Схема акустического сенсора (генератор колебаний с акустической обратной связью)


Принципиальная схема самодельного акустического сенсора, выполнена на трех транзисторах КТ3102. Сейчас в схемах автоматики и охраны радиолюбители обычно используют инфракрасные датчики, действующие на отражение или пересечение луча.

При этом, все как-то забыли о акустических датчиках, которые так же обладают весьма хорошими характеристиками.

Принципиальная схема

На рисунке приведена схема простого акустического сенсора, представляющего собой генератор колебаний с акустической обратной связью. Практически, схема работает так же, как возбуждается низкочастотный усилитель, если его динамик и микрофон расположить рядом.

Принципиальная схема акустического сенсора на трех транзисторах КТ3102

Рис. 1. Принципиальная схема акустического сенсора на трех транзисторах КТ3102.

На транзисторах VТ1 и VТ2 сделаны обычные усилительные каскады. Коэффициент усиления данного двухкаскадного усилителя регулируется переменным резистором R3, изменяющим уровень переменного напряжения, поступающего с выхода первого каскада на вход второго.

F1 и F2 пассивные пьезоэлектрические звукоизлучатели (например, ЗП-22). Они должны быть одинаковыми, с одинаковыми резонансными частотами.

Взаимно они располагаются на одной плоскости, в направлении в сторону поверхности препятствия, на приближение которого сенсор должен реагировать.

Пока данная поверхность удалена на расстояние больше критического, акустическая положительная обратная связь между F1 и F2 либо отсутствует, либо ниже критического порога.

В этом случае, генератор не работает, и на коллекторе VТ2 переменного напряжения нет. Поэтому, на выходе детектора VD1-VD2 постоянное напряжение равно нулю, и транзистор VT3 закрыт (на его коллекторе логическая единица КМОП уровня).

С приближением поверхности акустическая обратная связи увеличивается, и в определенный момент становится выше критической. Это приводит к возбуждению генератора.

На коллекторе VТ2 появляется переменное напряжение, которое детектируется диодами VD1, VD2. На C3 появляется постоянное напряжение, которое увеличивается, и в определенный момент, транзистор VT3 открывается. На его коллекторе напряжение падает до нуля.

Переменным резистором R3 можно регулировать величину критической ПОС, то есть, практически регулировать наибольшее расстояние, при котором сенсор срабатывает.

При необходимости пределы регулировки можно расширить, увеличив сопротивление R3 и, соответственно, уменьшив R2.

Частота, на которой работает сенсор всецело зависит от резонансной частоты F1 и F2. При использовании в качестве них «пищалок» ЗП-22 частота будет около 3000 Гц.

Работу сенсора можно сделать неслышимой для человека, если использовать акустические пъезоизлучатели на ультразвуковой диапазон. Обычно, - на 40 кГц. Но они обязательно должны быть пассивными, то есть, без встроенных усилителей или генераторов.

При установке F1 и F2 необходимо принять меры против возникновения акустической связи по корпусу или поверхности, на которой они установлены.

При работе на большое расстояние, между ними нужно установить звукопоглощающую перегородку. Оптимальное расстояние между ними и их взаимное расположение определяется экспериментально.

Налаживание

Налаживание сенсора в основном связано с выбором взаимного расположения F1 и F2, а так же, к подбору сопротивления R2 (и возможно R3). При указанных на схеме номиналах и использовании ЗП-22, сенсор срабатывает при приближении ладони на 10 см.

По углу поворота R3 можно определять расстояние до поверхности объекта.

Носов Н. А. РК-05-08.


1 374 Звук и шум
акустическое реле датчик звука
Написать комментарий:

cashback