Военные радиоигры
Шрифт:
Усиленный импульс тока имеет форму, зависящую от того, как будет подан световой импульс на светочувствительный элемент — фоторезистор. Каждый раз при «выстреле» мы не можем точно знать, весь ли импульс света попал на фоторезистор или только часть его. Поэтому на выходе усилителя будут импульсы тока разной формы и длительности. Включать на выход усилителя исполнительное устройство нельзя, потому что оно из-за разных импульсов будет работать нечетко. Иной раз луч света попадет на мишень, но рука дрогнет — и луч-пуля скользнет по мишени. Вы попали в цель, а исполнительное устройство не сработает, и попадание не будет отмечено. Могут быть и ложные срабатывания из-за посторонней засветки или просто от смены освещенности фоторезистора. Это может произойти тогда, когда вся электронная мишень была настроена
Чтобы исполнительное устройство работало четко и фиксировало только уверенные попадания световой пули на фоторезистор мишени, после усилителя стоит спусковое устройство. Оно срабатывает от разных импульсов (по форме и по длительности), создавая на выходе четкую команду — «попал» или «не попал». Эта команда в виде электрического тока подается на обмотку исполнительного устройства (электромеханического реле, счетчика и т. п.), которое непосредственно или через свои контакты вызывает срабатывание какого-то указателя попаданий (зажигает лампочку, опрокидывает мишень, поворачивает колесо счетчика и т. д.).
Предлагается два варианта электронной мишени — транзисторный и ламповый. Первый из них менее чувствителен и рассчитан на стрельбу с расстояния 3–5 м. Ламповый вариант мишени, имея более высокую чувствительность, позволяет увеличить дальность стрельбы до 10 м. Если есть желание еще больше увеличить расстояние до мишени, то нужно поэкспериментировать с усилителем мишени, добавив еще один каскад усиления, попробовать подобрать другой тип фоторезистора или поставить фотоэлемент.
Принцип построения обоих вариантов мишени одинаков, разница состоит лишь в том, что в первом из них усилитель и спусковое устройство собраны на транзисторах, а во втором — на радиолампах. Транзисторный вариант мишени удобно сделать переносным и питать от гальванических батарей или аккумуляторов. Такой переносный тир необременительно взять с собой даже в поход. Весит он немного, и во время отдыха можно организовать интересные стрелковые соревнования.
Однако питание транзисторного тира, если он используется в стационарных условиях, можно осуществить и от осветительной, сети через выпрямитель.
Принципиальная схема транзисторной мишени с питанием от батарей показана на рисунке 17.
Рис. 17. Принципиальная схема транзисторного варианта мишени.
Луч света — «пуля», попадая на фоторезистор ФС-К1 (R13), вызывает резкое изменение его сопротивления. Это, в свою очередь, ведет к резкому изменению режима работы транзистора Т1, что равносильно тому, что на вход усилителя будет подан импульс тока. Задача усилителя состоит в том, чтобы усилить этот импульс. Первый каскад собран по схеме эмиттерного повторителя. Такая схема включения транзистора усиления не дает, и служит этот эмиттерный повторитель только для того, чтобы согласовать большое сопротивление фоторезистора с малым входным сопротивлением транзисторного усилителя. Если не ставить эмиттерный повторитель, а первый транзистор включить как обычный усилитель, общее усиление, даваемое двумя каскадами усиления на транзисторах Т1 и Т2, будет меньше, чем при использовании комбинации из эмиттерного повторителя и одного каскада усилителя, собранного на транзисторе Т2.
Фоторезистор и резистор R3 образуют делитель напряжения, с которого снимают напряжение смещения на базу транзистора Т1. Сопротивления этого делителя определяют режим работы транзистора по постоянному току. Нагрузкой эмиттерного повторителя служит резистор R4, включенный в эмиттерную цепь транзистора.
Если сравнить схему обычного усилителя на транзисторе с эмиттерным повторителем, то разница будет только в том, как включена нагрузка. В обычном усилителе нагрузка стоит в коллекторной цепи, а в эмиттерном повторителе — в эмиттерной. Это различие и определяет свойства усилителя.
Импульс напряжения, выделившись на резисторе R4, поступает на вход следующего каскада-усилителя, собранного на транзисторе Т2. Нагрузкой второго каскада служит резистор R6, с которого и снимают усиленный импульс. Режим второго каскада определяется резисторами R2, R3 и R5. Эти резисторы включены так, что они в значительной степени определяют и режим эмиттерного повторителя. Выбор их величины определяет и усилительные свойства двух первых каскадов электронной мишени. Усиленный импульс через конденсатор С3 поступает на полупроводниковый диод Д1 и на делитель, состоящий из резисторов R7 и R8. Сопротивления резисторов этого делителя выбирают такими, чтобы диод был заперт. Величина напряжения, запирающего диод в такой схеме, около 0,5 в. Это означает в данном случае, что все импульсы напряжением менее 0,5 в через диод не пройдут и исполнительное устройство не сработает. Такое включение диода необходимо для того, чтобы избежать ложных срабатываний мишени от случайных помех, а также от неточных попаданий лучом света в мишень.
Если рабочий импульс больше 0,5 в, диод открывается и импульс проходит на базу транзистора спускового устройства. В описываемой мишени спусковое устройство собрано по схеме ждущего мультивибратора. Ждущим он назван потому, что до тех пор, пока на базу транзистора Т3 не поступит импульс, транзистор Т3 открыт. Вследствие падения напряжения на прямом сопротивлении диода Д2, создаваемого током, протекающим через резистор R2, напряжение на эмиттере транзистора Т4 будет ниже (более отрицательно), чем напряжение на его базе, и этот транзистор будет закрыт. Поскольку нагрузкой транзистора Т4 является обмотка исполнительного реле P1, то при закрытом транзисторе ток через обмотку не пойдет, якорь реле не будет притянут и контакты реле останутся разомкнутыми. Так будет продолжаться до тех пор, пока меткий стрелок не попадет лучом света в мишень. Ждущий мультивибратор ждет импульса.
Как только луч света попадает на фоторезистор (вы поразили мишень), на входе эмиттерного повторителя появляется импульс тока (напряжения). После усиления этот импульс в положительной полярности попадает на базу транзистора Т3, и он закрывается. Напряжение на коллекторе транзистора Т3 достигает напряжения питания, транзистор Т4 открывается, и в обмотке реле Р1 появляется ток. Реле срабатывает, включая сигнальное устройство, указывающее, что вы попали точно в центр мишени.
После этого через резисторы R9 и R11 и участок коллектор—эмиттер транзистора Т4 начинает перезаряжаться конденсатор С4. Как только напряжение на базе транзистора Т3 достигнет такой величины, что этот транзистор откроется, через него потечет ток. Напряжение на коллекторе Т3, а следовательно, и на базе Т4 уменьшится настолько, что Т4 закроется и все устройство перейдет в первоначальное состояние, то есть в режим ожидания. В этом положении ток через обмотку реле P1 прекратится и контакты реле разомкнутся.