Цветомузыкальная приставка

Вниманию читателей предлагается тиристорная цветомузыкальная приставка с фазовым управлением, состоящая из трех идентичных каналов, нагруженных каждый на свою лампу: красную, синюю и зеленую. В состав каждого канала входят два гальванически развязанных блока: силовой (рис. 1), осуществляющий непосредственное изменение яркости свечения своей лампы, и блок управления (рис. 2), вырабатывающий для своего частотного интервала управляющий сигнал.

Питание управляющих блоков осуществляется от одного низковольтного источника на диодах V6—V9, питание силовых блоков — также от одного источника на диодах V6—V9 (см. рис. 1).

Коммутирующим элементом в силовом блоке является тиристор V5 с обратным напряжением 300В , силой рабочего тока 10 А и прямым допустимым напряжением 300 В. Он работает в режиме управляемого ключа и обеспечивает подачу напряжения на лампу HI. Выпрямитель на диодах V6—V9 собран по мостовой схеме и позволяет использовать тиристор в обоих полупериодах сетевого напряжения и тем самым удвоить полезную мощность в нагрузке.

Управляя моментом включения тиристора в пределах полупериода от 0 до 10 мс, можно изменять мощность, выделяемую в лампе, а следовательно, и яркость ее свечения от нуля до максимальной величины. Это происходит потому, что ток через лампу H1 протекает в каждом полупериоде только от момента включения тиристора до момента его выключения в конце полупериода, когда анодное напряжение равно нулю. Включение тиристора производится положительным импульсом с эмиттера транзистора V4, фазовая задержка появления которого обусловлена зарядом конденсатора С 1 через токозадающий фотодиод V2.

В исходном состоянии при прохождении сетевым напряжением нулевого уровня конденсатор С 1 разряжен и обеспечивает напряжение, запирающее транзистор V3 (между его эмиттером и базой), что, в свою очередь, приводит к запиранию транзистора V4. Когда в результате заряда конденсатора С 1 потенциал эмиттера VЗ превысит потенциал базы, задаваемый резистивным делителем R3R6, транзистор V3 откроется, а это повлечет за собой открывание транзистора V4. Дополнительное падение напряжения на резисторе R3 от коллекторного тока транзистора V4 понизит потенциал базы транзистора V3, что приведет к его еще большему открыванию. В схеме возникает лавинообразный процесс. В результате на резисторе R4 эмиттерным током транзистора V4 сформируется положительный импульс, запускающий тиристор V5, а конденсатор С 1 будет разряжен через открытый транзистор V3 на резистор R2. Схема возвращается в исходное состояние, которое продлится до выключения тиристора в момент прохождения сетевым напряжением нулевого уровня, то есть до начала следующей полуволны. При включенном тиристоре напряжение питания транзисторов V3 и V4 составляет примерно 0,4В , что недостаточно для возобновления активных процессов в схеме.

В блоке управления входной сигнал через регулятор уровня (резистор R1) поступает на общий для всех каналов эмиттерный повторитель, собранный для увеличения входного сопротивления на составном транзисторе V1 и V2. Далее сигнал через дополнительные регуляторы уровня R4—R6 поступает на избирательные усилители, отличающиеся друг от друга частотами настройки цепей отрицательной обратной связи.

В исходном состоянии (без сигнала) транзистор V3 (за счет соответствующего выбора сопротивления делителя R7R8) открыт и насыщен, на лампе H1 будет нулевое напряжение, и она не горит.

При подаче низкочастотного сигнала на вход усилителя и при отключенной цепи отрицательной обратной связи (точки А и Б свободны) положительные полуволны сигнала не изменят состояния схемы, так как транзистор V3 насыщен. Отрицательные же полуволны сигнала приведут к запиранию транзистора V3 и повышению потенциала его коллектора, В результате среднее значение напряжения на лампе увеличится, и она загорится. Яркость ее свечения будет пропорциональна среднему уровню входного сигнала. Эмиттерный повторитель на составном транзисторе V4 и V5 обеспечит необходимый коэффициент усиления по току.

Двойной Т-мост на элементах R10—R12, С5—С7, подключаемый к точкам А я Б, создает цепь частотно-зависимой отрицательной обратной связи. На частотах, близких к квазирезонансной, коэффициент передачи моста крайне мал, следовательно, будет мало и его влияние на коэффициент усиления усилителя. На частотах, сильно отличающихся от квазирезонансной, коэффициент передачи моста велик, будет большой и отрицательная обратная связь, обусловленная им, а это, в свою очередь, резко уменьшит коэффициент усиления усилителя и ослабит яркость горения лампы. Таким образом, при одном и том же входном сигнале лампа H1 гореть будет ярче на частотах, близких к квазирезонансной. Диапазон частот, соответствующих примерно одинаковой яркости свечения лампы, зависит от величины сопротивления резистора R13, влияющего на добротность двойного Т-моста. При его максимальной величине область этих частот будет больше.

Положение движка резистора R13 так же, как и положение движков резисторов R4—R6, подбирается экспериментально после изготовления и запуска всей схемы. На схеме, приведенной на рис. 2, указаны значения элементов двойного Т-моста для средних частот. Для низких и высоких частот значения сопротивлений резисторов остаются теми же, а емкости конденсаторов представлены в таблице.

Питание всех блоков управления осуществляется одним источником постоянного напряжения + (8—12) В , в котором применена мостовая схема выпрямления на диодах V6—V9 с емкостным фильтром на конденсаторе С8.

Можно использовать любой маломощный силовой или накальный трансформатор мощностью не меньше 10 Вт с напряжением на вторичной обмотке (6—10) В. Конструктивные особенности приставки. Диоды V6 — V9 силового блока необходимо установить на радиаторы с полезной площадью не менее 100 см2 каждый, а тиристоры— на один общий радиатор с полезной площадью не менее 250 см2. Три пары фотодиоднакальная лампа следует поместить в три отдельных светонепроницаемых цилиндра. Расстояние между стеклянным баллоном лампы и светочувствительным слоем около 1 см. Для лучшего охлаждения ламп в дне и потолке цилиндра желательно сделать по отверстию диаметром 3 мм, увеличивающему воздухообдув .

Переменные резисторы можно взять СП 3-12а, неполяриые конденсаторы — МБМ, КЛС или КМ-5; электролиты любых типов.

Конструкция цветового экрана — произвольная, по желанию изготовителя, но можно предложить следующее решение. В коробке размером 1500 X 1000 X 250 мм, передняя сторона которой закрыта матовым стеклом (1500X1000 мм), размещаются три группы цветных ламп на общую мощность в группе не более 150 Вт красного (для низких частот), зеленого (для средних частот) и синего цвета (для высоких частот). Их местоположение определяется экспериментально. В эту коробку желательно поместить две маломощные, например по 25 Вт, лампы, постоянно включенные в сеть для создания общего фона, окраска которого подбирается по желанию изготовителя.