Переговорное устройство

Как обеспечить громкоговорящей связью, скажем, два пункта, удаленных друг от друга на значительное расстояние? Подобная задача возникает в u-коле, пионерском лагере, в небольшом поселке И во всех подобных случаях приходит на помощь переговорное устройство.

Как правило, такое устройство состоит из двух пультов, каждый из которых установлен на «своём» пункте, и двухпроводной линии связи, соединяющей пульты. В каждом пункте расположены усилитель и динамическая головка. Примем динамическая головка выполняет двойную роль: при передаче сообщения она служит микрофоном а при приеме работает по своему прямому назначению — преобразует электрический сигнал звуковой частоты в звук.

Кроме того, усиленный сигнал с одного пульта поступает по линии связи на динамическую головку другого (так работает большинство переговорных устройств). Поскольку головка обладает сравнительно низким сопротивлением, сказываются потери в линии связи — с увеличением расстояния между пунктами падает громкость звука. Вот почему дальность связи ограничивается обычно несколькими сотнями, а иногда и десятками метров.

Однако эти потери можно значительно сократить, если выходной сигнал одного пульта подавать не на динамическую головку, а на вход усилителя другого пульта, обладающего значительно большим сопротивлением по сравнению с головкой. Тогда потери в линии связи будут невелики, и переговорным устройством станет возможно пользоваться при расстояниях между пунктами в несколько километров. Помимо этого преимущества, у такого переговорного устройства есть еще одно — его можно питать от низковольтного источника.

Схема предлагаемого «низковольтного» переговорного устройства приведена на рисунке 1. Оно состоит из пультов А1, А2 и линии связи, проводники которой соединяют между собой гнезда XS1 и XS2 пультов. Поскольку схемы усилителей пультов одинаковы, приведена лишь схема усилителя пульта А1.

Собственно сам усилитель звуковой частоты выполнен на транзисторах VT2 — VT4. С коллектора транзистора VT4 на базу VT2 подано через резистор R8 напряжение отрицательно обратной связи, которая стабилизирует режим транзисторов и коэффициент усиления каскадов, а также снижает искажения звука. Коэффициент усиления равен отношению сопротивлений резисторов R8 и R5. Конденсатор С2 снижает усиление сигналов частотой ниже 500 Гц.

Когда кнопочный переключатель SB1 находится в показанном на схеме положении, входной сигнал с линии связи подается через конденсатор С1 в эмиттерную цепь транзистора VT2. По переменному току этот транзистор включен по схеме с общей базой, обладающей низким входным сопротивлением, необходимым для согласования с сопротивлением звуковой катушки динамической головки при работе ее микрофоном. Емкость конденсатора С1 выбрана сравнительно небольшой, благодаря чему выравнивается характеристика головки как микрофона. Резистор R2 обеспечивает прохождение постоянной составляющей эмиттерного тока транзистора VT2, а конденсатор С2 защищает вход усилителя от высокочастотных помех.

Каскад на транзисторе VT1 — электронный ключ, подающий напряжение питания на первый каскад усилителя. Ключ стоит в цепи нагрузки транзистора VT2 (резистор R3). С этого резистора усиленный первым каскадом сигнал подается на базу транзистора VT3 следующего каскада усиления. Далее следует выходной каскад на транзисторе VT4. Его нагрузкой служат в режиме приема динамическая головка ВА1, а в режиме передачи — резисторы R9, R10 и последовательно соединенные сопротивление линии связи и входное сопротивление усилителя пульта А2. Резистор R7 ограничивает ток коллектора транзистора VT3, а конденсатор С4 препятствует самовозбуждению усилителя.

В режиме ожидания, когда переключатели SB1 обоих пультов находятся в показанном на схеме положении, все транзисторы закрыты, и каждый пульт потребляет от источника питания весьма незначительный ток — менее 1 мкА. Поэтому в пультах нет отдельного выключателя питания.

При нажатии на кнопку переключателя SB1 динамическая головка ВА1 подключается ко входу усилителя, а провод линии, подключенный к гнезду XS2, соединяется с выходом усилителя. Минус источника питания G1 поступает через резистор R10 на вход усилителя второго пульта по линии связи. Транзистор VT1 в пульте А2 открывается и подает напряжение питания на транзистор VT2. Включается усилитель второго пульта.

В пульте А1 усилитель также включается, поскольку транзистор VT1 открывается током, протекающим в его базовой цепи через динамическую головку ВА1. При разговоре перед головкой напряжение, вырабатываемое в ее звуковой катушке, усиливается и поступает через конденсатор С5 в линию связи. Сигнал, ослабленный в линии связи, вновь усиливается и поступает на динамическую головку.

Аналогично работает переговорное устройство и при нажатии кнопки переключателя SB1 на втором пульте. Иными словами, при нажатии любой кнопки включаются одновременно оба пульта. Но в передающем в данный момент пульте усилитель работает как микрофонный и потребляет от источника питания ток около 3, 5 мА, а в приемном пульте — как усилитель мощности, потребляя ток около 100 мА (при максимальной громкости звука). Разговор ведут поочередно, нажимая кнопку после приема сообщения и отпуская ее по окончании передачи.

Для упрощения переговорного устройства в нем нет регулировки громкости, поэтому во избежание значительных искажений звука следует учитывать, что при короткой линии связи (до 2 км) говорить нужно негромко, на расстоянии вытянутой руки до пульта. При длине же линии 5… 10 км (это максимальное расстояние) желательно говорить громко и на расстоянии 20… 10 см от пульта.

Для переговорного устройства подойдут резисторы МЛТ-0, 125 или МЛТ- 0, 25. Конденсаторы С2 и С4 — КТ-1, КЛС, КМ-5, КМ-6; CI, СЗ, С5, С6 — оксидные (электролитические) любого типа, на любое напряжение, но возможно меньших габаритов. Динамическая головка — 0, 25ГД-19 или другая малогабаритная, переключатель режима работы — П2К без фиксации положения.

Детали усилителя монтируют на плате (рис. 2) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита методом печатного монтажа. Но вполне подойдет и навесной монтаж, если укрепить на плате медные шпильки под выводы деталей. Плату крепят к задней стенке корпуса пульта (рис. 3), изготовленного из листовой стали толщиной 0, 5 мм. Конструкция корпуса разработана так, чтобы изготовить его можно было при минимальном наборе инструмента. После крепления платы кнопка переключателя должна выступать над корпусом пульта.

На задней стенке размещают также гнезда XS1 и XS2 либо малогабаритный разъем (подойдет, например, разъем СГ-3 или СГ-5 от магнитофона). Динамическую головку крепят к передней панели, а рядом устанавливают источник питания — элемент 373. Напротив диффузора головки в панели насверлены отверстия (рис. 4), которые затем прикрыты тонкой тканью (лучше радиотканью). Чтобы головка лучше работала в режиме микрофона, к ее магнитной системе желательно приклеить кольцо из поролона — оно будет выполнять роль акустического демпфера.

Если в переговорном устройстве применены исправные детали и монтаж выполнен без ошибок, устройство сразу готово к работе. Но проверить его удастся при наличии двух пультов и эквивалента линии связи— резистора сопротивлением 1… 2 кОм.

Гнезда пультов соединяют через эквивалент и нажимают на пульте А2 кнопку SB1 (временно фиксируют ее, положив сверху тяжелый предмет), а сам пульт располагают вблизи источника звука, например, абонентского громкоговорителя или переносного транзисторного приемника. В динамической головке пульта А1 должен раздаться звук транслируемой передачи. Если его нет, нужно измерить падение напряжения на резисторе R3, проверив тем самым срабатывание электронного ключа. При отсутствии напряжения следует подобрать резистор R1 до момента открывания транзистора VT1.

Громкость звука можно изменить подбором резистора R5 или R8. Если звук будет сопровождаться искажениями, следует подобрать резистор R7. Аналогично проверяют и налаживают пульт А2, нажав кнопку на пульте А1.

Поскольку сигнал из линии связи поступает на вход усилителя через внутреннее сопротивление элемента С1, по мере разрядки элемента и повышения его внутреннего сопротивления может снизиться усиление устройства, а значит, громкость звука. Если такое наблюдается, подключите параллельно элементу оксидный конденсатор С6 емкостью 200… 1000 мкФ.

При больших расстояниях между пунктами связи совсем не обязательно применять двухпроводную линию. Достаточно провести провод между гнездами XS1, а гнезда XS2 заземлить в каждом пункте с помощью штырей из стальной проволоки диаметром 4… 6 мм и длиной 500… 700 мм.