Для изготовления такого генератора потребуется всего один проводок, который соединит вход усилителя звука с его выходом. Два канала стерео усилителя настроил на разные частоты урчания своей кошки и приложил гудящие наушники к воспалённому месту, в попытке оттянуть визит к стоматологу. Диапазон лечебного воздействия урчания кошки лежит в пределах 20 – 150 Гц. Построенный мною генератор, как потом выяснилось, работоспособен от частоты тикающих часов (что составляет единицы герц) до ультразвуковой частоты (30 кГц), а мощность звуковых колебаний будет равна мощности, на которую применяемая микросхема усилителя рассчитана.
Все опыты я проводил с микросхемой TDA7496LK, которая используется в стереофонических усилителях средней мощности. В данном случае это два 2-х ваттных усилителя с напряжением питания 10 - 18 вольт и током покоя (ток генератора без нагрузочного резистора) 25 – 35 мА. Использование двух усилителей открывает большие возможности в дальнейших экспериментах.
Как это работает.
Получилась схема усилителя низкой частоты с внешней частотно зависимой положительной обратной связью (ПОС). Сам провод или соединение выхода с входом является цепью обратной связи, а частота генерации зависит от входной емкости разделительного конденсатора, установленного на входе микросхемы и её входного сопротивления.
Усиленный флюктуационный шум активных элементов микросхемы через цепь обратной связи поступает на вход и совпадает по фазе с шумами первичных каскадов усиления, что дает прирост усиления и приводит к самовозбуждению усилителя на частоте генерации.
Что надо предусмотреть.
Размах импульсов на выходе генератора будет практически равен напряжению питания микросхемы и может испортить наушники или напугать соседей в случае подсоединённого громкоговорителя. Поэтому, как индикатор работоспособности генератора, я подключал головные телефоны через ограничивающий резистор 150 Ом, а вместо громкоговорителя я использовал резистор 12 Ом с мощностью рассеивания 2 Вт.
Частотно зависимая обратная связь.
В простейшем случае это разделительный конденсатор. Чем больше его номинал, тем ниже частота генерации. Так для самой низкой частоты я использовал конденсатор с номиналом 2,2 мкФ, а для частоты ультразвука (30 кГц) номинал равен 200 пФ. Выше этой частоты подниматься не стал из-за ухудшения фронтов импульсов, которые в дальнейшем, с ростом частоты, должны превратиться в синусоидальный сигнал и с уменьшением номинала разделительного конденсатора влияние ПОС уменьшается и генератор превращается опять в усилитель, но уже с более высоким коэффициентом передачи.
Улучшить фронты импульсов в конкретном случае помогла цепочка ПОС, состоящая из трёх конденсаторов. Переключая частотно зависимые цепочки я, таким образом, изменяю частоту генератора.
Кстати, микросхема TDA7496LK имеет регулятор громкости, который в случае её использования в качестве генератора будет менять частоту генерации в некоторых пределах. Так, при использовании номиналов конденсаторов 0,01 мкФ в частотно зависимой цепи, частотный диапазон с номиналами резисторов R, R1, R2 (указанных в схеме на рис.4) лежит в пределах 500 Гц – 2,5 кГц.
Параметры импульсного генератора низкой частоты.
Диапазон 1 Гц – 30 кГц.
Размах импульсов на резистивной нагрузке 150 Ом почти равен напряжению питания микросхемы Vп, ток потребления 35 мА.
Размах импульсов на резистивной нагрузке 12 Ом на 2 вольта меньше напряжения питания микросхемы, ток потребления 190 мА (Vп 12 В).