Принципиальная схема ПУ показана на рис.2. Усилитель собран на операционном усилителе (ОУ) . Этот ОУ средней точности со встроенной коррекцией и защитой выхода от короткого замыкания в нагрузке.
Рассмотрим работу усилителя. Сигнал с угольного микрофона ВМ1 амплитудой 30...60 мВ усиливается ОУ до напряжения 1 В. Коэффициент усиления ОУ задается резисторами R5 и R4 и подбирается равным 20...30 (Кu=R5/R4=240k/9,1k=26,3).
Эти значения коэффициента усиления данного ОУ и амплитуды входного сигнала с микрофона были получены из экспериментальных данных и являются оптимальными. Наибольшая дальность связи обеспечивается максимальной амплитудой сигнала в линии, при которой отсутствуют его искажения. При подаче на вход усилителя сигнала амплитудой 150 мВ на выходе ПУ получался сигнал амплитудой 3,5В. При дальнейшем увеличении входного сигнала начинались заметные искажения. Увеличение же коэффициента усиления ОУ более 30 нецелесообразно, потому что возрастает вероятность самовозбуждения усилителя.
Уровень входного сигнала задается резистором R1, который определяет ток, проходящий через угольный микрофон. Уменьшение сопротивления вызывает увеличение тока через угольный микрофон, а значит, повышение входного напряжения, снимаемого с микрофона и подаваемого на ОУ.
Если будет применяться элекгретный микрофон МКЭ-3 или электродинамический ДЭМШ, то резистор R1 можно исключить и использовать схему включения для применяемого микрофона.
Делитель напряжения из резисторов R2 и R3 позволяет обеспечить однополярное питание. Эти резисторы должны быть по возможности одного номинала, иначе не исключены искажения сигнала на выходе ОУ. Выбор их будет верным, если напряжение, измеренное на выводе 6 ОУ, окажется равным половине напряжения питания.
Резистор R6 - балансный, необходимый для обеспечения дуплексной связи. Он выполняет функцию резистора Rа или Rв (рис. 1).
Резистор R7 позволяет подстроиться под различное сопротивление линии и сопротивление телефонного капсюля, а значит, добиться устранения местного эффекта, когда сигнал со своего микрофона заглушает сигнал, поступающий в свой телефон от собеседника. Если линий и абонентов будет несколько, есть смысл сделать резистор R7 переменными вывести его под оперативную регулировку на корпус.
Для вызова другого абонента достаточно нажать на кнопку S1 "Вызов". При этом обратная связь, образуемая конденсатором С2, превращает ОУ в RC-генератор. Амплитуда сигнала в линии при вызове составляет от 3,5 до 4,5 В, частота следования прямоугольных импульсов - 1 кГц. Мощность, выделяемая в телефонном капсюле собеседника, составляет не менее 150 мВт. Этого достаточно, чтобы услышать вызов.
Рис. 2
Немного о конструкции и деталях ПУ. Печатная плата (рис.3) для усилителя выполнена из одностороннего фольгированного стеклотексголита толщиной 1,5 мм.
В качестве подстроечного резистора R7 в усилителе использован СП3-1б, возможна замена на СП-4 или переменный резистор, например, СП3-41. Все остальные резисторы - МЛТ-0,125 Вт. Оксидный конденсатор С1 - К56-12 (или К50-35); . С3 - К50-35; конденсатор С2 - МБМ. Вместо микросхемы подойдет , выполненная в прямоугольном пластмассовом корпусе. Выключатель S1 - ПКН2-1В, переключатель S2 - П2К. Телефонный капсюль - сопротивлением 50...60 Ом, микрофон - угольный, электродинамический (ДЭМШ), электретный (МКЭ-3). Источник питания - батарея "Крона", "Корунд", "Ника".
Теперь о настройке. Первое, что нужно сделать, - проверить правильность подпайки выводов микросхемы DA1 (если смотреть на со стороны ножек, то напротив ключа-металлического выступа - будет первая ножка микросхемы и далее по часовой стрелке - вторая, третья и т.д.). Если вас не удовлетворяет качество связи, придется разбираться с ПУ более основательно. Потребуются генератор звуковой частоты, осциллограф и авометр. Дальше можно порекомендовать следующий алгоритм действий. Проверить, есть ли на выводе 6 микросхемы напряжение, равное половине напряжения питания. При необходимости установить заданный режим более точным подбором резисторов R2 и R3.
Подключив осциллограф сначала к микрофону, а затем к выходу ПУ, замерьте в каждом случае амплитуду сигнала, разговаривая перед микрофоном. Если сигнал с микрофона оказывается существенно меньше 50 мВ, поменяйте микрофон. Если других микрофонов под рукой нет, а сигнал с этого больше не развивается при любых подборах R1, попробуйте увеличить коэффициент усиления ОУ увеличением сопротивления резистора R5 или уменьшением R4.
При наблюдении по осциллографу за сигналом с микрофона видно множество гармоник разной частоты и амплитуды, трудно определить и замерить истинную амплитуду сигнала. Поэтому лучше временно отключить микрофон, а вместо него подать с генератора синусоидальный сигнал частотой 1000 Гц. Замерьте с помощью осциллографа амплитуду сигнала на входе (левый по схеме вывод С1) и выходе (вывод 6 ОУ) усилителя, определите коэффициент усиления и, если он окажется меньше 20, займитесь подбором резисторов R4 и R5.
Переговорное устройство
предназначено для проведения двусторонней громкоговорящей связи.
Область применения данного устройства- на ваше усмотрение: можно в качестве домофона или просто для связи между помещениями.
В основе устройства усилитель с применением операционного усилителя (ОУ) с мощным выходным каскадом на транзисторах.
Выполнен переговорный автомат на одной микросхеме типа К237УН2 и четырех транзисторах V1 типа МП39≈МП42, V2 типа МП35≈ МП38, V3, V4 типа П213≈П217. В режиме приема автомат отключен от своего источника питания, а динамик через нормально замкнутые контакты K1.2 подключен к линии. У другого корреспондента, имеющего аналогичный переговорный автомат, должна быть включена кнопка "Передача". При этом подается питание на усилитель, контакты реле К1.2 подключают выход усилителя к линии, а контакты К1.1 подключают динамик ко входу усилителя. Кнопка "Вызов" переводит усилитель в режим генерации низкочастотных колебаний.
Детали
.
Реле К1 типа РЭС-6; конденсаторы типа К50-6, МБМ, резисторы типа МЛТ-0,125 ≈ МЛТ-0,25; динамик типа 0,1ГД-6, лампочка Н1 на 13,6 В; линия связи ≈ телефонный провод; источник питания ≈ три батареи 3336Л, соединенные последовательно.
Проводная связь с помощью переговорного устройства (интеркома) между комнатами квартиры или дома — далеко не роскошь, а довольно полезное изобретение нашего времени. Для обеспечения такой связи совсем не обязательно приобретать домашнюю телефонную станцию или DECT- радиотелефоны.
Если требуется несложное переговорное устройство, то изготовить усилитель низкой частоты и проложить между комнатами пару тонких проводов не составит большого труда. Кроме того, владельцы квартир, которые отключились от трансляционной линии проводного вещания, могут использовать «лапшу», уже проложенную в стенах домов.
Итак, остается только изготовить электронное устройство, которое обеспечит передачу звуковых сигналов по проводам В качестве базового элемента такого устройства очень удобно использовать микросхему LM386 — универсальный усилитель низкой частоты.
Эта недорогая микросхема широко распространена и позволяет при минимуме внешних «обвязочных» элементов изготовить усилитель низкой частоты с требуемыми параметрами.
Предлагаемый вниманию интерком позволяет организовать передачу голосового сообщения (например, «Кушать подано») или обеспечить разговор в так называемом симплексном режиме, когда один из абонентов говорит, а второй слушает, и наоборот.
Принципиальная схема одной из двух абонентских станции приведена на первом рисунке. В показанном на схеме положении кнопочного переключателя SB1 устройство обесточено.
При нажатии на кнопку SB1 и ее удержании на схему подается напряжение питания 9 В. и сигнал с электретного микрофона ВМ1, усиленный микросхемой DA1, по паре проводов подается на вторую абонентскую станцию (рис.2), схема которой аналогична приведенной на рис 1. Через нормально замкнутый контакт переключателя SB1 второй станции сигнал поступает на громкоговоритель ВА1.
Завершив передачу сообщения или закончив фразу в разговоре, абонент 1-й станции отпускает кнопку SB1. Если после этого такую же кнопку нажмет и будет удерживать абонент 2-й станции, то уже сигнал от него будет слышать 1-й абонент.
Для питания каждой абонентской станции удобно использовать малогабаритные трансформаторные блоки питания, которые вставляются в розетку сети переменного тока или батарею типа «Крона». Потребление тока от блока питания происходит только при нажатой кнопке SB1, и ток покоя микросхемы DA1 составляет не более 10 мА. При средней громкости звука, излучаемого громкоговорителем, имеющим сопротивление обмотки 8 - 16 Ом, ток. потребляемый усилителем от источника 9 В. не превышает 50 - 70 мА.
Оптимальную громкость звукового сигнала устанавливают при настройке интеркома. Для этого подбирают сопротивление резистора R2. При R2=1.2 кОм коэффициент усиления по напряжению усилителя низкой частоты составляет около 50.
Уменьшая сопротивление этого резистора, можно повысить коэффициент усиления (максимальное значение 200 попу- чается при R2=0), а увеличивая его сопротивление - снизить коэффициент усиления вплоть до минимального (20 при отсутствии цепочки R2-C3)
По материалам статьи «Jednoduchy intercom - domaci telefon», опубликованной в журнале Prakticka elektronika».
Данная электрическая схема была собрана и испытана в лабораторных условиях с подключением канала связи к внешней АТС. Коммутируемый виртуальный номер для подключения схемы любезно предоставила компания «Mango Office».
Содержание:Иногда возникают ситуации, когда требуется связь всего лишь между двумя квартирами, гаражами дачами и другими объектами различного назначения. В данном случае использование телефонного коммутатора нецелесообразно, поэтому проблему сможет решить переговорное устройство на два абонента.
Подобные системы имеют существенное ограничение по сопротивлению линии, достигающему 1-2 кОм. Используемый медный провод диаметром 0,5 мм обеспечивает дальность связи на расстояние от нескольких десятков до нескольких сотен метров, а при использовании усилителя - до 5-10 км. Если увеличить длину линий или сечение провода, начнет возрастать индуктивность и повышаться емкость линии, что вызовет значительные затухания при передаче сигналов.
Основными составными элементами переговорных устройств являются два пульта, установленных на объектах, и двухпроводная линия связи, соединяющая эти пульты. Каждый пульт представляет собой аппарат связи с усилителем и динамической головкой. Последний элемент может быть двойного назначения. Во время передачи сообщений динамическая головка выполняет функцию микрофона, а в процессе приема она используется по прямому назначению - для преобразования в звук электрического сигнала звуковой частоты.
В большинстве переговорных устройств сигнал, усиленный головкой, поступает с одного аппарата на динамическую головку другого по прямой линии связи. Из-за низкого сопротивления головки, в линиях связи происходят потери: громкость звука начинает падать по мере увеличения расстояния. Поэтому действие данных систем ограничено расстоянием в зависимости от используемой схемы.
Потерь на линии вполне возможно избежать, если подачу выходного сигнала с одного пульта произвести не на динамическую головку, а к усилителю другого аппарата, имеющего значительно большее сопротивление. Именно такое соединение позволяет довести прием и передачу сигнала до нескольких километров, без каких-либо существенных потерь. Существенным преимуществом подобных переговорных устройств является возможность его питания от источника с низким напряжением.
Предложенная для рассмотрения принципиальная схема включает в себя два пульта А1 и А2 и две линии связи, соединяющие друг с другом гнезда пультов XS1 и XS2. Поскольку усилители пультов имеют одинаковые схемы, то рассматриваться будет только одна из них - от аппарата А1.
Для усилителя звуковой частоты были использованы транзисторы VT2, VT3 и VT4. Напряжение отрицательно обратной связи подается с коллектора VT4 на базу VT2 через резистор R8. Обратная связь способствует стабилизации режима работы транзисторов и коэффициента усиления каскада. Ее действие позволяет снизить искажение звука.
Когда переключатель приема-передачи SB1 находится в замкнутом положении, подача входного сигнала с линии связи в эмиттерную цепь VT2 осуществляется через С1. Благодаря небольшой емкости конденсатора С1 происходит выравнивание характеристик головки для использования ее в качестве микрофона. Конденсатор С2 обеспечивает защиту входа усилителя от помех высокой частоты, а резистор R2 поддерживает составляющую эмиттерного тока VT2 в постоянном значении.
Каскад на VT1 является электронным ключом, обеспечивающим подачу напряжения на первый каскад усилителя. Этот ключ расположен в цепи нагрузки (R3) транзистора VT2. На указанной схеме переключатели SB1 находятся в режиме ожидания, а - в закрытом положении. В это время потребление аппаратами тока от источника питания очень незначительное. В связи с этим пульты не требуют отдельных выключателей питания.
После нажатия кнопки SB1 происходит подключение динамической головки ВА1 ко входу усилителя. При этом провод, включенный в гнездо XS2, будет соединен с выходом усилителя. Далее с G1 питание поступает через R10 ко входу усилителя второго аппарата по своей линии. Происходит открытие транзистора VT1 во втором пульте, подача напряжения питания на VT2 и включение усилителя второго пульта. Одновременно в первом пульте также происходит включение усилителя в связи с открытием транзистора VT1 током, протекающим через динамическую головку ВА1 по базовой цепи. Во время разговора перед головкой усиливается напряжение, которое вырабатывается в ее звуковой катушке и поступает в линию связи через конденсатор С5. Далее происходит усиление сигнала, ослабленного в линии связи, после чего он поступает к динамической головке.
Таким образом, при нажатии кнопки SB1 происходит одновременное включение обоих пультов. Однако в передающем аппарате усилитель работает в качестве микрофона и его потребление тока составляет всего лишь около 3,5 мА. В приемной аппаратуре он выполняет свою прямую функцию, потребляя при максимально громком звуке примерно 100 мА. Разговор между абонентами ведется поочередно. Кнопка нажимается после приема сообщения и отпускается по окончании передачи.
Схема переговорного устройства упрощается отсутствием в нем регулятора громкости. Поэтому, чтобы не допустить существенных искажений звука необходимо соблюдать определенные правила. Если линия короткая, до 2 км, то разговаривать следует негромко, соблюдая расстояние до пульта 40-50 см. В том случае, когда аппараты расположены на максимальном расстоянии 5-10 км, рекомендуется разговаривать громко, соблюдая расстояние 10-20 см от пульта.
Для монтажа деталей усилителя в качестве платы используется односторонний фольгированный текстолит. Сам монтаж может выполняться не только печатным, но и навесным методом, когда под выводы деталей на плате закрепляются специальные медные шпильки.
Корпус пульта изготавливается из стали, толщиной 0,5 мм. Крепление платы осуществляется к задней стенке корпуса таким образом, чтобы кнопка переключателя выступала наружу.
Для того чтобы окончательно смонтировать переговорное устройство на два абонента, необходимо определить места размещения гнезд XS1 и XS2. Вместо них можно воспользоваться малогабаритным разъемом от магнитофона. Остается закрепить динамическую головку, установить источник питания и проверить работоспособность устройства.
Простое переговорное устройство можно собрать из двух абонентских громкоговорителей. Применение его может быть различным, на даче, в доме, в квартире и т.д. В некоторых случаях использование радиоканала или мобильной связи неоправданно, а часто и не возможно. Особенно если требуется постоянная круглосуточная связь. Для этого и разработана данная конструкция. Основным преимуществом переговорного устройства является то, что громкоговорители ВА1 и ВА2 являются одновременно микрофонам и громкоговорителем. Возможны два варианта изготовления устройства. В первом варианте используется только один усилитель.
Устройство состоит из предварительного усилителя на VT1 и усилителя мощности собранного на ИМС К174УН7. Переключение режимов приём - передача происходит при помощи переключателя S1, переключатель имеется только у одного абонента, с помощью которого можно подключать громкоговорители поочерёдно к входу или выходу усилителя. Упрощенная схема второго варианта переговорного устройства показана на следующем рисунке.
В данном случае усилители М и переключатели S установлены в каждом громкоговорителе. Переключение с приема на передачу можно производить каждому абоненту. При нажатии переключателя S, громкоговоритель используется в качестве микрофона и подключается к входу предварительного усилителя через разделительный конденсатор С1. Предварительный усилитель собран на транзисторе VT1. Переменный резистор R1 определяет уровень обратной связи и чувствительность на входе каскада. С выхода предварительного усилителя через переменный резистор R5 сигнал поступает на усилитель мощности, собранный на микросхеме DA1.
С помощью резистора R5 регулируется выходная мощность. С выхода усилителя сигнал поступает в линию и, через отжатую кнопку S2, поступает на громкоговоритель, который в данном случае используется по своему назначению. Надо обратить внимание на то, что линия может быть как двух проводной, так и однопроводной, если в качестве второго провода использовать заземление. Заземлением могут служить трубы водопровода, отопления или просто металлический стержень вбитый в землю.
Питание переговорного устройства осуществляется от сетевого девяти вольтового источника питания или гальванических элементов Правильно собранное устройство начинает работать сразу, при необходимости можно отрегулировать чувствительность с помощью резистора R1, а с помощью резистора R5 осуществить регулировку выходной мощности. Мной использованы миниатюрные громкоговорители, в которых удалены понижающие трансформаторы, вместо регуляторов громкости установлены кнопки S1, 2 типа П2К без фиксации. Автор: Валерий Иванов.
