HandMade32.ru - сделай своими руками

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента


Автор Instructables под ником WilkoL наглядно показывает, как нелегко бывает остановиться, начав экспериментировать с чем-то интересным. Он уже изготавливал камертонный генератор и часы на его основе, а теперь решил применить в качестве частотозадающего элемента бокал, резонансные свойства которого общеизвестны. Также общеизвестно, что громким голосом или мощной аудиосистемой можно заставить бокал треснуть и даже лопнуть, если частота излучаемых колебаний совпадёт с резонансной. Но мастер обошёлся миниатюрной динамической головкой, подключённой к маломощному усилителю, так что объекту предлагаемого эксперимента ничего плохого не сделается. Чаще всего такая головка с пластмассовым диффузором, как на фото ниже, встречается в игрушках.

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
Оптопара с открытым оптическим каналом состоит из лазера:

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
И фототранзистора:

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
Вернёмся к КДПВ, где показано, как лазер, бокал, динамическая головка (загорожена бокалом) и фототранзистор расположены друг относительно друга:

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
Вначале мастер выбрал зелёный лазер, так как фототранзистор наиболее чувствителен к инфракрасному излучению, а зелёный свет в таком лазере получается именно из инфракрасного выделением второй гармоники в кристалле, обладающей нелинейными свойствами. В дешёвом зелёном лазере нет светофильтра, непрозрачного для инфракрасных лучей, что требует определённой осторожности при обращении с таким лазером. Но инфракрасное излучение оказалось настолько интенсивным, что рядом с самоделкой было страшно находиться, рискуя поймать глазом отражённый невидимый луч. Поэтому мастер сменил лазер на самый дешёвый, маломощный красный, а фототранзистор, как выяснилось, чувствителен и к красному свету.
При помощи осциллографа мастер выявил два резонанса: бокала на частоте порядка 800 Гц и ножки на частоте порядка 100 Гц.

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
Второй из этих резонансов мастеру не нужен, поэтому в веб-приложении Analog Filter Wizard компании Analog Devices он проектирует ФВЧ:

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
И моделирует его АЧХ:

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
Собрав такой фильтр, мастер снова берётся за осциллограф и убеждается, что проходят только колебания с частотой резонанса бокала, но не ножки. 50-герцовую наводку от сети такой фильтр задерживает тем более.

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
Мастер переходит к финальной стадии эксперимента – собирает весь генератор полностью по такой схеме:

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
Здесь лежит эта же схема в PDF. Далее показано, как выглядит результат её сборки в железе:

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элементаГенератор с бокалом в качестве частотозадающего элементаГенератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
В устройстве имеются две контрольные точки: TP1 и TP2, где TP означает test point. К ним можно подключать осциллограф, частотомер, а также в дальнейших экспериментах – и часы, для которых генератор будет служить тактовым. Как видно на следующем фото, готовый генератор возбуждается и вырабатывает чистую синусоиду:

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
Перед подачей на часы синусоиду, конечно, придётся превратить формирователем в прямоугольник. В отличие от камертонного, генератор очень чувствителен к взаимному расположению бокала и элементов оптопары. Небольшой сдвиг – и генерация прекращается. Но стоит её добиться – и можно измерить частоту частотомером:

Генератор с бокалом в качестве частотозадающего элемента
И если камертонные часы изобретены не WilkoL’ом, то “бокальные”, когда он их изготовит, будут его изобретением, которое до него не делал никто.

administrator

Только те, кто предпринимают абсурдные попытки, смогут достичь невозможного. - Альберт Эйнштейн

Follow us

Don't be shy, get in touch. We love meeting interesting people and making new friends.