Tonanzeige für Ultraschall. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Indikatoren, Detektoren

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Ultraschall umgibt uns überall, das können die „Verhandlungen“ von Tieren, der Lärm verschiedener Geräte, aber auch Ultraschall sein, der speziell von Echoloten und medizinischen Geräten erzeugt wird. Im Gegensatz zu Geräuschen im hörbaren Bereich wirkt sich Ultraschall unmerklich auf uns aus. Und nicht immer günstig. Ein klares Beispiel ist, dass Sie an einem bestimmten Ort, zum Beispiel in der Nähe einiger Geräte, Kopfschmerzen haben und Ihr Gehör irgendwie beeinträchtigt ist. Alle Symptome einer Ohrenbetäubung, aber ringsum herrscht Stille. Scheinbare Stille. „Dezibel“ des Ultraschallbereichs drücken auf Ihre Ohren, sie machen Sie taub, aber Sie können das nicht verstehen, weil Sie die störenden akustischen Schwingungen nicht hören.

Mit diesem einfachen Gerät können Sie nicht nur die Ultraschallquelle und ihre Intensität bestimmen, sondern auch dem Ultraschall „zuhören“ und die Art seines Tons bestimmen (intermittierend, mit wechselnder Frequenz usw.).

Basis des Gerätes ist das Ultraschallmikrofon MA40B8R (M1). Die Zahl „40“ im Namen gibt die Frequenz (40 kHz) an, bei der die maximale Empfindlichkeit erreicht wird. Bei Frequenzen unter 32 kHz sinkt die Empfindlichkeit stark (-90 dB). Diese Empfindlichkeitscharakteristik ermöglicht die Verwendung zur Ultraschallüberwachung ohne den Einsatz spezieller Filter, die Schallfrequenzen unterdrücken.

Der Ultraschall-Füllstandsanzeigekreis besteht aus einem Mikrofon M1, einem zweistufigen Verstärker an den Transistoren VT1 und VT2 und einem Wechselspannungsmesser an den Dioden VD1, VD2 und einer Messuhr MA. Die Wechselspannung von Ml wird über den Empfindlichkeitsregler R7 einem zweistufigen Verstärker zugeführt. Die verstärkte Wechselspannung wird dann von den Dioden VD1 und VD2 erfasst. Am Kondensator C6 wird eine konstante Spannung erzeugt, die proportional zur Ultraschalllautstärke ist. Diese Spannung wird von der MA-Messuhr angezeigt.

Reis. 1 (zum Vergrößern anklicken)

Um Ultraschall zu hören, wird eine Methode verwendet, um die Frequenz durch Division mit einem digitalen Zähler auf Frequenzen im Audiobereich zu reduzieren.

Vom Kollektor VT2 wird dem Impulsformer am Transistor VT3 eine Wechselspannung mit Ultraschallfrequenz zugeführt. Der Transistor wird ohne Vorspannung an der Basis eingeschaltet und öffnet lawinenartig, wenn die Amplitude der Wechselspannung an seiner Basis die Öffnungsbarriere des Transistors überschreitet.

Impulse vom VT3-Kollektor werden dem Zähleingang des Binärzählers D1 zugeführt. Der Zähler teilt ihre Frequenz durch 128. Anschließend werden vom Ausgang des Zählers Impulse an die Kopfhörer gesendet.

Dadurch wird beispielsweise Ultraschall mit einer Frequenz von 40 kHz von Kopfhörern als Schall mit einer Frequenz von 312,5 Hz (40/128 = 0,3125) wiedergegeben. Jetzt können wir Ultraschallsignale „hören“, Änderungen in ihrer Frequenz überwachen und ihre Intensität mithilfe einer Messuhr bestimmen. Der Nachteil besteht darin, dass die Lautstärke im Kopfhörer nicht von der Ultraschalllautstärke abhängt, sondern dies durch die Pegelanzeige ausgeglichen wird.

Die meisten Teile sind auf einer Leiterplatte aus Glasfaser mit einseitiger Folie verbaut. Die Platine wird in ein Kunststoffgehäuse gelegt und daran entlang positioniert. Daneben befindet sich in einem speziell in das Gehäuse geschnittenen Loch eine importierte Messuhr (ähnlich der M470-Anzeige) mit einer Endposition der Skala. Der Gesamtablenkstrom der Anzeigenadel beträgt 300 mA und der Widerstand beträgt 1200 Ohm. Sie können jedoch jedes ähnliche Mikroamperemeter mit einer Skala von nicht mehr als 400 mA und einem Widerstand von mindestens 300 Ohm verwenden. Seine Empfindlichkeit kann durch Reihenschaltung eines zusätzlichen Widerstands eingestellt werden, dessen Widerstandswert experimentell ausgewählt werden muss.

Der K561IE20-Chip kann durch den K561IE16-Zähler ersetzt werden. In diesem Fall ist der Ausgang nicht der 4., sondern der 6. Pin der Mikroschaltung (Sie müssen die Bedruckung der Platine leicht ändern).

Der Netzschalter ist ein Mikroschalter, der durch Löten auf der Platine montiert wird. Gleichzeitig dient die Mutter zur Befestigung des Kippschalters an der Platte als Element zur Befestigung der Platine im Gehäuse. Der Anschluss X1 ist eine Buchse für kleine Stereokopfhörer und ist ebenfalls auf der Platine verbaut. Der Anschlussplan dieses Anschlusses ist so ausgelegt, dass die Kopfhörer in Reihe betrieben werden.

Die Stromquelle ist eine Batterie "Krona" mit einer Spannung von 9 V.

Der eingestellte Widerstand R7 kann durch einen variablen ersetzt werden, dann ist es möglich, die Empfindlichkeit des Gerätes in einem weiten Bereich einzustellen.
Der gedruckte Schaltplan der Platine und der Verdrahtungsplan sind in Abbildung 2 dargestellt, und Abbildung 3 zeigt, wie die Geräteteile im Gehäuse untergebracht sind.

Reis. 2. Leiterplatte

Reis. 3. Schaltplan

Reis. 4. Anordnung

Die Verstärkungsstufen an den Transistoren VT1 und VT2 müssen angepasst werden. Nachdem Sie den eingestellten Widerstand auf die minimale Empfindlichkeitsposition eingestellt haben (Schieber ganz nach unten, gemäß Diagramm), müssen Sie die konstanten Spannungen an den Kollektoren VT1 und VT2 messen. Wenn diese Spannungen 2,5–3 V überschreiten, müssen Sie den Widerstandswert der Basiswiderstände (R1 bzw. R2) auswählen.

Die Gesamtempfindlichkeit wird über den Trimmwiderstand R7 eingestellt (zunächst kann er auf die Position maximaler Empfindlichkeit nach oben in der Schaltung eingestellt werden).

Wenn sich herausstellt, dass das Gerät erst dann zu ertönen beginnt, wenn das Mikroamperemeter einen Pegel nahe dem Maximum anzeigt, müssen Sie die Empfindlichkeit des Mikroamperemeters verringern, damit der Ton im ersten Drittel seiner Skala beginnt.

Das Gerät kann durch die Aufzeichnung von Ultraschallwellen getestet werden, die beispielsweise von einer Ultraschallwaschmaschine oder einem Nagetierabwehrgerät abgegeben werden.

Der Klangton lässt sich verdoppeln, wenn man Impulse an den Kopfhörer nicht vom 64. Ausgang des Zählers, sondern vom 32. nimmt.

Autor: Lyschin R.

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