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