Трёхтональный звуковой сигнализатор

    Принцип действия

    В момент включения напряжения питания  дифференцирующая цепь С8R8 формирует короткий (около 0,15 мс) импульс, который устанавливает по входу R пусковой триггер DD4.2 в нулевое состояние. В этом состоянии триггер может находиться бесконечно долго — это дежурный режим сигнализатора. Низкий уровень с прямого выхода пускового триггера затормаживает задающий генератор и генератор манипулятора, а также закрывает элемент DD1.4 — фазоинвертор выходного сигнала 3Ч. При этом на выходе элементов DD1.2, DDE.2 —низкий уровень, а на выходе элементов DD1.1, DD1.3, DD5.1, DD5.3 и DD1.4 — высокий.

    Кроме того, высокий уровень на инверсном выходе триггера DD4.2 удерживает по входу R в нулевом состоянии все остальные триггеры сигнализатора, включая DD6.1, DD6.2. На базе транзисторов VT1—VT4 высокий уровень, поэтому ток через головку ВА1 протекать не будет.

    Если  теперь кратковременно нажать на кнопку SB2, пусковой триггер DD4.2 переключится в единичное состояние, оба генератора вступают в работу. Интегрирующая цепь C5R5 препятствует переключению триггера DD6.1 по входу С от фронта первого импульса с выхода элемента DD5.2.

    Как уже сказано, триггеры DD6.1 и DD6.2 манипулятора соединены так, что коэффициент деления частоты (2 Гц) равен 3. Поэтому, вообще говоря, период повторения импульсов на выходе триггеров DD6.1  и DD6.2 должен бы быть равен 1,5 с. Но как только на инверсном выходе триггера DD6.2 появится плюсовой перепад напряжения (это произойдет за 1,5 с), пусковой триггер DD4.2 вновь возвратится по входу С в нулевое состояние – сигнализатор вернётся в дежурный режим. После кратковременного нажатия на кнопку SB2 сигнализатор работает в течение 1,5 с.

    Процессы, происходящие в некоторых характерных точках манипулятора после короткого нажатия на кнопку SB2, иллюстрирует рис. 5.1.

      
 
 
 
 

                                                      Рис. 5.1

        Сначала звучит нота А1, затем D2 и наконец F2. Время звучания каждой равно 0,5 с. Если кнопку SB2 удерживать нажатой более 1,5 с, то воспроизво димые ноты буду непрерывно повторяться в том же порядке (рис. 5.2).  

                                                                
 
 
 
 

                                                              Рис. 5.2

          Это происходит потому, что при нажатой кнопке SB2 пусковой триггер DD4.2 не может переключиться в нулевое состояние. После отпускания кнопки SB2 сигнализатор доигрывает фрагмент A1,D2,F2 до конца и только тогда выключается.

    После нажатия на кнопку SB2 сигнал на выходе элемента DD1.4 будет уже противофазен сигналу на инверсном выходе триггера DD4.1. Поэтому транзисторы VT1, VT4 и VT2, VT3 усилителя открываются и закрываются в противофазе, что необходимо для его правильной работы.

    Порядок чередования нот определен тем, как включены диоды VD1 и VD2. В рассматриваемом данном случае, сигнализатор воспроизводит восходящее арпеджио. Если же требуется нисходящее арпеджио F2,D2,A2, то катод диода VD2 следует соединить с инверсным выходом триггера DD6.2, а диода VD1 — с инверсным выходом триггера DD6.1, Это для минорного трезвучия, а для мажорного — к инверсному выходу триггера DD6.1 нужно подключить катод не только диода VD1, но и диода VD4. То есть катоды этих диодов в любом случае должны быть объединены. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                     

                                      6. РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ

     Платопечатная схема трёхтонального музыкального сигнализатора представлена на чертеже, имеющем код №ХНТУ 6.091300.ПП.

      Плата соответствует ГОСТ 23752-79. Плата изготавливается  комбинированным методом. Шаг координатной сетки выбирается равным 2,5 мм. Соответственно конфигурация проводников выдерживается по координатной сетке. Проводники условно обозначенные сплошными линиями выполняются шириной 0,4 0,1 мм. Расстояние между проводниками не менее 0,3 мм. Проводники покрываются сплавом «Розе». В узких местах допускается занижение контактных площадок до 0,15 мм. Маркировка выполняется травлением шрифтом 2,5 по НО.010.007, в узких местах – шрифтом 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. ОПИСАНИЕ СБОРОЧНОГО  ЧЕРТЕЖА

     Сборочный чертеж трёхтонального звукового сигнализатора  представлен на чертеже, имеющем код №ХНТУ 6.091300 СБ.

      Печатная  плата прибора изготовлена из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Установку элементов производить по ОСТ4 ГО.010.030-81. Все резисторы постоянного тока МЛТ-0.125 устанавливаются по варианту II-а. Микросхемы К561ЛА7 (DD1, DD5), микросхемы К561ЛТМ2 (DD2 – DD4, DD6) устанавливаются по варианту VIII-a. Конденсаторы К50 (С1 – С3) устанавливаются по варианту II-в. Конденсаторы К10 (С4 – С6, С8), К50 (С7) устанавливаются по варианту П-а. Диоды КД102А (VD1 – VD3) устанавливаются по варианту П-а. Транзисторы КТ972А (VT1, VT3), КТ973А (VT2, VT4) устанавливаются по варианту V-б. Выключатель SB2   устанавливается по варианту VIII-а. Предохранитель плавкий FU1 устанавливается по варианту II-а. Динамик ВА1 (4ГД-8Е) устанавливается по варианту IV. Таким образом, все элементы на плате устанавливаются с максимальной компактностью для обеспечения минимальных размеров прибора. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   8. Расчёт генераторов  прямоугольных импульсов.

      8.1 Расчёт задающего генератора.

Задающий генератор  работает на частоте 14 кГц.

   
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Вычислим  значение длительности импульса при f=14 кГц=14000 Гц.

 

Зная, что  , найдём 

 
 

2. Зная, что  расчитаем значение -     постоянная времени времязадающей цепи. 

 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 

3. Задаёмся ёмкостью конденсатора. С=900 пкФ. Используя формулу

определим R.

 
 
 
 
 

      8.2 Расчёт генератора низких частот.

Генератор работает на частоте 2 Гц.

   
 
 
 
 
 

Данный генератор  рассчитывается аналогично задающему  генератору. 

2. Вычислим  значение длительности импульса при f=2 Гц.

 

     Зная, что , найдём

 
 

2. Зная, что  расчитаем значение -     постоянная времени времязадающей цепи. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Задаёмся ёмкостью конденсатора. С=0,6 мкФ. Используя формулу

, определим  R.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                  

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     В курсовом проекте был разработан цифровой прибор – трёхтональный  музыкальный сигнализатор, а так  же был произведен расчет задающего генератора и генератора низких частот. Рассчитав номиналы обоих генераторов, и сравнив полученные теоретические данные с практическими, доказали, что выбранные номиналы обеспечивают нормальную работу прибора.  При выполнения курсового проекта были выполнены: электрическая структурная схема, электрическая функциональная и принципиальная схемы,  платопечатная схема и сборочный чертеж. Устройство довольно просто в применении, т.к. не нуждается в дополнительной настройке, требуется только в точности соблюдать все конструктивные требования.

     Сигнализатор  построен на основе единого задающего  генератора и триггерного делителя частоты. Это позволяет избежать трудностей, связанных с музыкальной настройкой сигнализатора, а так же нестабильностью тонов при изменении температуры и питающего напряжения.

Устройство  может быть несколько модифицировано, что делает его экономичнее, но принцип действия его остаётся таким же. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                           

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Графическое изображение электрорадиосхем: Справочник/

     Усатенко С.Т. – К.: Техника, 1986 г..

2. Популярные цифровые микросхемы: Справочник/ Шило В.Л. – Челябинск: Металлургия, 1989 г..
3. Трёхтональные музыкальные сигнализаторы – Радио, 1996 г., №1,

стр.46-48.

4. Разработка      и      оформление      конструкторской 
   документации РЭА: Справочник/ под редакцией Романычевой Э.Т. – М.: Радио и связь, 1989 г.
5. Интегральные схемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник/Аванесян Г.Р.,

     Левшин  В.П. – М.: Машиностроение, 1993 г.

6.  Электроника и микросхемотехника. Ч. 1.: Учебник/ под редакцией Красно-

     прошиной  А.А. – К.: Выща шк., 1989 г.    

7.  Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине

     «Электроника  » ,Голощапов С.С.           
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ДОКУМЕНТАЦИЯ