Добрый день, уважаемые читатели. После первого моего эксперимента с ионофоном прошло уже больше месяца. Он, конечно работал, но имел некоторые недостатки, одним из которых было высокое потребление тока от источника питания… Поиски решения по этому направлению продолжились. Очередной мой эксперимент в этом направлении я и хочу сегодня Вам предложить.

Схема электрическая принципиальная данного ионофона показана на рисунке выше. Рассмотрим работу схемы подробнее.

Сигнал с выхода вашего аудиоустройства поступает на вторичную обмотку (II) трансформатора Tr1 (На которой при нормальном включении трансформатора напряжение 12 вольт). Данный трансформатор, как и в предыдущей конструкции, выполняет 2 роли:

1. Осуществляет гальваническую развязку аудиоустройства и ионофона.

2. Осуществляет предусиление аудиосигнала до нужного уровня.

С выхода данного трансформатора (обмотки I) усиленный сигнал, через разделительный конденсатор С3 поступает на ГУН (генератор управляемый напряжением). Частота данного генератора задаётся номиналами элементов C1, R3, R4. Изменяя напряжение на 9 ножке данного генератора можно менять его частоту в некоторых пределах. Таким образом, подавая аудиосигнал на вход управления ГУНом, на выходе получим частотно-модулированный сигнал. Резистором R2 можно подстроить начальную частоту генератора. С выхода 4 модулированный сигнал поступает через токоограничительный резистор R5 на составной транзистор VT2-VT3-VT4.

Транзистор VT2 является буферным каскадом и служит для согласования выхода ГУН с выходным каскадом, а так же за счет его применения увеличивается чувствительность к слабым сигналам!

Транзисторы VT3 является усилителем тока и имеет высокий коэффициент передачи по току. Его применение позволило использовать для управления силовым транзистором VT4 выход ГУН без дополнительного усилителя тока!

Транзистор VT4 является выходным силовым ключом. Нагрузкой транзистора VT4 является первичная обмотка (I) выходного высоковольтного трансформатора Tr2. Со вторичной обмотки данного трансформатора и снимается выходное высокое напряжение.

Диод VD1 защищает схему от бросков обратного напряжения при закрытии транзистора VT4. Супрессорный диод VD2 защищает схему от бросков напряжения по питанию. Резистор R11 защищает усилитель тока от протекания сквозных токов при работе ключа. Его установка обязательна !!! В качестве данного резистора следует использовать проволочный резистор мощностью не менее 50 Вт. Его можно изготовить самостоятельно, намотав нужное количество нихрома на подходящую оправку (именно так я и сделал). На транзисторе VT1, резисторах R6, R7, конденсаторе C2 и встроенном стабилитроне (вывод 16 DD1) реализован стабилизатор напряжения для питания ГУНа и установки начальной частоты.

Трансформатор Tr2 изготавливается аналогично ранее описанной конструкции, но первичная обмотка содержит 40 витков провода МГШВ-0,25. Настройка схемы заключается в установке движком резистора R2 начальной частоты по наилучшему звучанию дуги на выходе, а так же установке уровня входного аудиосигнала.

Все остальные используемые детали указаны на схеме.

По сравнению с предыдущим вариантом ионофона данная конструкция обладает меньшим потреблением тока, всего 2 ампера, при напряжении питания 12 вольт, очень хорошей надёжностью и более высоким качеством звучания.

В подборке фото ниже представлен макет данного ионофона при проведении испытаний.

В подборке видео ниже представлена работа данного ионофона при проведении испытаний…

P.S. В целом я считаю данную конструкцию так же НЕУДАЧНОЙ в такой реализации, но полезной в плане получения практического опыта. Кроме того т.к. использовалась частотная модуляция, то проявлялись специфические для неё эффекты. Например, изменялась рабочая частота при поднесении к устройству руки, взаимное расположение посторонних предметов вокруг устройства так же влияло на стабильность частоты и т.д.

Ну вот, на этом вроде бы и все сегодня. До новых встреч. С уважением, Андрей Савченко.

P.S. Обновление на 30.03.2020:

Данная конструкция мной собиралась в 2013 году и была вторым экспериментом с конструкциями ионофонов. Фактически, основным недостатком конструкции является тот факт, что частотная модуляция не подходит для реализации подобных конструкций — невозможно получить конечный результат без преобразования ЧМ в АМ.

При использовании АМ-модуляции происходит изменение диаметра дуги (размера плазменного облака, длины стримеров и т.д.) излучателя ионофона в такт входному сигналу (т.к. изменяется амплитуда напряжения на концах излучателя), вследствие чего, подобно диффузору обыкновенного динамика формируются акустические колебания.

При ШИМ-модуляции изменяется ширина последовательности прямоугольных импульсов в такт амплитуде входного сигнала. Изменение ширины импульсов приводит к изменению тока, протекающего по каналу дуги (соответственно и мощности, приложенной к излучателю в единицу времени), а это в свою очередь к изменению диаметра дуги и формированию звуковых колебаний.

При ФМ-модуляции изменяется соотношение между отдельными импульсами в последовательности прямоугольных импульсов. Сдвиг фаз пропорционален амплитуде входного сигнала. В результате этого мощность, приложенная к излучателю в единицу времени оказывается пропорциональна входному сигналу.

При ЧМ модуляции (если бы у нас была идеальная ЧМ модуляция) в такт входному сигналу происходит изменение частоты последовательности прямоугольных импульсов.

Если бы мы слышали столь высокие частоты, то мы бы услышали изменение тона сигнала генератора, пропорционально амплитуде входного сигнала. Но мы этого не можем услышать физически…

Таким образом, работа данного варианта ионофона фактически осуществляется за счет преобразования ЧМ/ФМ-модуляции в АМ-модуляцию, происходящую в выходном каскаде. 

Если параллельно первичной обмотке трансформатора добавить конденсатор с таким расчётом, что бы частота, генерируемая опорным генератором, находилась на скате резонансной характеристики получившегося колебательного контура (между конденсатором и первичной обмоткой выходного трансформатора), то данную конструкцию в каких-то пределах, можно заставить работать.

Кроме того, в отношении данной конструкции так же справедлива рекомендация, данная для выходного каскада высоковольтного генератора на NE555.

Не удивляйтесь, но для некоторых конструкций, которые я собирал в прошлом и в данное время переношу на данную версию сайта время от времени будут написаны подобные комментарии…