Музыкальная шкатулка

Для начала практического знакомства с элекгромузыкой можно сделать музыкальную шкатулку, схема которой изображена на рис. 302. Это, конечно, не инструмент в полном смысле этого слова, а всего лишь музыкальная игрушка, или сувенир. Но на ней все же можно играть несложные мелодии.

Она представляет собой генератор, который можно настроить на двенад­цать фиксированных звуковых частот от звука «до» до звука «си» первой или второй октавы, с однокаскадным усилителем звуковой частоты. Генератор образуют транзистор Т1, первичная обмотка трансформатора Тр1 и конденса­торы C1 — С12 в базовой цепи транзистора. Нижняя (по схеме) половина первичной обмотки трансформатора Тр1 выполняет роль катушки положитель­ной обратной связи между коллекторной и базовой цепями транзистора, бла­годаря которой каскад самовозбуждается. Емкости конденсаторов С1—С12 (примерно от 0,5 мкФ и меньше) будешь подбирать опытным путем при настройке генератора шкатулки.

С помощью кнопочных выключателей Кн1— Кн12 в цепь базы транзисто­ра Т1 могут быть включены от одного до двенадцати последовательно соеди­ненных конденсаторов. Так, например, если нажать кнопку Кн1 и таким обра­зом замкнуть ее контакты, в цепь базы будет включен только конденсатор С1, при нажатии кнопки Кн3— три конденсатора (С1, С2 и С3), если нажать кнопку Кн7 — семь конденсаторов (С1 — С7) и т. д. до двенадцати конден­саторов. Чем больше конденсаторов включено в цепь базы, тем меньше их общая емкость, тем, следовательно, выше частота генератора. Эти конденсаторы образуют частотозадающую цепь генератора тона. Нажатие кнопки Кн1, когда в эту цепь включен только один конденсатор, соответствует самому низкому звуку шкатулки, а нажатие кнопки Кн12, когда в частотозадающую цепь включены все двенадцать последовательно соединенных конденсаторов, — самому высокому звуку шкатулки.

Вырабатываемые генератором колебания звуковой частоты через вторичную обмотку трансформатора Подаются к транзистору Т2, усиливаются им и голов­кой Грх, являющейся нагрузкой транзистора этого каскада, преобразуются в звуковые колебания. Резисторы R2 и R3 образуют делитель, с которого на базу транзистора (через вторичную обмотку трансформатора Трх) подается напряжение смещения.

Источником питания шкатулки служит батарея 3336Л.

Будет ли головка шкатулки издавать звуки разных тональностей, если одновременно нажать несколько кнопок? Нет, звук будет только одной тональ­ности — той, которой соответствует нажатие дальней (по схеме) от транзистора кнопки. Допустим, что ты сразу нажал две кнопки, например Кн2 и Kн7. Что при этом получится? В этом случае конденсаторы С3— С7 окажутся замкнутыми накоротко контактами нажатых кнопок, а в частотозадающую цепь будут включены только конденсаторы С1 и С2, что равнозначно нажатию только кнопки Кн2. Емкость этих двух последовательно соединенных конден­саторов и определит частоту генератора, а значит, и высоту звука шкатулки.

Электромузыкальные инструменты, с помощью которых можно получать лишь однотонные звуки, принято называть одноголосными. Наша шкатул­ка, следовательно, является одноголосной. Чтобы инструмент был многого­лосным, в нем должно быть соответствующее число генераторов тона.

Для генератора тона и усилителя звуковой частоты шкатулки можно использовать любые маломощные низкочастотные транзисторы, в том числе и типа ГТ108, с коэффициентом передачи тока h21э от 20 и более. Конден­саторы частотозадающей цепи должны быть, малогабаритными и с возможно меньшей утечкой, например типа KЛC или КДС. Резисторы могут быгь любого типа, так как их всего три и они не займут много места на монтажной плате. Трансформаторы (Тр1 — согласующий, а Тр2 — выходной) можно брать от любых малогабаритных транзисторных приемников с двухтактным выход­ным каскадом. Вторичную обмотку согласующего трансформатора включай в цепь генератора тона (на схеме — обмотка /), а его первичную обмотку в цепь базы транзистора Т2 (на схеме — обмотка //). Головка Грх — любая малогабаритная со звуковой катушкой сопротивлением 4 — 6 Ом, например 0,1 ГД-6. Кнопочные выключатели и выключатель питания самодельные.

Внешний вид и конструкция предлагаемой музыкальной шкатулки показаны на рис. 303. Все ее детали смонтированы на двух гетинаксовых платах. Одна из них (назовем ее первой), на которой смонтированы нижние (по схеме) пружинящие контакты кнопочных выключателей, выключатель питания, мину­совой контакт батареи питания и головка Гр1, прилегает непосредственно к внутренней стороне верхней стенки корпуса. Остальные детали смонтированы на второй плате (штриховыми линиями показаны детали и соединительные проводники, находящиеся с противоположной стороны платы), которую винтами прикрепляют к стойкам на первой плате.

Рис. 303. Музыкальная шкатулка.

Батарея удерживается в вырезе во второй плате. Соединение ее плюсового вывода с монтажом осуществляется с помощью жестяного зажима. Транзисторы корпусами утоплены в отверстия в плате. Трансформаторы приклеены к плате клеем БФ-2. Конденсаторы частотозадающей цепочки припаяны непосредственно к контактам кнопочных вы­ключателей на второй плате.

Прежде всего, подбери для шкатулки все готовые детали, сделай кно­почные выключатели, выключатель питания и только после этого определяй размеры монтажных плат и корпуса. Корпус можно склеить из цветного органического стекла, из фанеры, а также использовать готовый корпус тран­зисторного приемника или купить в магазине хозяйственных товаров подхо­дящую коробку.

Кнопочные выключатели делай по рис. 304. Кнопка каждого выключателя удерживается нижней утолщенной частью между монтажной платой и пружи­нящим контактом, приклепанным к той же плате. При нажатии на кнопку она давит на пружинящий контакт и замыкает его со вторым контактом, укрепленным на второй плате. Когда кнопка отпущена, пружинящий контакт отходит от неподвижного контакта и вместе с кнопкой возвращается в исходное положение.

Для контактов хорошо использовать контактные пружины электромагнит­ного реле. Подвижные контакты можно вырезать из листовой бронзы тол­щиной 0,2—0,3 мм, а неподвижные — из более толстой латуни, меди или жести. Чтобы подвижные контакты лучше пружинили, заготовленные для них полоски отгартуй — положи на напильник и слегка простучи молотком. Кнопки выточи на токарном станке из пластмассы или склей их из отрезков круглого каран­даша и кружков, вырезанных из хорошо проклеенного толстого картона. Кноп­ки основных тонов октавы покрась белой, а кнопки полутонов — черной эма­левыми красками.

Отверстия в плате и корпусе для кнопок сверли одновременно. Только после этого приклепывай к плате пружинящие контакты. «Хвостики» Г-образных неподвижных контактов вставляй в отверстия в плате и загибай их в раз­ные стороны с другой стороны платы. Предварительно залуди их, чтобы легче было припаивать к ним конденсаторы частотозадающей цепи. Высота этих контактов должна быть такой, чтобы после закрепления второй платы зазор между ними и пружинящими контактами был 1,5 — 2 мм.

Конструкция выключателя питания и его детали показаны на рис. 305. Он состоит из двух металлических пластинок и ползуна. Ползун перемещается в прямоугольном отверстии в плате между корпусом и фигурной пластинкой, приклепанной к плате. При перемещении ползуна влево (по рис. 305) его нижний выступ давит на пружинящий контактный «язычок» в фигурной плас­тинке и замыкает его со второй контактной пластинкой — питание включено. При перемещении ползуна в обратную сторону контакты размыкаются — пита­ние выключено.

Настройка генератора — наиболее кропотливое дело. Здесь все зависит от тщательности подбора емкостей конденсаторов частотозадающей цепи. Что же касается проверки усилителя звуковой частоты, то это дело для тебя не ново

Генератор настраивай на слух по звукам пианино, рояля, баяна или другого настроенного музыкального инструмента. Но можно и по сигналам звукового генератора, настраивая его на соответствующие частоты. Сначала, нажав кноп­ку Кн1, подбери конденсатор С1 такой емкости, чтобы звук шкатулки соот­ветствовал тону «до» первой или второй октавы — по твоему усмотрению.

Делай это так: впаяй конденсатор емкостью в несколько тысяч пикофарад, а затем подключай параллельно ему другие конденсаторы, добиваясь настройки генератора на частоту звука «до». А когда этого добьешься, замени подобран­ные конденсаторы одним конденсатором такой же емкости. Проверяя затем настройку генератора, тебе, вероятно, все же придется подключить параллель­но этому конденсатору еще один или два конденсатора.

После этого, нажав кнопку Кн2 и точно так же подбирая емкость кон­денсатора С2, настрой генератор на звук «до диез», затем, нажав следующую кнопку Кн3 и подбирая конденсатор С3, настраивай генератор на звук «ре» и т. д. Подбирая конденсаторы последующих фиксированных частот генератора, конденсаторы уже подогнанных частот не трогай. Желаемый тембр звука устанавливай резистором R1.

Может случиться, что одного каскада усиления звуковой частоты окажет­ся недостаточно для громкого звучания шкатулки. В таком случае сделай усилитель двухкаскадным. На монтажной плате места для деталей второго каскада вполне хватит.

Рис. 306. Схемы возможных усилителей музыкальной шкатулки.

Схемы некоторых вариантов двухкаскадного усилителя музыкальной шка­тулки ты видишь на рис. 306. Разница между ними заключается в основном только способами включения транзистора Т2 первого каскада: в первом варианте он включен по схеме ОЭ, а во втором — по схеме ОК (эмиттерный повторитель). Испытай оба варианта и остановись на том из них, который тебя устраивает.

Музыкальная шкатулка может стать твоим подарком младшему брату или сестре, а ты займешься постройкой более сложного музыкального инст­румента.

В. Г. Борисов. Юный Радиолюбитель