Устройство "Антилай" построено всего на четырех цифровых микросхемах (DD1—DD4) и пяти транзисторах (VT1—VT5). Оно содержит ряд узлов, соединенных попросту "в цепочку", то есть последовательно. Так, на логических элементах DD1.1, DD1.2, резисторах R1, R2, конденсаторе С1 и пьезоэлектрическом излучателе BQ1 выполнен высокочастотный звуковой генератор, в котором BQ1 играет роль как бы своеобразного микрофона: перечисленные электронные компоненты образуют автогенератор. Однако этот генератор за счет конденсатора С1 настроен не на основную частоту механического резонанса излучателя ЗП-1, а на неслышимую человеком восьмую, девятую или десятую гармонику (18,20 или 23 кГц) той же частоты. Настройки на самую устойчивую из этих трех частот добиваются подбором конденсатора С1, а если необходимо, то и резистора R1.
Через переходную цепочку C2R3R4 импульсы частотой порядка 20 кГц поступают на обычный триггер Шмитта, собранный на резисторах R5, R6 и элементах DD1.3, DD1.4, где образуются строго прямоугольные импульсы той же частоты. С выходного вывода 11 микросхемы DD1 эти импульсы поступают на вход С триггера DD2.1, который совместно с триггером DD2.2, резистором R7, диодом VD1 и конденсатором С3 образует частотный компаратор, настроенный на частоту порядка 18, 20 или 23 кГц. Дифференцирующая цепь C4R8 служит для первоначальной установки триггера DD2.2 в единичное состояние, при котором на его инверсном выходе присутствует низкий уровень. Предположим, что частота настройки равна 20 кГц. Тогда, если частота генератора будет выше 20 кГц, триггер DD2.2 постоянно находится в нулевом состоянии, при котором на его инверсном выходе (вывод 12) имеется высокий уровень напряжения. Когда же частота генератора уменьшится ниже уровня 20 кГц, триггер DD2.2 тут же скачком переключится из нулевого состояния в единичное, а на инверсном выходе DD2.2 вместо высокого уровня появится низкий, что вызовет запуск ждущего мультивибратора, выполненного на дифференцирующих цепочках C5R9, P6R10R11 и элементах OD3.1, DD3.2.
Ждущий мультивибратор настроен так, что он отрабатывает импульс (низкого уровня) длительностью около 7—8 с. Такой же импульс, но высокого уровня, появляется и на выходе элемента DD3.3, включенного фазоинвертором.
Положительный импульс с выходного вывода 10 микросхемы DD3 разрешает работу инфразвукового генератора, собранного на элементах DD3.4, DD4.1, DD4.2, конденсаторе С7 и резисторах R12, R13, частота которого равна приблизительно 1,5 Гц, что соответствует периоду повторения импульсов примерно 0,66 с. В течение этого периода около 0,33 с используются для включения (через узел, состоящий из резисторов R14, R15, конденсатора С8 транзистора VT1, резистора R16 и диодов VD2, VD3) ультразвукового генератора, построенного на элементах DD4.3, DD4.4 и дифференцирующих цепях C10R17, C11R18, а другие 0,33 с — на паузу в работе этого генератора. Он воздействует на двухтактный мостовой усилитель, выполненный на транзисторах VT2—VT5, каждый из которых включен змиттерным повторителем. Нагрузкой усилителя мощности ультразвукового сигнвла является другой пьезоэлектрический излучатель повышенной мощности BF1 (типа СП-1).
Все узлы устройства питаются от батареи GB1 через цепь VD4C12C9. Диод VD1 предохраняет устройство от выхода из строя, если полярность батареи GB1 будет случайно перепутана. Конденсатор С12 пропускает по цепи питания высокочастотные составляющие импульсных сигналов, а С9 — низкочастотные. В целом же устройство "Антилай" работает так.
Кода вокруг излучателя BQ1 относительно тихо и нет никаких громких звуков, звуковой генератор работает на постоянной частоте, скажем, около 20 кГц. Громкие звуки собачьего лая способны как понижать (за счет кратковременного разрежения воздуха) эту частоту, так и повышать (из-за сгущения) ее. Сопротивление резистора R7 здесь должно быть подобрано так, чтобы в тишине на выходном выводе 12 микросхемы DD2 был бы высокий уровень, а сразу же после громкого лая он сменялся низким. Чтобы настраивать порог чувствительности было удобнее, постоянный резистор R7 лучше заменить переменным сопротивлением 150—180 кОм.
Этот отрицательный скачок напряжения вызывает срабатывание ждущего мультивибратора. (Если нужно, длительность его импульса регулируют резистором R11 или конденсатором С6.) Во время импульса ждущего мультивибратора работает инфразвуковой генератор. Так, когда на выходе элемента DD3.3 низкий уровень (в ждущем режиме устройства), инфразвуковой генератор заторможен в состоянии, при котором на выходе элементов DD3.4, DD4.2 высокий уровень напряжения, а на выходе элемента DD4.1 — низкий. Благодаря этому оба элемента DD4.3 и DD4.4 пребывают в состоянии, при котором на выходе того и другого высокий уровень, из-за чего все транзисторы VT2—VT5 закрыты. Закрыт и транзистор VT1 (и диоды VD2 и VD3 тоже), так как конденсатор С8 полностью разряжен. Если же ждущий мультивибратор срабатывает, на выходе элемента DD3.3 появляется высокий уровень, разрешающий работу инфразвукового генератора. Поэтому сразу же после начала работы мультивибратора на выходе элемента DD4.1 возникает высокий уровень, во-первых, открывающий элементы DD4.3 и DD4.4 ультразвукового генератора, во-вторых, заряжающий (через резистор R14) конденсатор С8, вследствие чего транзистор VT1 открывается, а частота ультразвукового генератора довольно быстро возрастает примерно с 20 до 80 кГц. Это воспринимается собакой на слух, как своеобразный "лай". Когда же на выходе элемента DD4.1 вновь появляется низкий уровень, элементы DD4.3 и DD4.4 снова закрываются (по верхнему на схеме входу) и ультразвук временно не излучается, а конденсатор С8 почти мгновенно разряжается (через резистор R15 и змит-терный переход транзистора VT1). В следующих периодах инфразвукового генератора всего, что уже описано, циклически повторяется. В течение 7—8 секунд мощный излучатель BF1 периодически (через каждые 0,66 с) воспроизводит 10—12 посылок ультразвукового "лая", хорошо слышимого собакой, но совершенно беззвучного для человека.
Чтобы этот "лай" был бы слышен и человеку, в ходе настройки устройства (при подборе резисторов R7, R11, R13, R14) параллельно конденсаторам С10 и С11 на время подключают пайкой два конденсатора емкостью не менее 4700 пф каждый.
За каждый пустой лай брехливый пес как бы в отместку будет получать весьма неприятный для него громкий ультразвуковой "лай". Практика показывает, что подобная "воспитательная" автоматика способна отучить от бесполезного лая самых неугомонных "мосек". Чтобы излучатель BQ1 четко реагировал на собачий лай, а излучатель BF сильнее воздействовал на собаку, устройство "Антилай" желательно размещать непосредственно на ошейнике или же располагать в непосредственной близости от собаки, удерживаемой на коротком поводке. Продолжительность "обучения", разумеется, сильно зависит от характера вашего "воспитанника". Если однократный сеанс оказался недостаточным, его повторяют.
О деталях. Микросхемы К561ЛА7 (DD1, DD3, DD4) можно заменить на КМ1561ЛА7, К176ЛА7 или 564ЛА7, а К561ТМ2 (DD2) — на К1561ТМ2, К176ТМ2 или 564ТМ2. Диоды VD1—VD4 — любые кремниевые малогабаритные, транзистор VT1 — любой кремниевый маломощный с коэффициентом усиления тока базы не менее 30. Транзисторы VT2, VT4 и VT3, VT5 заменимы любыми соответственно из серии КТЗЮ2 и КТ3107. Все резисторы — МЛТ-0,125, ОМЛТ-0,125 или ВС-0,125. Конденсаторы С6, С9 — любые оксидные (электролитические), остальные конденсаторы — керамические или металлобумажные. Батарея GB1 может иметь напряжение от 9 до 12 В (с микросхемами серии К176) и даже до 16 В (с микросхемами прочих серий). Важно, что увеличение напряжения питания заметно увеличивает громкость ультразвукового "лая". Батарею GB1 допустимо составить из шести—десяти гальванических элементов R6 (316), аккумуляторов Д-0,25 или же применить готовую 12-вольтовую батарею L1028.
Журнал «САМ» №8, 1998 год
