"Говорящая" микросхема в охранных устройствах

Ю. ВИНОГРАДОВ, г. Москва
Звуковая имитация жизнедеятельности на охраняемом объекте — разговоры, музыка — может озадачить злоумышленника. Но громогласное обращение к нему с предупреждением о применении активной защиты может оказаться более убедительным. Описание такого устройства на основе специализированной микросхемы предлагается в данной статье.

Как и любой узел системы охранной сигнализации, "говорящее" устройство (или речевой информатор) должно иметь достаточную выходную мощность в активном режиме и предельно малое энергопотребление в режиме ожидания. Схема речевого информатоpa показана на рис. 1. Его основой является специализированная микросхема ISD1416P для записи/воспро-изеедения голосовых сообщений длительностью до 16 с. Записываемую фразу произносят перед микрофоном ВМ1 при нажатой кнопке SB 1. Сигнал с выхода микрофона усиливается и заносится в память микросхемы, где может хранится долгие годы.



Для воспроизведения записанного фрагмента необходимо кратковременно подать на вход устройства напряжение 1...12 В. При этом транзистор VT1 откроется и перепад напряжения на входе РЕ (вывод 24) микросхемы DD1 переведет ее в режим воспроизведения. Выходная мощность встроенного в микросхему DD1 УЗЧ невелика (около 12 мВт), поэтому для увеличения громкости введен УЗЧ на микросхеме К174УН7 (DAI). На нагрузке сопротивлением 4 Ом выходная мощность может достигать 3 Вт. Громкость сигнала устанавливают подстроенным резистором RI6.
Напряжение питания микросхемы ISD1416P — 5 В. поэтому в устройство введен экономичный стабилизатор напряжения на ОУ DA2.  Источником образцового напряжения для стабилизатора является параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне VDI и резисторе R20. Напряжение на выходе ОУ
Ubwx = Uvo,(R22*R23)/R23 - 5 В, где Udi — напряжение стабилизации стабилитрона (около 3 В).
Ток, потребляемый микросхемой DD1 в дежурном режиме, не превышает 1 мкА. а вот микрофон ВМ1 потребляет существенно больший ток (доли миллиампера). Для того чтобы он включался только в режиме записи, резистор R9 соединен не с общим проводом. как это нередко делают, а с выходом RECL (вывод 25) микросхемы DD1. на котором нулевое напряжение устанавливается только в режиме записи. Опыт показал, что при таком включении микрофона общий потребляемый ток по цепи 5 В не превышает 4 мкА.
Недопустим в охранных системах ток покоя УЗЧ К174УН7 (20 мА). поэтому в цепь ее питания введен электронный ключ, собранный на транзисторе VT3.
При переходе микросхемы DD1 в режим воспроизведения на ее выходе SP- (вывод 15), кроме переменного напряжения 34, присутствует постоянная составляющая около 1.5 В. которая через резистор R12 поступает на базу транзистора VT2, открывая его и транзистор VT3.
Постоянные резисторы — МЛТ, С2-23. подстроенный — СПЗ-3, СПЗ-19, оксидные конденсаторы — импортные с током утечки не более 1 мкА, остальные конденсаторы — КМ-6, К10-17. Микросхему IS01416P можно заменить на ISD1420R которая позволяет записывать речевые фрагменты длительностью до 20 с, но имеет меньшую верхнюю границу полосы пропускания — 2,6 кГц (у ISD1416P — 3,3 кГц). Транзистор VT3 — структуры р-п-р с допустимым током коллектора не менее 1 А, коэффициентом передачи тока не менее 60 и напряжением насыщения не более 0,5 В. К светодиоду HL1 предьявляется только одно требование — он должен светить достаточно ярко при токе 2...3 мА. Динамическая головка — любая мощностью 3...5 Вт и сопротивлением катушки 4 Ом.
Детали монтируют на печатной плате, для установки микросхемы ISD1416P рекомендуется применить 28-выводную панель, это позволит легко ее заменять при проведении экспериментов.
Источник питания устройства — 12- вольтовая батарея с емкостью не менее 2...3 А-ч. Потребляемый ток в дежурном режиме не превышает 20 мкА, поэтому продолжительность работы устройства в этом режиме определяется в основном током саморазрядки батареи. Поскольку режим воспроизведения может быть длительным (многократные повторы), микросхему К174УН7 следует установить на теплоотвод, который можно изготовить из дюралюминиевой пластины (рис. 2). Сначала теплоогвод винтами МЗ крепят к микросхеме, а затем винтами М2 — к плате.
Предлагаемое устройство можно использовать и как квартирный "говорящий" звонок, для этого в схему необходимо ввести еще одну кнопку с нормально разомкнутыми контактами, которую подключают между выводом 24 микросхемы DD1 и общим проводом. Для снижения влияния помех на работу звонка параллельно кнопке (на плате) устанавливают конденсатор емкостью 0,1...0.33 мкФ.

Журнал  "Радио" №9-2008 стр. 36-37