简易断线告警器

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这里我们介绍一个适合初学者动手制作的断线报警器,它的电路简单,制作容易,您不妨动手做一个。

断线报警器的外形见题头。电路见图1,它是由两个不同类型的晶体管组成的音频脉冲振荡器。

图1
图1 🔍原图 (1202×343)
图2
图2 🔍原图 (577×246)

在图1电路中,BG\(_{1}\)管的基极连接一个接线柱称为P点。电路中接地端连接一个接线柱称为Q点。当P、Q两端之间没有导线连接时,即P、Q两端开路,此时振荡器能正常工作,喇叭发出响声;如P、Q两端之间用导线连接,即P、Q间短路,这样BG1管基极与发射极之间被短路,振荡器就无法正常工作,因此喇叭中无声。如果P、Q两端之间的短路线换成题头所示那样的报警设备,那么只要在导线上任一处被切断,喇叭就发声。这个音频振荡器就成了断线报警器。

元件选译

图3
图3 🔍原图 (601×531)

图2中的BG\(_{1}\)管是NPN型的硅管,可选用3DG、3DK型硅管,要求管子的β值在30以上即可。BG2是PNP型锗管,可选用集电极最大耗散功率在125毫瓦以上的锗管如3AX31或3AX81、3AX61等,要求管子的β值在30以上。电阻R\(_{1}\)阻值为25O千欧~1兆欧,可选用1/8的碳膜电阻。图1中R1所标数值是根据电源电压和采用β>60的管子而定的,如管子的β值小于60或电源电压低于9伏,可适当减小R\(_{1}\)之值。电容C1可选用容量为0.0047微法~0.01微法、体积较小的电容。电容C\(_{2}\)选用耐压为10伏以上、容量为100微法的电解电容器。扬声器选用阻抗为8欧姆、功率为0.4瓦或0.25瓦的电动式扬声器。电源电压可选用6伏或9伏的电池。如电源选用6伏电池,扬声器发声稍小些;如电源选用9伏电池,扬声器发声大些。开关K可用任何型式的单刀单掷开关。

我们把此报警器安装在塑料盒内。在盒底打些小孔,以便传声。电阻、电容、晶体管安装在25×40的小胶木板上(见图3)。如果对音频振荡器发出的音调没有严格要求,电路中各元件连接好后,不需调整就可使用。

图4
图4 🔍原图 (407×321)

工作原理

有的读者可能对此振荡器的工作原理感兴趣,下面我们来谈谈这个问题。

当接通电源后,电源通过电阻R\(_{1}\)使BG1获得偏流。BG\(_{1}\)导通后,就接通了BG2的偏流电路,其通路为由电源“+”极,经BG\(_{2}\)的e极、b极,再经BG1通地,到达电源“-”极。于是BG\(_{2}\)管导通。导通后,C1被充电。充电电流使BG\(_{1}\)的基极电流增大,于是在电路中就发生连锁反应,使BG1、BG\(_{2}\)的两管集电极电流不断增大,BG1和BG\(_{2}\)很快都进入饱和状态。

电容C\(_{1}\)被充电,C1的上端积累正电荷,下端积累负电荷,于是U\(_{b1}\)下降,Ib1将逐渐减小。当U\(_{b1}\)下降到使BG1退出饱和区时,它的集电极电流I\(_{c1}\)就随Ib1的减小而减小,于是I\(_{b2}\)也将减小,Ic2随之减小,使BG\(_{1}\)基极的电流Ib1进一步减小。在电路中就发生正反馈连锁反应。很快使BG\(_{1}\)和BG2都进入截止。BG\(_{1}\)和BG2截止时C\(_{1}\)上的电压放电。放电途径为从C1上端,经过扬声器、电源、R\(_{1}\)到电容器下极板。于是C1下端的负电位逐渐减小,直到使BG\(_{1}\)重新导通。这样电路就完成了一个振荡周期。以后又重复上述过程,如此循环下去,产生脉冲式振荡。

由上可见,两管同时导通时,电容C\(_{1}\)充电途径中的电阻是BG1的发射结电阻和BG\(_{2}\)的c、e间的等效直流电阻,这一电阻较小,电容C1两端电压增长速度是比较快的。而电容C\(_{1}\)放电时,放电途径中的电阻包含了R1,这个电阻比较大,故电容C\(_{1}\)两端电压减小的速度较慢。因此两管导通的时间短,而截止的时间长。在BG2集电极产生的振荡是正向窄脉冲。

由于截止时间长,故振荡频率主要取决于电容C\(_{1}\)和电阻R1的乘积。当我们希望音调高一些时,可以减小R\(_{1}\)、C1数值(减小R\(_{1}\)或C1都可以)。(张锵 魏群编译)