Основное назначение предлагаемого вниманию читателей устройства — индикация уровня звукового давления сигналов, частоты которых составляют от 16 до 40 кГц (такие сигналы нередко применяются в охранных системах). Не воспринимаемые ухом взрослого человека, сигналы этих частот, тем не менее, угнетающе действуют на человеческую психику, а если человек длительное время находится в зоне действия мощного ультразвукового сигнала, то велика вероятность повреждения слуха. Кроме того, устройство может успешно применяться для поиска ультразвуковых сигналов естественного и искусственного происхождения.
В схеме ультразвукового детектора используются две микросхемы — счетверенный широкополосный операционный усилитель TS924 и светодиодный драйвер LM3915, а приемником ультразвуковых колебаний является электретный микрофон, АЧХ которого имеет подъем на частотах около 20 кГц. На этих частотах при звуковом давлении 90 дБ выходное напряжение микрофона составляет 8 мВ.
На операционном усилителе DA1.1 собран микрофонный усилитель с коэффициентом усиления 40. Ослабление низкочастотных сигналов происходит благодаря выбору соответствующих емкостей конденсаторов С1 и СЗ, а значительное подавление сигналов на частотах ниже 16 кГц обеспечивает фильтр верхних частот 5-го порядка, выполненный на операционном усилителе DA1.2. С помощью под-строечного резистора R20 добиваются максимальной линейности АЧХ фильтра в полосе пропускания (16-40 кГц).
Детектор принятого сигнала собран на операционном усилителе DA1.3. Диод VD11 обеспечивает защиту входа ОУ при больших входных напряжениях отрицательной полярности. Коэффициент передачи детектора регулируется с помощью подстроечного резистора R21.
Положительное напряжение с выхода детектора через резистор R18 заряжает конденсатор С13. Заряд конденсатора осуществляется очень быстро — за 22 мкс. Резистор R18 ограничивает ток заряда конденсатора.
На операционном усилителе DA1.4 выполнен повторитель напряжения, используемый для “развязки" детектора и светодиодного драйвера. Уровень звукового сигнала на входе устройства определяет величину постоянного напряжения на выходе детектора, которое, будучи поданным на вход светодиодного драйвера, вызывает свечение одного из светодиодов. Таким образом, по свечению светодиодов можно судить как о наличии ультразвукового сигнала, так и о его интенсивности.
По материалам статьи “Ultrasonic Sound Detector”, опубликованной в журнале “Elektor”, №9/2008.