ИЗЛУЧАТЕЛЬ БЬЕТ ТРЕВОГУ

В 1880 году французские ученые братья Пьер и Поль Кюри заметили: если кристалл кварца сдавить с двух сторон, на гранях, перпендикулярных направлению сжатия, возникают электрические заряды (на одной — положительные, на другой — отрицательные). Это свойство хорошо иллюстрирует модель, представленная на рис. 1. Видно, что до механического воздействия на кристалл, не имеющий центра симметрии, суммарный электрический дипольный момент равен нулю (рис. 1а). Центры тяжести положительных и отрицательных зарядов здесь совпадают. Другое дело, когда тот же кристалл подвергается сжатию (рис. 16). При этом изменяются длины связей между зарядами каждой группы (но не углы между ними). Горизонтальная стрелка слева — суммарный электрический дипольный момент одной группы зарядов.

Заряды на гранях кристалла возникают и при его растяжении. Но знак полярности у них меняется на противоположный по сравнению с тем, что наблюдалось при сжатии.

Возникновение электрических зарядов при механическом воздействии на кристаллы было названо пьезоэлектрическим эффектом (от греческого слова «пьезо» —давлю), а само вещество с таким свойством — пьезоэлектриком. В дальнейшем братья Кюри обнаружили, что пьезоэффект обратим: если на гранях кристалла создать разноименные электрические заряды, он либо сожмется, либо растянется. Все зависит от того, к какой грани приложен «плюс», а к какой «минус» (рис.2).

Величины зарядов прямо пропорциональны силе механического воздействия на кристалл. Причем величина коэффициента пропорциональности у разных веществ различна. Если у кристалла кварца принять ее условно за единицу, то у титаната бария этот параметр, получивший наименование «пьезоэлектрическая постоянная», выше в сто, а у сегнетовой соли — в тысячу раз.

Отменная эффективность современных пьезоэлектриков открыла широкое поле для их использования в технике. В частности, при создании очень легких, обладающих высокой чувствительностью звукоснимателей для проигрывания виниловых грампластинок. В таких устройствах игла, двигаясь по извилинам звуковой дорожки, вызывает деформации миниатюрного пьезоэлемента, на гранях которого появляется знакопеременная разность потенциалов. После многократного усиления этот электрический слепок грамзаписи вновь преобразуется (но уже динамической головкой) в звук.

Есть также немало устройств, работающих на обратном пьезоэффекте. Здесь и эхолоты (в них излучателями ультразвука зачастую служат пьезокристаллы, к металлизированным граням которых подводится напряжение «сверхзвуковой» частоты), и пьезоэлектрические головные телефоны (наушники), и пьезогромкоговорители. И, конечно же, малогабаритные дисковые звукоизлучатели, получившие широкое применение в различного рода сигнализаторах (от будильников в наручных часах до довольно мощных сирен). Об одном из таких «голосистых» сигнальных устройств стоит, видимо, рассказать более обстоятельно.

Удручающая статистика посягательств на честь и имущество граждан заставляет многих принимать соответствующие контрмеры. Например, вооружаться появившимися в продаже карманными сиренами, способными спугнуть злодея резким и сильным звуковым сигналом, привлечь внимание прохожих. Правда, стоят эти сирены довольно дорого.

Однако подобное устройство, не неся разорительных расходов, можно соорудить и самим.

Для работы устройству требуется напряжение около 25 В с «режущей слух» частотой порядка 3,5 кГц. Именно такой режим способен обеспечить генератор импульсов, собранный на VT3 и VT4, с двухтактным выходным каскадом на транзисторах разного типа проводимости (VT5 и VT6). Последние, поочередно открываясь, посылают в обмотку I импульсы тока чередующихся направлений. Трансформируясь во включенных последовательно обмотках II и III, электрические сигналы «озвучиваются» пьезокерамическим излучателем В1.

Особенностью данной конструкции является использование в качестве Т1 готового «выходника» от практически любого малогабаритного радиоприемника. Например, от «Селги-404». Нужно лишь втиснуть в зазор между магнитопроводом и последней обмоткой трансформатора дополнительные 80 витков ПЭВ-2 0,1 (на принципиальной электрической схеме они изображены как I). Вместе с последовательно включенными штатными эти витки составят многовитковую повышающую обмотку (I+II+III).

При сборке схемы потребуются и другие радиодетали. В частности, резисторы МЛТ-0,25, конденсаторы КЛС (С3, С4) и К52-9 (С1, С2, С5, С6), звукоизлучатель СП-1, выключатель ПДМ1-1 (его можно заменить микротумблером МТ1) и полупроводниковые триоды КТ315А (VT1-VT4), КТ315Б (VT5), КТ361Б (VT6). В небольшие общие габариты устройства легко впишется также пальчиковая батарейка типа L1028, способная при минимальных размерах обеспечить схему нужными 12 В.

Для монтажа устройства используется плата из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1 — 1,5 мм. Печатные проводники получаются прорезанием токопроводящего слоя по линиям, показанным на рис. 4. В местах, помеченных точками, сверлятся отверстия диаметром около 1 мм под выводы деталей. Расположение последних с обратной стороны изображено в виде их проекций на плату.

Исправность собранного электронного узла проверяется присоединением к минусовому выводу С6 и «общему» проводу низкоомного микронаушника (ТМ-2, ТМ-4) либо электромагнитного капсюля от телефонной трубки. А фазировка обмоток проверяется подключением автотрансформатора к остальной части схемы (вначале — проволочными перемычками, а после замера напряжения на выходе, которое должно быть равно сумме напряжений на всех трех обмотках, — окончательной впайкой). Автотрансформатор следует крепить непосредственно к корпусу хомутиком, охватывающим магнитопровод.

Что касается звукоизлучателя, то он подсоединяется в последнюю очередь. Требуемая громкость устанавливается подбором номинала R9, а высота звука — С3 и С4. Чем сильнее, резче и неприятнее сигнал, тем лучше устройство будет выполнять свою охранную функцию.

Рекомендуемая компоновка сирены приведена на рис. 5. Для наглядности корпус изображен условно прозрачным.

Ю. ПРОКОПЦЕВ