Ośla łączka
EdW A07
EdW A07
Elektronika dla poczÄ…tkujÄ…cych,
Elektronika dla poczÄ…tkujÄ…cych,
czyli wyprawy na oślą łączkę
czyli wyprawy na oślą łączkę
Ćwiczenie 4. Podsłuchiwacz różnych sygnałów
W tym odcinku nadal będziemy wykorzysty- nienie. Po wstawieniu C1=1000uF prawdopo- satory odsprzęgające. Kosztują niewiele, a
wać układ z wcześniejszego rysunku 16, czyli dobnie będzie można zwiększyć rezystancję zaoszczędzą Ci wielu kłopotów.
podsłuchiwacz szeptów. Na początek zbadajmy PR1 do maksimum. Przynajmniej u mnie tak Opisane próby z kondensatorami C1, C3,
ważny problem, dotyczący nie tylko mikrofonów było  nawet przy maksymalnej oporności C4, C7, C8 są bardzo pouczające i powinieneś
elektretowych. Otóż oprócz sprzężenia na dro- PR1 terkot się nie pojawił, ale w słuchawkach obowiązkowo je wykonać, ale nie zapomnij,
dze słuchawki-mikrofon, występują jeszcze inne wystąpił silny przydz
więk sieci  wzmocnio- że układ z rysunku 16, zasilany z baterii 9V,
drogi przenikania sygnału z wyjścia na wejście ne zakłócenia z sieci energetycznej, przenika- jest też znakomitą zabawką.
wzmacniacza, co przy dużym wzmocnieniu skut- jące na wejście. A teraz kilka innych propozycji. Nasz
kuje samowzbudzeniem. Dlatego we wzmacnia- Warto przeprowadzić takie próby z roz- wzmacniacz ma dużą rezystancję wejścio-
czach wielostopniowych tak ważne jest staranne wartym mikrofonem i różnymi pojemnościami wą, praktycznie równą R5, dlatego w roli
filtrowanie obwodów zasilania. To zagadnienie C1 zarówno przy zasilaniu ze stabilizowane- mikrofonu można wykorzystać inne, zupełnie
jest szerzej omówione w Technikaliach. go zasilacza sieciowego, jak i przy zasilaniu nietypowe przetworniki.
W każdym razie problem nie leży tylko bateryjnym  efekty będą inne. Podczas takich Na początek zamiast mikrofonu wstaw...
w dużym wzmocnieniu. Przekonaj się o tym eksperymentów zapewne zauważysz, że przy fotorezystor według rysunku 19a. Otrzymałeś
sam w układzie podsłuchiwacza z rysunku dużym wzmocnieniu, oprócz szumu, w słu- mikrofon świetlny. Możesz go wypróbować,
16. Usuń mikrofon, ale nie wstawiaj zwory chawkach wyraz
nie słychać przydz
więk (brum) skierowując go na różne z
ródła światła, w
zamiast mikrofonu, żeby wejście pozostało sieci 50Hz. Na razie ten wątek pominiemy. tym na świetlówki i żarówki. Sprawdz
, jak
niepodłączone. Usuń też kondensator C1. Jeśli chcesz, możesz też sprawdzić zacho- reaguje on na sygnał podczerwieni z pilota od
Zwiększaj rezystancję PR1. wanie układu, po usunięciu kondensatorów sprzętu RTV. Ponieważ nagłe zmiany oświet-
Układ się wzbudzi, i to już przy stosun- filtrujących C3, C4, C7, C8. Mój model pra- lenia mogą powodować zaniki dz
więku w
kowo niewielkiej rezystancji potencjometru cował w miarę poprawnie nawet po usunięciu słuchawkach, możesz zmniejszyć pojemność
PR1. Tym razem nie będzie to jednak cienki tych czterech kondensatorów. Nie lekceważ C2 do 10nF, a nawet 1nF  wtedy takich zani-
pisk, tylko terkot  wzbudzenie prawdopo- jednak problemu filtrowania (odsprzęgania) ków nie będzie.
dobnie będzie mieć częstotliwość kilku her- obwodów zasilania i sztucznej masy  nie- Fotorezystor to stosunkowo powolny prze-
ców. Tak czy inaczej oznacza to, że w ukła- kiedy brak takich kondensatorów powoduje twornik. Zamiast niego lepiej byłoby wstawić
dzie występuje dodatnie sprzężenie zwrotne. dziwne, nie zawsze występujące, a przez to fotodiodę lub fototranzystor. Wprawdzie w
Nie ma mikrofonu, więc nie jest to sprzężenie trudne do zdiagnozowania problemy. Niech zestawie EdW A07 nie ma fotodiody, ale może
na drodze słuchawki mikrofon. zawsze Twoje układy mają takie konden- masz takową z wcześniejszych wypraw na
Rys. 19
Odłącz na chwilę C8  czę- Oślą łączkę. Gdybyś wyko-
R2 1k R2 1k
R
2
1
k

R
2
1
k

a) b) c)
stotliwość i ton terkotu w słu- rzystał fotodiodę, możesz
chawkach zmieni się. Wskazuje ją włączyć w dowolnym
C1
R1 C1 R1
to, że tym razem przyczyną kierunku. Włączając foto-
100...
1000 F
1
0
0
0

F
2,2k 100k
2
,
2
k

1
0
0
k

1000 F
1
0
0
0

F
samowzbudzenia jest sprzęże- diodę w kierunku zaporo-
nie przez obwody zasilania, a wym według rysunku 19b,
C2
konkretnie przez dodatnią szynę koniecznie zwiększ wartość
K A
1...100nF
C2 C2
zasilania. Sprawa jest dokÅ‚adniej R1 z 2,2k© do 100k©.
1...100nF 1...100nF
fotodioda
f
o
t
o
d
i
o
d
a
wyjaśniona w Technikaliach. Włączając fotodiodę w kie-
A K lub
l
u
b
L
E
D
c
z
e
r
w
.
Przekonaj się teraz osobiście, LED czerw. runku przewodzenia, możesz
jak duże znaczenie ma kondensa- albo pozostawić rezystor R1
tor C1. Najpierw bez mikrofonu (2,2k©...100k©), albo usu-
antenka
a
n
t
e
n
k
a
d) e) f) g)
1
5
c
m
i kondensatora C1 ustaw poten- 15cm nąć według rysunku 19c.
C2 C2 C2
drutu
d
r
u
t
u
100nF 100nF 100nF
cjometr PR1 na progu wzbu- Od biedy w roli fotodiody,
dzenia  terkotu. Wstaw jako czyli elementu odbiorcze-
C1 kondensator 100uF  teraz go, mógłbyś użyć zwykłej,
R5
L
L
1
.
.
.
bez ryzyka wzbudzenia można 1... C2
czerwonej diody LED, ale
1 H...
1

H
.
.
.
100nF
22M
2
2
M

wyraz
nie zwiększyć rezystancję powinna to być dioda z
100mH
1
0
0
m
H
PR1, czyli zwiększyć wzmoc- przezroczystą soczewką.
Sierpień 2010
S
i
e
r
p
i
e
Å„
2
0
1
0
El ektronika dl a Wszystkich 37
+
+
+
Ośla łączka
Fot. 20
Przy barwionej soczewce efekt będzie dużo
gorszy, wręcz żaden.
A teraz usuń całkowicie elementy obwodu
polaryzacji R1, R2, C1. Musisz wiedzieć,
że zamiast mikrofonu elektretowego można
zastosować mikrofon dynamiczny. Wtedy nie
sÄ… potrzebne obwody polaryzacji, bo taki
mikrofon sam z siebie wytwarza niewielkie
napięcie. Warto też dla ciekawości zastosować
w roli mikrofonu dynamicznego... zwyczajny
głośnik według rysunku 19d. Wypróbuj taką
wersję! Zwykły głośnik, np. ten malutki,
który masz w zestawie EdW A07, ma czułość
zdecydowanie mniejszą niż mikrofon elek-
tretowy i ogólnie da słaby efekt. Niemniej
przekonasz się, że niewątpliwie głośnik może
być mikrofonem.
Bardzo interesujące efekty można uzyskać,
dołączając do wejścia membranę piezo (ale
nie brzęczyk piezo, tylko samą membranę, bez
elektorniki) według rysunku 19e. Membranę
takÄ… (w obudowie) masz w zestawie EdW A07.
Membrana piezo jest odwracalnym, czyli dwu-
kierunkowym przetwornikiem elektroakustycz- magnetycznych i elektrycznych. Włącz według  zmiany jego parametrów są zbyt powolne, żeby
nym o specyficznych cechach. Z powodzeniem rysunku 19f pętlę zawierającą kilka zwo- wykryć je na słuch.
może pracować jako mikrofon, ale oporność jów drutu lub popularny miniaturowy dławik, Ja przeprowadziłem szereg testów, także
wewnętrzna takiego mikrofonu jest bardzo duża podobny do rezystora. Zbliż potem układ z przy użyciu większych, lepszych słuchawek.
i duża musi też być rezystancja wejściowa tym dławikiem do pracującego transformatora Mój zmodyfikowany model z membraną
wzmacniacza, wyznaczona przez R5. Wystarczy  przekonasz się, że w pobliżu transformatora piezo i innymi testowanymi przetwornikami
R5 o wartoÅ›ci 1M©, ale można wypróbować pola magnetyczne 50Hz jest silniejsze. jest pokazany na fotografii 20
dziaÅ‚anie przy R5=10M© lub 22M©. Taki pie- Możesz też zrobić z naszego wzmacniacza GorÄ…co namawiam CiÄ™, żebyÅ› nie poprze-
zoelektryczny mikrofon da duży sygnał i trzeba wykrywacz pola elektrycznego  wystarczy stał na przeczytaniu tego opisu! Zrealizuj pro-
będzie zmniejszyć wzmocnienie. do wejścia dołączyć kilkunastocentymetrowy ponowane ćwiczenia! Nie żałuj na to czasu.
Niesamowite efekty można uzyskać, kawałek drutu  antenkę, według rysunku Doświadczenia, które zdobędziesz, okażą się
wykorzystując piezoelektryczny mikrofon 19g. Warto wtedy zasilić przyrząd z baterii. W ogromnie cenne, a przy okazji zaznasz wiele
kontaktowy, który będzie reagował nie na tym wypadku jednak możesz zaobserwować radości, odkrywając tajemnice świata dz
więków.
drgania powietrza, tylko wibracje ciał stałych dziwne na pozór zachowania. Nie przejmuj
lub cieczy. W zasadzie należałoby przykleić się tym. Sprawdz
, czy dwie ostatnie wersje Piotr Górecki
membranę piezo, np. na szybie, ścianie, ale mogłyby być wykrywaczem prze-
możesz próby przeprowadzić bez klejenia, wodów energetycznych w ścianach.
Uwaga!
dociskając samą membranę do drgających Możesz wypróbować jeszcze inne
Nie zlekceważ proponowanych ćwiczeń!
przedmiotów. Zanurzenie zaizolowanej przed przetworniki, które są dostatecznie
Wszystkiego opisać się nie da.
wpływem wilgoci membrany w wodzie da szybkie, by dać sygnały o częstotli-
hydrofon, czyli podwodny mikrofon. wościach z zakresu akustycznego.
Trzeba tego osobiście  dotknąć .
Nasz czuły wzmacniacz może też być sku- Nie nadają się tu natomiast powolne
Nie szczędz
czasu na eksperymenty!
tecznym wykrywaczem wolnozmiennych pól przetworniki, jak na przykład termistor
Testy podsłuchiwacza z wyjętym mikro- nigdy tak nie jest. W przypadku samowzbu- obwód zasilania. W rzeczywistości każdy
fonem potwierdziły, że samowzbudzenie dzenia przez obwody zasilania nie interesuje zasilacz i każda bateria mają jakaś rezystancję
może też wystąpić na drodze innej niż aku- nas poziom szumów, wytwarzanych przez wewnętrzną R , a do tego dochodzi niewiel-
W
styczna. Problem występuje szczególnie w zasilacz. Przyczyną problemu jest niezerowa ka, ale jednak znacząca rezystancja drutów i
przypadku mikrofonu elektretowego, gdzie rezystancja obwodu zasilania. Gdyby z
ródło ścieżek (R ). W rezultacie możemy naryso-
D
szkodliwe sprzężenie następuje przez dodat- zasilania było idealne, o zerowej rezystancji wać schemat zastępczy naszego podsłuchiwa-
nią szynę zasilania i obwód polaryzacji wewnętrznej, jak na rysunku A1, to nie
RS
R
Rys. A2
S
mikrofonu. Problem został już po części byłoby problemu samowzbudzenia przez
IZ
I
Z
Rys. A1
zasygnalizowany wcześniej na rysunku
7 oraz w Technikaliach na rysunku L.
RD RW
R
R
RP
R
D
W
P
RP
R
Stwierdziliśmy wtedy lakonicznie, że E E
P
+ +
problem polega na przenikaniu  śmieci z
dodatniej szyny zasilania. Te  śmieci nie
tylko zwiększają poziom szumów. W grę
wchodzi też ryzyko samowzbudzenia. Nie
M M
byłoby żadnego problemu, gdyby napię-
cie zasilające było  idealnie czyste . Ale
Sierpień 2010
S
i
e
r
p
i
e
Å„
2
0
1
0
38 El ektronika dl a Wszystkich
t
t
s
s
n
n
o
o
c
c
=
=
S
S
TECHNIKALIA
A
A
ZAS
Z
ZAS
Z
U
= const
U
U
= const
U
Ośla łączka
cza szeptów jak pokazuje rezystancję wewnętrzną
IZ
I
IZ
I
Z
Z
rysunek A2. Prąd zasilania i gdyby zapewnił  ide-
RS
R
RS
R
S
S
I wywołuje na szkodliwej alnie czyste napięcie
Z
E
E
+
+
rezystancji obwodu zasi- zasilania
IZ
I
IZ
I
Z
Z
lania (Rs) spadek napięcia R2 W sumie przyczyną
RP
R
P
Us = I *Rs. Rzeczywiste samowzbudzenia zawsze
Z
C1
RP
R
P
napięcie zasilające U jest przenikanie sygnału
ZAS
nie jest jednakowe i równe z wyjścia wzmacniacza
E, tylko zmienia się, zależ- na jego wejście. W ćwi-
RX
R
X
nie od prÄ…du I . Na razie czeniach zaobserwowa-
Z
nie widać może przyczy- liśmy dwie drogi: aku-
Rys. A3
ny problemów, ale trzeba (dynami czna) styczną z głośnika do
Rys. A4
pamiętać, że w czasie pracy, przez głośnik mikrofonu lub mikrofonu i elektryczną
(słuchawki) płynie stosunkowo duży prąd innego przetwornika R , tworzy z rezystan- przez dodatnią szynę zasilania. Ale oprócz
X
zmienny. Co najważniejsze, prąd zasilania cją R dzielnik, zmniejszający szkodliwy tego występują jeszcze inne drogi przenikania
P
I , znacząco zmienia swoją wartość, zależnie sygnał  rysunek A4. Sprawdziliśmy prze- sygnału z wyjścia na wejście.
Z
od sygnału w głośniku. Czyli na rezystancji cież, że czym większa pojemność C1, czyli Otóż przyczyną samowzbudzenia mogą
Rs występuje niewielkie napięcie zmienne. czym lepiej filtr ten tłumi tętnienia z szyny też być szkodliwe spadki napięcia w obwo-
Oznacza to, że napięcie zasilające U nie zasilania, tym bardziej mogliśmy zwiększyć dzie masy. Tylko teoretycznie obwód masy
ZAS
jest  czyste , tylko występuje tam niewielka wzmocnienie bez ryzyka wystąpienia ter- wszędzie ma jednakowy potencjał. W rze-
składowa zmienna. I właśnie ta składowa kotu. Kondensator C1 zwiera te szkodliwe czywistości występują tam rezystancje prze-
zmienna przechodzi przez rezystor Rp wprost sygnały do masy - zmniejsza je. wodów i ścieżek, co w dużym uproszczeniu
na wejście wzmacniacza, jak pokazuje to A gdy podczas testów zamiast mikrofonu zilustrowane jest na rysunku A5. Rezystancje
rysunek A3. Wzmacniacz ją wzmacnia i wstawiliśmy zworę, czyli zmniejszyliśmy R i spadki napięć w obwodzie masy także mogą
X
dostarcza wzmocniony sygnał do głośnika, do zera, to skutecznie zwarliśmy te szkodliwe być przyczyną samowzbudzenia, dlatego tak
powodując wahania prądu zasilania. przebiegi do masy i praktycznie całkowicie ważne jest prawidłowe prowadzenie obwodu
Niewątpliwie występuje tu sprzężenie zlikwidowaliśmy przenikanie szkodliwego masy, zwłaszcza tych jej fragmentów, gdzie
zwrotne. Sytuacja jest skomplikowana i w sygnału z szyny zasilania na wejście  mogli- płyną duże prądy. Na razie nie będziemy
pewnych warunkach i dla pewnych częstotli- śmy wtedy bez ryzyka zwiększać wzmocnie- jednak wnikać w szczegóły tego obszernego
wości sprzężenie to jest ujemne, dla innych nie potencjometrem PR1. zagadnienia.
dodatnie. W każdym razie sprzężenie to jest Takie szkodliwe sygnały mogą przenikać Poważne problemy z samowzbudzeniem
niewielkie. Tym mniejsze, czym mniejsza jest do układu nie tylko przez rezystory R1 (R ) występują też we wzmacniaczach, obję-
P
rezystancja R , będąca sumą R +R . i R2, ale też przez rezystor R3 w obwodzie tych pętlą globalnego ujemnego sprzężenia
S D W
Jeśli wzmocnienie wzmacniacza jest nie- sztucznej masy. Dlatego stosujemy konden- zwrotnego. Przy wysokich częstotliwościach
wielkie, problemu nie ma. Ale przy odpowied- satory C3, C4, zwierające takie  śmieci sprzężenie z ujemnego staje się dodatnie i
nio dużym wzmocnieniu, dla jakiejś częstotli- do masy. W tłumieniu pomagają też kon- wzmacniacz wzbudza się, na takich wyso-
wości, wypadkowe sprzężenie staje się dodat- densatory C7, C8. Kondensatory te byłyby kich, zwykle ponadakustycznych częstotli-
nie i na tyle silne, że następuje powstanie i niepotrzebne, gdyby zasilacz miał zerową wościach. Ale to też oddzielny, bardzo sze-
utrzymanie drgań. Ponieważ roki temat.
Rys. A5
w obwodzie zasilania zazwy- Przyczyną kłopo-
+Uzas
+
U
z
a
s
czaj włączone są też konden- tów może być również
satory o znacznej pojemno- przenikanie sygnału
ści, opóz
niają one zmiany i z wyjścia na wejście
częstotliwość drgań jest mała TL082 przez pole magne-
+
 my zaobserwowaliśmy ter- tyczne i elektryczne
kot o częstotliwości kilku  samowzbudzenie
herców. może powstać także w
+
wy
Aby zmniejszyć sygnał ten sposób, ale raczej
przechodzÄ…cy z szyny zasi- tylko w niedbale zrea-
TL082
lania na wejście, zastoso- lizowanych wzmacnia-
waliśmy filtr R2C1. Także czach o bardzo dużym
rezystancja wypadkowa wzmocnieniu.
R E K L A M A
Sierpień 2010
S
i
e
r
p
i
e
Å„
2
0
1
0
El ektronika dl a Wszystkich 39
TECHNIKALIA
S
R
x
Z
S
Z
I
I
=
S
S
U=
x
R
U
+
+
+
+
+
+
+