Генератор звука волн звук моря, или, точнее, звук волн, имеет расслабляющий и успокаивающий эффект на людей. В эти напряженные и беспокойные времена многие люди нуждаются в этом. Довольно легко смоделировать звук волн с помощью небольшого количества электроники. Так или иначе, звук волн, разбивающихся о берег, оказывает успокаивающее действие на большинство людей. Причина этого была исследована бесчисленными учеными, но до сих пор никто не смог найти окончательного объяснения этому явлению. Конечно, причина не так уж важна; дело в том, что многие люди получают удовольствие от прослушивания звуков волн.
Когда вы думаете о звуках волн, естественно сразу думать о шуме. Это то, что мы обычно стараемся избегать как можно больше в электронных схемах, но здесь мы явно хотим создавать шум. Существует хорошо известный способ сделать это, который состоит в обратном смещении соединения база-эмиттер транзистора, чтобы он работал как стабилитрон. На принципиальной схеме генератор звука волн, показанной на рисунке, эту задачу выполняет транзистор T2. Резистор R15 ограничивает обратный ток через переход, в результате чего напряжение на переходе составляет около 7–9 В. Сигнал шума подается через конденсатор С7 связи на каскад усиления, собранного на транзисторе Т1, что значительно усиливает сигнал. Усиление можно регулировать потенциометром P2.
Усиленный сигнал затем подается через конденсатор C10 на небольшой усилитель мощности, состоящий из IC2a, T3, T4 и нескольких других компонентов. Благодаря двухтактному выходному каскаду, сформированному дискретными транзисторами, этот мини-усилитель может отдавать достаточный ток для непосредственного управления небольшим громкоговорителем с достаточной мощностью для создания отчетливо слышимого шума. Шум все еще должен модулироваться, чтобы произвести характерный звук волн. Для этого мы используем три оставшихся операционных усилителя, что и IC2a.
Каждый из этих операционных усилителей (IC2b, IC2c и IC2d) подключен как генератор прямоугольных импульсов, с очень разными частотами, определяемыми постоянными по времени цепями R12 / C4, R9 / C5 и R7 / C6. Две верхние схемы генератора (построенные на IC2b и IC2c) генерируют прямоугольные сигналы, которые подаются через R13 и R10 на C3. Этот конденсатор объединяет изменения уровней сигнала для создания своего рода сигнала треугольной формы. Этот треугольный сигнал приводит к тому, что ток через Т2, а вместе с ним и уровень генерируемого шумового сигнала, периодически изменяются при моделировании звука восходящих и падающих волн. Нижний генератор производит такую низкую частоту, что C3 едва ли имеет какой-либо интегрирующий эффект. По этой причине сигнал на R7 и C6, который уже имеет треугольную форму сигнала, подключается через R8 к C3 вместо прямоугольного сигнала на выходе генератора.
Вследствие подключения C6 к положительному напряжению питания через R8 и P1, напряжение на конденсаторе C6 ближе к пилообразному, чем к треугольной форме. Этот сигнал имитирует влияние больших волн, которые иногда катятся на пляж. Поскольку три генератора работают на несвязанных частотах из-за значений компонентов синхронизации и не синхронизированы друг с другом, результирующий сигнал является довольно случайным. Вот несколько цифр для вашей информации: период прямоугольного сигнала от IC2b составляет около 10 с, период сигнала от IC2c составляет примерно 1,5 с, а период самого медленного сигнала (от IC2d) почти 1 минута.
Суммирование этих трех сигналов дает медленно меняющееся напряжение на P1 и R15 с уровнем между 9В и 11В. Спектр частот реальных волн на самом деле намного шире, с очень низкими частотами, а также с очень высокими частотами, но учитывая тот факт, что частотный диапазон используемого миниатюрного динамика довольно ограничен, мы не пытались моделировать полный спектр. Регулятор напряжения IC3 обеспечивает питание всей цепи от стабильного напряжения питания 12В. Диод D1 включен в цепь для обеспечения защиты от обратной полярности, чтобы не было проблем, если вы случайно неправильно подключите выход адаптера питания переменного тока. Диапазон рабочего входного напряжения составляет 15–25 В, а максимальное потребление ток — 100 мА.
Чтобы сделать генератор звука волн как можно более маленькой, чтобы ее было легче разместить в корпусе, мы выбрали SMD для всех элементов. Это позволяет ограничить размеры печатной платы (см. Рисунок) примерно 28×32 мм. Хотя это значительно усложняет ручную сборку, это не должно вызвать проблемы для большинства радиолюбителей. Как уже упоминалось, благодаря своим небольшим размерам плата может быть установлена практически в любом доступном корпусе. Необходимые размеры в значительной степени зависят от размера используемого динамика.
Настройку генератор звука волн начните с того, что установите подстроечные резисторы в центральное положение, перемещением прислушайтесь к шуму, исходящему из динамика. P2 — это своего рода регулятор громкости, вы можете настроить его так, чтобы шум был настолько громким (или настолько тихим), насколько вы этого желаете. Затем отрегулируйте P1 для получения слышимого эффекта повышения и понижения уровня шума. Вы все равно должны слышать определенное количество шума даже в «тихих» местах. Как только все заработает так, как должно, вы можете установить плату в корпус и начать наслаждаться звуками волн.