Detektor ultradźwięków

– deformator głosu

2374

Do czego to służy?

nie

działał

No tego, to już chyba zbyt wiele! Co

i

prostymi

może mieć wspólnego wykrywanie ultra−

m e t o d a m i

dźwięków ze zniekształcaniem głosu

nie

byłem

ludzkiego? Nawet znając ekstrawaganc−

w

stanie

kie pomysły jednego z konstruktorów

stwierdzić,

AVT, trudno przypuścić, aby jedno i to sa−

czy

nie−

mo urządzenie mogło spełniać dwie, tak

sprawny jest

zupełnie różne funkcje!

nadajnik czy

A jednak jest to możliwe i za chwilę

odbiornik. Doszedłem więc do wniosku,

odbiornika ultradźwięków podłączyłem

postaram się Wam to udowodnić. Pod−

że przydałby się prosty układ, wykrywają−

do nowo zbudowanego układu zwykły

stawową funkcją proponowanego układu

cy jedynie obecność ultradźwięków, bez

mikrofon. Okazało się że układ działa po−

jest wykrywanie i przekształcanie na po−

dokładnej analizy ich charakteru. Zapro−

prawnie, w słuchawce telefonicznej dołą−

stać słyszalną dla człowieka ultradźwię−

jektowanie prostego układu, zbudowane−

czonej do jego wyjścia słychać było

ków, czyli tonów akustycznych o często−

go z trzech tanich i łatwo dostępnych

dźwięki o częstotliwości wyraźniej niż−

tliwościach większych od 16 ... 20kHz.

układów scalonych nie zajęło mi wiele

szej od odbieranych przez mikrofon.

Układ został zaprojektowany dosłownie

czasu, ale podczas jego sprawdzania pro−

I wtedy podkusiło mnie, aby powiedzieć

z potrzeby chwili: podczas uruchamiania

blem powrócił. Skąd będę wiedział, że

kilka słów do mikrofonu. Efekt, który

układu dalmierza ultradźwiękowego na−

zbudowany układ działa poprawnie, jeżeli

uzyskałem natychmiast zasugerował mi

trafiłem na problem, dość często spoty−

do jego sprawdzenia wykorzystam nadaj−

drugie, dodatkowe zastosowanie zbudo−

kany podczas pracy z urządzeniami wyko−

nik ultradźwięków, którego poprawności

wanego układu: może on służyć także do

rzystującymi do transmisji danych media

działania też nie jestem pewien? Aby

zabawy, do zniekształcania głosu ludzkie−

nie odbierane przez ludzkie zmysły. Układ

przerwać to błędne koło, w miejsce

go. Uzyskiwany efekt jest dość interesu−

jący, szczególnie

przy wykorzysty−

waniu pierwszego

i drugiego stopnia

podziału częstotli−

wości. Głos wydo−

bywający się z gło−

śnika przypomina

metaliczny, niski

“głos robota”.

Istnieje jeszcze

trzecie zastosowa−

nie proponowane−

go układu, z przy−

czyn niezależnych

nie

sprawdzane

przeze

mnie:

“podsłuchiwanie”

nietoperzy i innych

zwierząt wytwa−

Rys. 1

1. S

Schemat iideowy

rzających dźwięki

56

ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/99

o częstotliwości ponad akustycznej. Nie

jest do wzmacniacza zbudowanego z wy−

wykonywałem takich doświadczeń z pro−

korzystaniem tranzystora T1. Jeżeli jako

stego powodu: w Warszawie, szczegól−

przetwornik elektroakustyczny wykorzy−

nie zimą trudno znaleźć nietoperze! Są−

stamy nie głośnik, ale np. słuchawki o du−

dzę jednak, że taki eksperyment jest

żej oporności lub membrankę piezo, to

możliwy do przeprowadzenia, ale pod

możemy nie stosować tego tranzystora

warunkiem zastosowania w naszym ukła−

dołączając przetwornik pomiędzy jedno

dzie mikrofonu kierunkowego, który moż−

z wybranych jumperem JP1 wyjść liczni−

na wykonać stosunkowo niewielkim na−

ka, a masę.

kładem środków (szerzej poruszymy ten

Rys. 3

3. M

Mikrofon k

kierunkowy

temat w dalszej części artykułu).

Montaż i uruchomienie

Układ detektora ultradźwięków jest

Mozaika ścieżek płytki obwodu druko−

bardzo prosty do wykonania, a do jego

wanego wykonanego na laminacie jedno−

kich rozmiarów. Udało mi się osiągnąć

budowy potrzebować będziemy jedynie

warstwowym oraz rozmieszczenie na niej

doskonałe efekty ze zwierciadłem para−

trzech, tanich i powszechnie dostępnych

elementów zostało pokazane na rysunku

bolicznym pochodzącym z anteny radio−

układów scalonych.

2. Montaż wykonamy w typowy, wielo−

wej przeznaczonej do pracy na zakresie

krotnie opisywany sposób, rozpoczynając

FM, nabytej za kilka złotych w sklepie ze

Jak to działa?

od wlutowanie w płytkę rezystorów i pod−

sprzętem RTV. Do odbioru fal radiowych

Schemat elektryczny detektora ultra−

stawek pod układy scalone, a kończąc na

antena ta nadawała się równie dobrze,

dźwięków został pokazany na rysunku 1.

kondensatorach elektrolitycznych i mikro−

jak drewniany patyk, ale za to spisywała Sygnał o niewielkiej amplitudzie pochodzą−

fonie. W kicie dostarczane będą dwa mi−

się całkiem nieźle jako reflektor skupiają−

cy z mikrofonu M1 zostaje wzmocniony do

krofony: jeden do odbioru ultradźwięków

cy fale dźwiękowe i to oczywiście nie tyl−

potrzebnego poziomu za pomocą wzmac−

i drugi, typowy mikrofon elektretowy

ko ultradźwięki, ale także z pasma słyszal−

niacza zrealizowanego na popularnym ukła−

przeznaczony do wykonywania doświad−

nego przez człowieka. No tak, mamy ko−

dzie UL1321. UL1321 jest układem dość

czeń z zniekształcaniem głosu ludzkiego.

lejne, już czwarte zastosowanie naszego

sędziwym, o niezbyt dobrych parametrach,

Zmontowany ze sprawdzonych elemen−

prostego układu: eliminując z niego dziel−

które w żadnym wypadku nie pozwalają na

tów układ nie wymaga jakiegokolwiek uru−

nik częstotliwości i wyposażając go w mi−

stosowanie tej produkowanej jeszcze przez

chamiania ani regulacji i działa natychmiast

krofon kierunkowy możemy zbudować

CEMI kostki w sprzęcie HiFi. Natomiast do

poprawnie. Jedynie podczas wykonywania

całkiem niezłe urządzenie do podsłuchi−

pracy w prostych układach eksperymental−

doświadczeń z odsłuchem ultradźwięków

wania. Mam jednak nadzieję, że nie przyj−

nych kostka ta nadaje się wyśmienicie, a do−

o małym natężeniu można zmniejszyć war−

dzie Wam do głowy podsłuchiwanie lu−

datkowym argumentem przemawiającym

tość rezystora R3, lub nawet w krańcowym

dzi, ale skupicie Waszą uwagę na np. od−

za jej stosowaniem jest jej bardzo niska ce−

przypadku zastąpić go zworą.

głosach przyrody.

na zakupu i minimalna ilość potrzebnych

Zasada działania mikrofonu kierunko−

elementów zewnętrznych. Wzmocnienie

wego wykorzystującego zwierciadło pa−

układu ustalane jest za pomocą doboru war−

raboliczne została pokazana na rysunku 3

3,

tości rezystora R3. Zmniejszenie wartości te−

który nie wymaga chyba komentarza.

go elementu powoduje wzrost wzmocnie−

nia sygnału m.cz., co może mieć znaczenie

Zbigniew R

Raabe

przy prowadzeniu eksperymentów z “pod−

słuchiwaniem” nietoperzy.

Odpowiednio wzmocniony sygnał kie−

rowany jest następnie na wejście bramki

Schmitta IC2A. Zadaniem tego elementu

Wykaz elementów

Rys. 2

2. S

Schemat m

montażowy

jest przekształcenie sygnału sinusoidal−

Kondensatory

C1, C2, C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF

nego w przebieg prostokątny, potrzebny

C3, C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100uF/16

do sterowania licznika IC3A.

W pierwszej części artykułu wspo−

C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .560pF

Głównym elementem układu jest

mniałem o możliwości zastosowania do

Rezystory

dzielnik częstotliwości zrealizowany na

zbudowanego układu mikrofonu kierun−

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3kΩ

popularnym liczniku binarnym 4520. Do

kowego, co mogłoby uczynić bardziej re−

R2, R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10kΩ

dyspozycji mamy cztery stopnie podziału:

alnymi eksperymenty z podsłuchiwaniem

R3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100(*)Ω

przez 2, 4, 8 i 16. Tak więc, jeżeli odbiera−

dźwięków wydawanych przez nietoperze

R5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100Ω

Półprzewodniki

ny sygnał będzie miał częstotliwość

i inne zwierzęta. Dobrej klasy mikrofon

IC1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .UL1321

40kHz (powszechnie stosowaną w nadaj−

kierunkowy produkcji fabrycznej jest

IC2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4093

nikach ultradźwięków) to na wyjściu Q0

urządzaniem bardzo kosztownym, ale na

IC3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4520

licznika otrzymamy częstotliwość 20kHz

szczęście możemy go w prosty sposób

T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548

(jeszcze niesłyszalną), a na wyjściu Q1 –

wykonać sami. Do tego celu potrzebny

Pozostałe

10kHz, możliwą już do zarejestrowania

będzie tylko jeden istotny element:

M1 . . . . . . . . . . .odbiornik ultradźwięków przez ludzkie zmysły, jako pisk o wysokiej

zwierciadło paraboliczne o jak najwięk−

+ mikrofon elektretowy

LS1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .głośnik częstotliwości. Wygodniejsze może oka−

szych wymiarach. Możemy tu ekspery−

zać się korzystanie z wyjść Q2 lub Q3, na

mentować z zwierciadłami stosowanymi

których częstotliwość wynosić będzie

w dużych latarkach lub reflektorach świa−

odpowiednio 5kHz i 2,5kHz.

teł głównych samochodów. Z pewnością

Komplet p

podzespołów zz p

płytką

Wyboru potrzebnej częstotliwości do−

doskonałym zwierciadłem skupiającym

jest d

dostępny w

w s

sieci h

handlowej

konujemy za pomocą jumpera JP1,

odebrane dźwięki w jednym punkcie by−

AVT jjako k

kit A

AVT−2

2374

z którego sygnał prostokątny kierowany

łaby czasza anteny satelitarnej niewiel−

ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/99

57