В качестве чувствительного элемента усилителя применен пьезомикрофон, его входное напряжение 8 мВ. Потребляемый ток в нерабочем состоянии цепи при питающем напряжении 6 В составляет около 140 мкА. Во время срабатывания звонка потребляемый ток равен 0,5 А. Верхний частотный предел 11 кГц.

Потенциометром Р1 устанавливаем такую чувствительность, чтобы побочные шумы не приводили к срабатыванию сигнализации, т. е. реле. Транзистор Т1 усиливает входной сигнал, который попадает на транзисторный усилитель (Т2 - ТЗ), но, в свою очередь, только отрицательные его полуволны, так как работает в режиме класса В. Конденсаторы С1 и С2 выполняют роль соответствующих фильтров. С целью достижения минимального потребления в режиме класса А работает только транзистор Т1.

Переключатель, изображенный на рис. 89, используется, например, для включения и выключения осветительных приборов, радио- и телеприемников или же для похожими на хлопки: а - электрическая схема; б - печатная плата; в - монтажная схема (Ml : 1) управления дверным электромеханическим звонком. Схема изменяет свое состояние только при звуках, похожих на хлопки или щелчки.

На входе установлен маленький, но обладающий большой чувствительностью микрофон. В тот момент, когда раздаются хлопки, сигнал через емкость 820 пФ попадает в усилительный каскад, состоящий из транзистора Т1. Конденсатор небольшой емкости с входным сопротивлением транзистора представляет собой фильтр верхних частот. Таким образом, на базу транзистора попадают только сигналы относительно высоких частот.

На коллекторе транзистора Т1 появляются импульсы отрицательной полярности, которые через разделительные конденсаторы (40 нФ) и диоды D1 и D2 попадают на базу транзисторов Т2 и ТЗ цепи переключения. Сигнал поступает на тот транзистор бистабильной цепи, который в данный момент находится в открытом состоянии. Когда транзистор закрывается, напряжение на его коллекторе возрастает, при этом второй транзистор бистабильной цепи открывается.

Резистор 10 кОм, соединенный с базой транзистора ТЗ, удерживает этот транзистор в открытом состоянии, если коллекторное напряжение транзистора Т2 велико. Схема переключения до тех пор поддерживает это состояние, пока на базу какого-либо транзистора не поступит управляющий сигнал соответствующей полярности.

Реле в коллекторной цепи транзистора Т4 приводится в действие транзистором ТЗ схемы переключения. Когда он закрыт, реле срабатывает. Рекомендуют применять реле с током срабатывания 50 - 100 мА. В качестве транзисторов используют типы ВС107, ВС182 и др. Их коэффициент усиления должен быть больше 100. Диоды D1 - D4 типа IN4148.

2.2.3. РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

Реле времени нашли широкое применение: от фотолабораторий (схемы установки времени освещения) до бытовых автоматизированных устройств в наших домах. Они избавляют нас от утомительной задачи постоянно смотреть на часы.

Таймерами (хронометрами) называют приборы, которые измеряют временные интервалы и в результате изменяют состояние какого-либо устройства (системы, исполнительного звена), управляя таким образом процессом. Таймер автоматической стиральной машины, например, позволяет управлять продолжительностью стирки, полоскания и сушки белья.

На практике используются хронометры двух основных функциональных типов: с повторением цикла и стиранием программы. Первые делают то, что и указано в их названии: повторяют серию изменений заранее установленных или запрограммированных на выходе состояний до тех пор, пока на прибор подается питающее напряжение.

Другие таймеры, напротив, начинают отсчет времени под действием входного сигнала и осуществляют один единственный цикл. По окончании определенного интервала времени таймер прекращает свою работу. Для того чтобы еще раз повторить цикл, нужно повторно аннулировать (стереть) программу и подать на прибор управляющий входной сигнал. Благодаря таким характеристикам, таймеры со стиранием программы называют еще одноцикловыми таймерами.

Основной принцип действия схем таймеров. Работа большинства из них основана на принципе медленной или быстрой перезарядки конденсатора. Наиболее простое решение приведено на рис. 90, а. Конденсатор С заряжается от источника постоянного напряжения UT через резистор R. Детектор порогового уровня контролирует напряжение Uc конденсатора. Если оно достигает порогового значения, выдается соответствующий сигнал. Известно, что при заряде конденсатора напряжение ис растет по экспоненте и асимптотически приближается к UT. Описать этот процесс довольно просто. Как только напряжение Uc увеличивается, уменьшается разность напряжений UT - UC на резисторе R, а также и протекающий по нему ток. Его значение подсчитывается по следующей формуле:

i = (Ut-Uc)/R

Очевидно, что ток непрерывно уменьшается в соответствии с изменением заряда на конденсаторе.

На рис. 90, г видно, что экспонента является причиной большего разброса во времени задержки. Пороговый уровень Ug детектора всегда можно установить только с определенной погрешностью (допуском) AUs. Ясно, что допуск вызывает разброс Д£ по времени задержки, который тем значительнее, чем меньше крутизна экспоненты в области рабочей точки М.

Рис. 90. Основной принцип действия конденсаторных таймерных схем:

а - заряд через последовательный резистор; б - заряд от генератора постоянного тока; в - схема, обеспечивающая постоянный зарядный ток; г - изменение напряжения на конденсаторе (большой разброс по времени); д - то же, но разброс меньше

Этого можно избежать, если конденсатор С заряжать от генератора постоянного (стабильного) тока (рис. 90,6). На рис. 90, д показано равномерное изменение напряжения на конденсаторе. Можно заметить, что той же самой погрешности Ди6 порогового напряжения соответствует гораздо меньшая погрешность времени задержки Дг, чем это было на рис. 90, г.

Рис. 91. Таймерная схема

Схема, обеспечивающая постоянный зарядный ток, изображена на рис. 90, в. В коллекторной цепи транзистора Т находится конденсатор С, который через эмиттер и резистор R3 соединен с напряжением питания UT. Напряжение Ua (между источником питания и базой транзистора Т) зависит от сопротивлений резисторов R1 и R2, а также от положения потенциометра Р. Напряжение эмиттер - база кремниевого транзистора почти

постоянно и равно 0,6 В. Таким образом, на резистор R3 приходится напряжение иа = 0,6 В, и через него, а следовательно, и через конденсатор С будет течь ток

i = (Ua-0,6)/R3

Если необходимо изменить скорость заряда, а тем самым и продолжительность времени задержки, достаточно потенциометром Р изменить значение напряжения U а.

Рис. 92. Карманный таймер:

а - электрическая схема; б - монтажная схема

Практически применяемые схемы таймеров. Схема на рис. 91 позволяет осуществлять время задержки примерно на 15 мин. Изменяя постоянную времени, можно получить время запаздывания от менее чем 1 с, до более чем 20 мин. Транзистор Т1 приводит в действие реле. Выход, таким образом, гальванически отделен от время-задающей цепи и поэтому пригоден для подключения различных нагрузок. Делитель напряжения, построенный на резисторах R1 и R2, поддерживает на инвертирующем входе, операционного усилителя уровень, соответствующий половине питающего напряжения. Резистор обратной связи R4 служит для увеличения входного сопротивления. Когда включается переключатель K, он накоротко замыкает конденсатор С1, и напряжение контакта 3 операционного усилителя возрастает до значения питающего напряжения, в результае чего реле срабатывает.

При выключении переключателя конденсатор С1 постепенно разряжается через резистор R3, и напряжение на выводе 3 усилителя падает больше, чем на выводе 2. Здесь возможен дребезг контактов реле, пока напряже-