ЛАЗЕРНЫЙ ТЕЛЕФОН

Материалы об особенностях работы и беспредельных возможностях лазеров, в том числе полупроводниковых, неоднократно публиковались на страницах журнала «Моделист-конструктор» (например, № 8’2001). Рассказывалось и о том, как приспособить широко распространенную лазерную указку (ЛУ) в самодельном оптическом тире, где излучаемый ею световой импульс выполняет функцию фотонной пули (см. «Моделист-конструктор» № 12’2001). Подчеркивалось, что интенсивность свечения и ряд других физических параметров ЛУ зависят от напряжения, приложенного к лазерному светодиоду.

Ссылаясь на эти и другие публикации, наиболее пытливые из читателей обращаются в редакцию журнала с настоятельной просьбой сообщить, как, изменяя свечение ЛУ в соответствии с сигналами звуковых частот, создать канал любительской телефонной связи с использованием лазерного луча. Ответом может служить разработка одного из наших активных авторов.

Достоинства предлагаемого самодельного приемопередающего устройства на ЛУ обусловлены особенностями оптического диапазона, в котором оно работает. Во-первых, устройство проще по сравнению с обычными радиоаналогами. Во-вторых, оптическая линия связи защищена от постороннего прослушивания — «чужаку» посредством своего приемника сложнее внедриться, находясь вне луча.

В-третьих, очерчивается достаточно широкая область, где сможет применяться приемопередающее устройство с лазерной указкой: от беспроводной связи или, скажем, передачи звукового сопровождения телепрограмм до скрытного наблюдения за акустической обстановкой охраняемого объекта, прослушивания звонков в глубине квартиры, загородного дома, у входной двери.

Разработанное мною самодельное устройство, несколько похожее на известный любительский светотелефон, состоит из двух частей: передатчика и приемника. Излучение ЛУ служит переносчиком информации, все же остальное обеспечивается несложными электронными блоками.

В частности, основным узлом передатчика является довольно мощный усилитель звуковых частот, собранный на микросхеме DA1 и нескольких навесных деталях, обеспечивающих устройству нормальный режим работы. К чувствительному входу 1 микросхемы через конденсатор С2 подводится информация — электрические колебания звуковой частоты от электретного микрофона ВМ1, питание постоянным током которого обеспечивается двухрезисторным делителем напряжения. Причем в качестве R2 используется «подстроечник», что и позволяет регулировать уровень входного сигнала звуковой частоты, поступающего на усилитель.

К выходу усилителя через резистор R6 своим внутренним контактом подсоединяется лазерная указка А1. Ее металлический корпус имеет гальванический контакт с «плюсом» источника электропитания. Функцию защиты указки от перенапряжения выполняет стабилитрон VD1.

Принципиальные электрические схемы передатчика (а) и приемника (6), а также эскизы монтажных плат (в) и (г), позволяющие организовать любительскую линию связи с использованием лазерной указки

Как известно, рабочий орган ЛУ — лазерный или мощный специальный светодиод — имеет одностороннюю проводимость. Учитывая это, на него помимо модулирующего сигнала подается электрическое напряжение некоторого промежуточного уровня, задаваемого резистором R6. В результате имеет место лишь усиление или ослабление свечения указки. То есть посылаемый передатчиком и принимаемый затем фототранзистором VT1 луч содержит наряду с информационной еще и постоянную составляющую, необходимую для правильной работы светотелефона.

Постоянная составляющая светового сигнала, который приходит от передатчика, удерживает VT1 в приоткрытом состоянии, а переменная — заставляет его открываться чуть больше или чуть меньше среднего уровня. Соответственно, напряжение на коллекторе фототранзистора будет колебаться, но в такт звуковым сигналам от микрофона передатчика.

Усилитель приемника ничем не отличается от рассмотренного ранее. Содержащий передаваемую информацию электрический сигнал, уровень которого определяет «подстроечник» R2 приемника, поступает на конденсатор С2, отсекающий постоянную составляющую, а переменная — подводится ко входу микросхемы DA1, как и в передатчике. Только на выходе усилителя вместо лазерной указки стоит динамическая головка ВА1, преобразующая электрический сигнал 3Ч в звуковые колебания, идентичные тем, что уловлены микрофоном передатчика.

Во всех экспериментах с лазерной указкой нужна предельная осторожность. В частности, добиваясь устойчивой работы светотелефона, следует исключить даже случайное попадание луча в глаза. При необходимости маскировки оптической связи, светоизлучатель передатчика и фототранзистор приемника надо поместить в бленду, трубку или прикрыть козырьком.

Для комплектации обоих блоков приемлемы постоянные резисторы МЯТ мощностью От 0,125 до 0,5 Вт, «подстроечники» СП4-1а и столь же распространенные недорогие конденсаторы К73-24 (С2, С4) и К50-6 (все остальные). Если желательна повышенная чувствительность микрофона МКЭ-332, следует взять его модификацию с буквенным индексом В или Г в конце наименования. Динамическая головка может быть типа 0.5ГДШ-9; для более скрытного прослушивания подойдет капсюль от телефонной трубки или ушной микротелефон с сопротивлением звуковой катушки порядка 30—100 Ом.

Источниками электроэнергии могут быть три последовательно соединенные гальванические батареи типа 3R12 или сетевые адаптеры с выходным напряжением 12 В. В последнем случае рекомендуется устанавливать по выключателю электропитания в цепи, связывающей данный адаптер с бытовыми 220 В.

Механическое крепление и электрические соединения радиоэлементов при изготовлении обеих принципиальных электрических схем — на печатных или разрезных монтажных платах из фольгированного с одной стороны пластика толщиной 1 — 1,5 мм. Лазерная указка и фототранзистор размещаются на стенках соответствующих блоков либо выносятся за пределы корпуса приемника (передатчика). Если обе части светотелефона предполагается размещать стационарно, то целесообразно предусмотреть кронштейны или подставки с гнездами, позволяющими быстро и однозначно задавать нужную оптическую ось «излучатель — фототранзистор».

Ю.ПРОКОПЦЕВ