стабильность частоты колебаний вблизи положения параллельного резонанса. Вводя пьезокварц в колебательный контур, можно эффективно стабилизировать частоту генератора радиосигналов, что избавляет от необходимости подстраивать радиоприемник. На рисунке 3 приведена схема «кварцованного» генератора, способного работать в диапазоне частот от 100 кГц до 100 МГц, при установке соответствующего кварцевого резонатора ZQ1 (в роли индуктивности) совместно с емкостным делителем С2, С3.
Каскад на транзистоpe VT2 служит буфером, устраняющим влияние цепей на выходе на работу генератора. Приведенные на схеме номиналы конденсаторов С2…С5 обеспечивают работу на частоте порядка 10 МГц (диапазон КВ 31 м). Для получения на выходе амплитудно-модулированных сигналов на вход устройства достаточно подать колебания звуковой частоты с напряжением в несколько милливольт. Рассмотренный узел можно использовать в переговорном устройстве или для передачи сигнала грамзаписи на радиовход магнитолы, включенной на запись с эфира.
Помимо кристаллов кварца, в технике используют пьезокерамику. Из нее изготавливают, например, фильтры промежуточной частоты 465 кГц для приемников-супергетеродинов. Керамические фильтры заменяют многозвенные традиционные фильтры, содержащие множество катушек и конденсаторов, не требуют кропотливого монтажа и настройки. Используя пьезокерамический фильтр и многофункциональную микросхему, можно собрать простой «карманный» супергетеродин согласно схеме на рисунке 4.
Преобразователь частоты на транзисторе VT1 связан через пьезокерамический фильтр промежуточной частоты ZQ1 с микросхемой DA1, которая усиливает сигнал ПЧ, детектирует его и дает усиление звукового сигнала, достаточное для прослушивания через ушной телефон BF1.
Блок конденсаторов настройки может быть типа КП4-5, пьезокерамический фильтр — ФП1П-022, телефон типа ТМ-2А.
Батарею питания можно собрать из трех гальванических элементов LR03. Использованная здесь микросхема не относится к числу новейших, но встречается в продаже. В зависимости от выбранных данных входного и гетеродинного контуров приемник может принимать радиовещательные станции в диапазонах средних либо коротких волн.
Для приема на КВ-диапазоне 25…50 м используйте каркасы диаметром 7 мм с подстроенными сердечниками. У катушки L1 должно быть 18 витков провода ПЭЛШО 0,4, намотанных в один слой виток к витку, у L2 — 2 витка ПЭЛШО 0,2, L3 содержит 2 + 4 + 28 витков провода ПЭЛШО 0,2. Подбором номинала резистора R1 устанавливают ток коллектора транзистора VT1 на уровне 0,5…0,7 мА.
Ю.ПРОКОПЦЕВ
Подводим итоги конкурса «ЛЕГО», объявленного в журнале «ЮТ» № 10 за 2000 год.
Победителями стали:
· Сергей Скобелев из Новосибирской обл. (главный приз — КОНСТРУКТОР «ЛЕГО»);
· Иван Шипилов из Краснодарского края;
· Дмитрий Чернявский из г. Москвы;
· Владимир Студеникин из г. Кемерово.
Поздравляем!
ПРИЕМ
объявляет прием учащихся в 9, 10 и 11-й классы на 2001/2002 учебный год
Главная цель школы — помочь обучающимся глубже постичь математику и физику, развить инженерный склад мышления и лучше подготовиться к поступлению в высшие учебные заведения. Выпускники школы имеют льготы при поступлении в Петербургский государственный университет путей сообщения.
Прием в ЗИФМШ проводится по результатам решения вступительного задания, публикуемого ниже. Рядом с номером задачи указывается, для какого класса она предназначена. Например, 4 (9, 10) означает, что задача 4 входит в конкурсное задание дня 9-го и 10-го классов. Задание для каждого класса состоит из шести задач. Решение вступительного задания необходимо прислать по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский проспект, 9, ПГУПС, ЗИФМШ, на конкурс. В письмо вложите анкету, заполненную печатными буквами по следующему образцу:
Фамилия, имя, отчество: Сидоров Иван Петрович
Класс (указывается по состоянию на 1 сентября 2001 г.): десятый
Подробный домашний адрес: 524806, г. Тверь, ул. Садовая, д. 55, кв. 77
Номер и адрес школы: школа № 5, г. Тверь, ул. Зеленая, д. 7
Зачисленным в ЗИФМШ в течение гола высылаются учебные пособия и контрольные задания; решенные задания оцениваются и рецензируются. Успешно закончившие в ЗИФМШ получают удостоверение.
ЗАДАНИЕ НА КОНКУРС
1. (9) является целым числом. Найдите это число.
2. (9) К чашкам весов подвешены две гири — фарфоровая и железная — равного веса. Нарушится ли равновесие весов, если гири опустить в сосуд с водой? Ответ обосновать.
3. (9, 10) Из круга вырезали концентрический с ним круг, площадь которого составляет 81 % от площади исходного круга. Какой процент от радиуса первоначального круга составляет толщина кольца?
4. (9, 10) Лампы и амперметр включены так, как показано на рисунке.