Сейчас уже никто не удивляется, если при нажатии на
кнопку дверного звонка, вместо привычного «тр...р» или «динь-
дон» раздается отрывок популярного музыкального
произведения, голоса животных или трель птиц. В магазинах
бытовой электроники продается много различных
российских и зарубежных музыкальных звонков, которые зачастую
дешевле электромеханических. Большинство отечественных
звонков строятся на основе микросхем серии УМС-7 или
УМС-8, собранных почти по типовой схеме. В
радиолюбительской литературе неоднократно описывались
недостатки типовой схемы (резкий звук, вызванный импульсным
характером выходного сигнала; при кратковременном
нажатии на кнопку «Пуск» первая мелодия звучит не до
конца и др.) и предлагались усовершенствованные варианты
схемы включения.
На рис. показана схема еще одного
варианта такого звонка.
Ее отличие от типовой в том, что звучание более
спокойное и мягкое, а при кратковременном нажатии на кнопку S3
(Bell) устройство полностью проигрывает музыкальный
фрагмент.
Резкость звука звонка, включенного по типовой схеме,
вызвана тем, что на динамическую головку, подсоединенную
к коллекторной цепи выходного транзисторного ключа,
поступают однополярные прямоугольные импульсы тока.
Такой сигнал богат высокочастотными гармониками, которые,
входя в резонанс с катушкой динамика и его механической
системой, а также акустическим оформлением, придают
музыкальному фрагменту несвойственную ему окраску. Кроме
того, ток, протекающий через звуковую катушку динамика,
содержит постоянную составляющую, которая смещает
диффузор и уменьшает громкость звучания. В промежутках
между различными участками музыкального фрагмента
появляются громкие и резкие щелчки, вызванные перепадом этой
постоянной составляющей. Работа транзистора в ключевом
импульсном режиме на низкоомную нагрузку приводит к
тому, что сопротивление транзистора в режиме насыщения
оказывается намного больше, чем сопротивление звуковой
катушки динамической головки. Именно поэтому
значительная часть энергии тратится на нагревание транзистора, а не
на раскачку диффузора.
Эти недостатки можно устранить, если динамик
подключить к выходу транзисторного каскада через согласующий
трансформатор (Т1), имеющий высокоомную первичную
обмотку A) и низкоомную вторичную B).
Кроме того, включив
параллельно первичной обмотке конденсатор (СЗ), мы
получаем колебательный контур, настроенный на среднюю частоту
музыкальных фрагментов. Наличие трансформатора согласует
низкоомную катушку динамика с относительно высокоомным
выходом ключа, а наличие резонансного контура сглаживает
прямоугольные импульсы, делая их более близкими к
синусоидальным и подавляет ненужные высокочастотные гармоники.
Поскольку добротность контура невысокая, воспроизводятся
все ноты, заложенные в музыкальный автомат. Наличие
резонанса в контуре приводит к тому, что напряжение на
первичной обмотке трансформатора получается немного выше
напряжения питания микросхемы, что приводит к увеличению
громкости звука.
Второй дефект типовой схемы состоит в том, что при
кратковременном непродолжительном нажатии на кнопку
Bell мелодия звучит не до конца. Дело в том, что время
звучания в этом случае определяется не продолжительностью
музыкального фрагмента, а емкостью конденсатора,
блокирующего пусковую кнопку. В схеме (см. рис. ) с
инверсного выхода микросхемы (вывод 14) импульсы через С1
поступают на детектор на D1 и D2, поэтому на 13-м выводе
микросхемы единица будет присутствовать все время, пока звучит музыкальный фрагмент.
Питается музыкальный звонок от бестрансформаторного источника питания на выпрямителе D7 и параметрическом стабилизаторе, состоящем из цепочки диодов D3-D6 и конденсатора С4, гасящего реактивное сопротивление. На диоды D3-D6 падает напряжение 2-2,5 В. Конденсатор С2
сглаживает пульсации полученного постоянного тока. Трансформатор Т1, как уже говорилось ранее, должен иметь высокоомную первичную обмотку и низкоомную вторичную. Это можно померить тестером. Устройство не нуждается в налаживании, разве что конденсатором СЗ можно
подстроить желаемый тембр звучания.