СВЕТОТЕЛЕФОН НА ИК-ЛУЧАХ

Светотелефон предназначен для бескабельной оптической передачи звукового сопровождения телевизионных передач на головные телефоны для индивидуального прослушивания. При этом можно не пользоваться громкоговорителем телевизионного приемника.

Такой светотелефон поможет лучше прослушивать звуковое сопровождение телевизионных передач людям с пониженным слухом. Применение аккумуляторных батарей позволяет максимально сократить размеры фотоприемника и установить его непосредственно на наушниках. Отсутствие кабеля связи не ограничивает перемещение по комнате телезрителя и не создает неудобств находящимся в этой комнате людям, что повышает чувство комфорта. Значения уровней мощности, излучаемой ИК-передатчиком, и чувствительности фотоприемника позволяют производить уверенный прием звукового сопровождения на удалении до восьми метров от ТВ-приемника.

По сравнению с другими конструкциями бескабельной связи (например, индуктофоном, в основе работы которого использован так называемый индукционный метод передачи информации), фотоприемник имеет малый вес, габариты, в нем отсутствует выносная антенна, являющаяся неотъемлемой частью индуктофона. Полоса пропускаемых звуковых частот у данного фототелефона составляет 80— 7000 Гц. Его можно подключить также к магнитофону, проигрывателю, трехпрограммному громкоговорителю типа «Маяк» или радиоприемнику, имеющему линейный выход.

Светочувствительным элементом служит фотодиод ФД24К, а в качестве оптического фильтра используется защитный экран из коричневозеленого или красного органического стекла, пропускающий ИК-излучение и поглощающий свет от экрана телевизора. Устройство сохраняет работоспособность при любом положении телезрителя относительно передатчика за счет приема сигналов, отраженных от стен, мебели и других предметов; однако наилучшее качество звучания получается при направленном приеме, то есть когда фотодиод приемника направлен на излучатель передатчика. Происходит это из-за высокой направленности источника излучения передатчика, равной примерно 40°, а спектр излучения составляет 0,94—0,96 мкм.

Недостатком светотелефона является его чувствительность к источникам искусственного освещения, от излучения которых в наушниках возникает звук с частотой 50 Гц. Однако от него можно избавиться, если при просмотре телевизионных программ источник освещения будет находиться за спиной телезрителя, а фотодиод приемника расположить в глубокой бленде.

На рисунке 1 приведена структурная схема устройства. К линейному выходу телевизионного приемника подсоединен передатчик, представляющий собой усилитель звуковой частоты, к выходу которого подключен инфракрасный светодиод. Фотоприемник состоит из светочувствительного элемента, усилителей фототока и мощности. К выходу последнего подключаются головные телефоны. Светофильтр защищает светочувствительный элемент от излучения экрана.

Передатчик (рис. 2) представляет собой усилитель звуковой частоты на трех транзисторах. Первый каскад — эмиттерный повторитель; резисторы R1 и R2 создают смещение на базе VT1. Переменным резистором R4 устанавливают величину сигнала, поступающего на усилительный каскад на транзисторе VT2. Его нагрузкой является резистор R6. Каскад на транзисторе VT3 — усилитель тока, нагрузкой которого служит инфракрасный. светодиод HL1. Конденсаторы С1 — С4 — разделительные по постоянному току.

Питание передатчика осуществляется от блока, состоящего из малогабаритного трансформатора (магнитопровод Ш18×22, первичная обмотка содержит 3200 витков провода ПЭВ-1 0,1, вторичная— 130 витков провода ПЭВ-1 0,51) и мостового выпрямителя на диодной сборке КЦ402А с фильтрующим конденсатором С5.

В схеме использованы постоянные резисторы МЛТ-0,25, оксидные конденсаторы К50-6 на напряжение 15 В, светодиод АЛ307 с любым буквенным индексом. Вместо транзисторов КТ104 могут быть использованы КТ361, КТ313Б, вместо КТ814—КТ816 с любыми буквенными индексами. Светодиод ИК-излучения АЛ107Б может быть заменен на АЛ107А, но при этом дальность приема немного сократится.

При наладке передатчика на его вход подают сигнал с частотой 1 000 Гц от генератора звуковой частоты, с амплитудой 200—250 мВ. и подбором резистора R5 добиваются правильного синусоидального сигнала на экране осциллографа, подключенного к коллектору транзистора VT2. Затем регулировкой резистора R7 добиваются, чтобы через светодиод HL1 протекал постоянный ток 40 мА, что соответствует половине максимально допустимого тока для АЛ107Б.

При входном сигнале 250 мВ передатчик обеспечивает усиление до 2,5— 3 В. Потребляемый ток в режиме молчания — 40 мА.

Плата передатчика (рис. 4) устанавливается в корпусе, изготовленном из листового алюминия (рис. 6). На передней панели сверлят отверстия под светодиоды HL1 и HL2 и закрывают цветным (красным) органическим стеклом. На этой панели сверлят также отверстия под переменный резистор R4 и под сетевой тумблер. На задней панели сверлят отверстия под гнездо предохранителя, соединительный провод и сетевой шнур.

Схема фотоприемника (рис. 3) состоит из трех каскадов. Первый выполнен в виде эмиттерного повторителя на транзисторе VT1, нагрузкой которого служит резистор R1. Этот каскад служит для согласования фотоэлемента с входом операционного усилителя (ОУ).

Второй каскад, выполненный на ОУ DA1, обеспечивает достаточное усиление входного сигнала. Так как величина внутреннего сопротивления головных телефонов обычно ниже предельно допустимого значения сопротивления нагрузки для выпускаемых типов ОУ, поэтому при построении усилителя для головных телефонов требуется дополнительный каскад в виде усилителя мощности на транзисторах.

Третий каскад — двухтактный оконечный усилитель на транзисторах VT2 и VT3, работающих в режиме В. Отрицательная обратная связь через резистор R7 охватывает второй и третий каскады. Коэффициент усиления определяется отношением резистора R5 к R7 и при необходимости регулируется в широких пределах. Делитель на резисторах R3 и R4 задает режим работы ОУ по постоянному току. Напряжение смещения на базах транзисторов VT3 и VТ2 создается выходным током ОУ, протекающим через R8. Напряжение смещения регулируют, изменяя сопротивление резисторов R8 и R9. Внешней корректирующей цепочкой ОУ являются резистор R6 и конденсатор С3.

Так как схема фотоприемника работает от двухполярного источника питания, делитель напряжения на резисторах R11 и R12 создает искусственную среднюю точку для нормальной работы усилителя. Светодиод HL1 используется в качестве индикатора включения фотоприемника. Резистор R13 ограничивает ток, протекающий через светодиод. Питание схемы осуществляется от двух последовательно соединенных батарей «Планета» (3336Л) или от элементов А316 с использованием кассеты от радиоприемников «Селга-404», «Рига-302».

Плата помещается в корпус, размеры которого зависят от используемого источника питания (образец корпуса фотоприемника на фото). В качестве динамической головки используются головные телефоны ТДС-4 «Старт», обмотки катушек при этом соединяются последовательно. Плата выполнена печатным монтажом (рис.5).

При указанных номиналах элементов правильно собранное устройство начинает работать сразу же, но следует проконтролировать ток покоя транзисторов VT2 и VT3 (5мА).

Примененные элементы: постоянные резисторы МЛТ-0,25, оксидные конденсаторы К50-6 на напряжение 15 В, резистор R2 СП-0,4; транзисторы КТ503 и КТ502 можно заменить на КТ3102 и КТ3107 соответственно. Вместо светодиода АЛ307 можно использовать АЛ102 с любым буквенным индексом.

Потребляемый ток фотоприемника в режиме молчания 6 мА.

Передатчик устанавливают на телевизор, с помощью соединительного шнура подключают к его линейному выходу и подают питание сети 220 В. О включении передатчика сигнализирует светодиод HL2. Затем включают телевизионный приемник, отсоединив предварительно его «динамик».

Включают фотоприемник с головными телефонами и, направив в сторону передатчика, регулируют громкость резистором R2.

С. КОШЛЕВ