Схема генерации тональных сигналов

Для генерации тональных сигналов в многотональном электронном звонке используются различные приемы. В наиболее часто используемой на практике схеме используется генерация тональных сигналов с двумя различными частотами, однако, существуют интегральные схемы, в которых генерируются сигналы трех различных частот. Также существуют схемы, в которых генерирование тональных сигналов производится по более сложному закону, при котором последовательность звучания тонов напоминает музыкальную мелодию.

Вызывной сигнал, состоящий из двух акустических частот (тонов), может быть получен либо от двух схем генераторов, управляемых частотным сигналом, либо от схемы одного генератора и делителя частоты.

Одна из простейших схем для генерации двухтонального вызывного сигнала приводится на рис. 4.20а.

Рис. 4.20.Схемы многотональных электронных звонков

В схеме используется два генератора: один из них настроен на генерирование сигнала более низкой частоты, например от 10 до 20 Гц, а второй генерирует сигнал более высокой частоты, например от 440 до 480 Гц. Схема управления частотой переключает выход во время прохождения сигнала вызова с одного генератора на другой. Такой подход характеризуется тем недостатком, что необходимость иметь два сигнала с различными частотами определяет необходимость иметь два генератора и, соответственно, два набора элементов схем генераторов, что увеличивает стоимость и размеры схемы.

Во втором варианте схемы двухтональных сигналов, приведенной на рис. 4.20б, используется задающий генератор для генерирования сигнала высокой частоты, из которого затем с помощью схемы делителя частоты формируются два тональных аудиосигнала и управляющий сигнал переключения. Частота задающего генератора, например, f (Гц), сначала делится на величину x или y, что позволяет получить выходные тональные сигналы с частотами, равными частному от деления f/x, или f/y (Гц).

Частота этого тонального сигнала затем делится на величину Z, чтобы получить сигнал управления переключением выходов, обеспечивающий скорость переключения от 10 до 20 Гц между выходами схем делителей частоты X и Y. Для схемы задающего генератора, в котором отсутствует кварцевая стабилизация частоты, для настройки его собственной частоты используется внешний дополнительный резистор, показанный на рис. 4.20б. Однако для улучшения стабильности частоты основного генератора в ряде схем используется кварцевый стабилизатор частоты, который на схеме обозначен пунктирной линией. При кварцевой стабилизации частоты рисунок (или мелодия) вызывного сигнала может изменяться только заменой кварцевого стабилизатора.

Выходные каскады

Выходной каскад (усилитель мощности) в схеме электронного звонка должен согласовать полное комплексное сопротивление акустического преобразователя со схемой, чтобы обеспечить максимальный уровень выходной звуковой мощности при небольшом уровне входного сигнала. Может быть использован дифференциальный выходной усилитель, чтобы увеличить напряжение возбуждения (управления) преобразователя.

Для получения максимальной выходной мощности от входного сигнала, характеризующегося сравнительно небольшой мощностью, необходимо точное согласование полных комплексных сопротивлений выходных цепей электронного звонка. Выходной каскад с симметричным выходом помогает получить более высокую выходную мощность по сравнению с выходным каскадом с несимметричным выходом.

Этот прием особенно часто используется для управления приборами с высоким значением полного комплексного сопротивления, таких, например, как пьезоэлектрический преобразователь. Вместо достаточно часто используемого варианта несимметричного выхода, изображенного на рис. 4.21а, при котором акустический преобразователь подключен между одним активным выходом и землей, в схеме с симметричным выходом нагрузка подключена между двумя активными выходами, возбуждаемыми по дифференциальной схеме с противоположным по фазе сигналом (или с использованием двухтактной схемы), которая показана на рис. 4.21б.

Рис. 4.21.Выходные усилители мощности

При таком методе происходит удвоение напряжения двойного амплитудного значения, приложенного к преобразователю, что позволяет получить значительно более громкий звуковой сигнал.