Индикатор ультразвука

Различные ультразвуки окружают нас повсюду, это могут быть как «переговоры» животных, шумы различного оборудования, так и ультразвуки специально генерируемые эхолотами, медицинскими приборами и т.д. В отличие от звуков слышимого диапазона ультразвуки действуют на нас незаметно. И не всегда благоприятно.

Простой пример, — в определенном месте, например, возле какого-то агрегата, у вас болит голова, и слух как-то понижен. Все симптомы оглушения, но вокруг тишина. Кажущаяся тишина. На ваши уши давят «децибелы» ультразвукового диапазона, они оглушают вас, но вы этого не можете понять, потому что вы не слышите мешающих вам акустических колебаний.

С помощью этого несложного прибора можно не только определить источник ультразвука его интенсивность, но и «прослушать» ультразвук, определить характер его звучания (прерывистый, с изменяющейся частотой, и др.).

Основой прибора служит ультразвуковой микрофон MA40B8R (М1). Число «40» в его названии говорит о частоте (40 кГц), на которой у него максимальная чувствительность. На частоте ниже 32 кГц чувствительность резко падает (-90dB). Такая характеристика чувствительности дает возможность использовать его для контроля за ультразвуком без применения специальных фильтров, подавляющих звуковые частоты.

принципиальная схема

Схема индикатора уровня ультразвука состоит из микрофона М1, двухкаскадного усилителя на транзисторах VT1 и VT2 и измерителя переменного напряжения на диодах VD1, VD2 и стрелочном индикаторе МА. Переменное напряжение с M1 через регулятор чувствительности R7 поступает на двухкаскадный усилитель. Затем усиленное переменное напряжение детектируется диодами VD1 и VD2. На конденсаторе C6 образуется постоянное напряжение, пропорциональное уровню громкости ультразвука. Это напряжение показывает стрелочный прибор МА.

Для прослушивания ультразвука используется метод понижения его частоты до частот звукового диапазона путем деления цифровым счетчиком.

С коллектора VT2 переменное напряжение ультразвуковой частоты поступает на формирователь импульсов на транзисторе VT3. Транзистор включен без смещения на базе и лавинообразно открывается, когда амплитуда переменного напряжения на его базе превышает барьер открывания транзистора.

Импульсы с коллектора VT3 поступают на счетный вход двоичного счетчика D1. Счетчик делит их частоту на 128. Затем, с выхода счетчика импульсы поступают на головные телефоны.

В результате, например, ультразвук частотой 40 кГц головные телефоны воспроизводят как звук частотой 312,5 Гц (40/128= 0,3125). Теперь мы можем «слышать» ультразвуки, следить за изменением их частоты, и определять их интенсивность по стрелочному индикатору. Недостаток в том, что громкость звука в наушниках не зависит от громкости ультразвука, но это компенсируется стрелочным индикатором уровня.

Стрелочный индикатор импортный (аналогичен индкатору М470) с торцевым положением шкалы. Ток полного отклонения стрелки индикатора 300µA, а сопротивление 1200 Ом. Однако, можно применить любой похожий микроамперметр, со шкалой не более 400µA и сопротивлением не менее 300 Ом. Скорректировать его чувствительность можно включением последовательно дополнительного резистора, сопротивление которого нужно будет подобрать опытным путем.

Микросхему К561ИЕ20 можно заменить счетчиком К561ИЕ16. При этом, выходным будет не 4-й, а 6-й вывод микросхемы. Выключатель питания — микротумблер, установленный пайкой на плату. Разъем Х1 — гнездо для малогабаритных головных стереотелефонов. Схема подключения этого разъема такова, что головные телефоны работают включенными последовательно. Источником питания служит батарея «Крона» напряжением 9В.

Подстроенный резистор R7 можно заменить переменным, тогда можно будет регулировать чувствительность прибора в широких пределах.

В налаживании нуждаются усилительные каскады на транзисторах VT1 и VT2. Установив подстроенный резистор в положение минимальной чувствительности (движок вниз до конца, по схеме), нужно измерить постоянные напряжения на коллекторах VT1 и VT2. Если эти напряжения выходят за пределы 2,5-3В, нужно подобрать сопротивления базовых резисторов (R1 и R2, соответственно).

Общую чувствительность устанавливают подстроечным резистором R7 (первоначально его можно установить в положение максимальной чувствительности, — вверх по схеме).

Если получится так, что звучать прибор начинает только тогда, когда микроамперметр показывает уровень близкий к максимальному, нужно понизить чувствительность микроамперметра так, чтобы начало звучания приходилось на первую треть его шкалы.

Испытывать прибор можно регистрируя ультразвуки, например, излучаемые ультразвуковой стиральной машинкой или прибором для отпугивания грызунов.

Тон звучания можно повысить вдвое, если брать импульсы на наушники не с 64-го выхода счетчика, а 32-го.

скачать архив

Если вам понравилась статья, вы можете подписаться на RSS или E-mail рассылку. Для получения обновлений по электронной почте, введите ваш e-mail адрес в эту форму (Доставка от FeedBurner):

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *