МОДУЛЯТОР ДЛЯ ЗВУКОВОЙ КАРТЫ КОМПЬЮТЕРА

Полезная модель относится к измерительно-информационной технике, в частности, к устройствам для измерения и цифровой записи аналоговых сигналов на компьютер.
Аналогом полезной модели является модулятор для звуковой карты компьютера, состоящий из транзистора и логической микросхемы, в котором осуществляется преобразование постоянного напряжения в модулированный по амплитуде меандр. Описание аналога приведено 20.01.2004 в Интернете на сайте - http://www.pro-radio.ru/misc/?257 (см. приложение)
С существенными признаками полезной модели совпадает следующие признаки аналога:
Модулятор для преобразования постоянного напряжения в амплитудно - модулированный сигнал подключен к входу звуковой карты компьютера.
Недостатком известного аналога является:
А. Сложность конструкции
Б. Ограничения по минимальному уровню амплитуды модулируемого
сигнала (1 В для данной конструкции модулятора)
В. Необходимость внешнего источника электропитания модулятора
Г. Отсутствие гальванической развязки между модулятором и источником сигнала
Д. Трудность модулирования знакопеременных напряжений
Прототипом полезной модели является модулятор на опторезисторах, описанный в справочнике: Полупроводниковые оптоэлектронные приборы. Справочник.2-е изд., Энергоатомиздат, М.: 1988. стр.314
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: «модулятор сигналов состоит из двух оптронов, фоторезисторы которых соединены последовательно и модулированный микровольтовый сигнал снимается с одного из фоторезисторов».
Недостатками прототипа являются:
А. Необходимость использования дополнительного внешнего
генератора импульсов
Б. Невозможность работы при подключении к генераторам, имеющим
выходной сигнал с уровнем ниже 1 В (напр. линейный выход звуковой карты)
В. Отсутствие защиты от перегрузки светодиодов в случае подключения светодиодов к генераторам, имеющим выходной сигнал с уровнем выше 3 В (напр. выход звуковой карты с усилителем).
Устранение указанных недостатков достигается за счет соединения входов светодиодов параллельно и навстречу друг другу и подсоединения общей линии светодиодов к стереовыходу звуковой карты через гасящий резистор. С целью контроля напряжения на выходе звуковой карты дополнительно установлен светодиод с напряжением зажигания выше, чем напряжение зажигания светодиодов оптрона.
Для повышения модулирующего напряжения с выхода звуковой карты может использоваться повышающий трансформатор.
Звуковая карта входит в состав большинства современных компьютеров и используется для цифрового преобразования и записи аналоговых сигналов звуковой частоты. Звуковая карта компьютера непригодна для записи сигналов инфразвуковой частоты, а также сигналов звуковой частоты, содержащих постоянную составляющую, из-за наличия на входе карты фильтра в виде электролитических конденсаторов, задерживающих прохождение инфразвуковых сигналов и сигналов с постоянной составляющей. Задача записи постоянных сигналов на звуковую карту решается путем использования модулятора.
Известные типы модуляторов на основе полупроводниковых приборов (напр. транзисторов и триггеров) не обеспечивают гальванической развязки между модулятором и источником сигнала.
Оптронные модуляторы требуют источника модулирующих колебаний с амплитудой выше напряжения зажигания светодиода. В известной конструкции модулятора не предусмотрен индикатор уровня
напряжения, необходимого для зажигания светодиодов оптронов, и отсутствует защита светодиодов от перегрузки в случае увеличения амплитуды.
С целью решения указанной задачи и устранения недостатков известного устройства, предлагаемый модулятор состоит из двух оптронов, у которых входные линии светодиодов соединены встречно-параллельно, а модулирующий знакопеременный сигнал подают на светодиоды через гасящий резистор с выходного канала звуковой карты, к которому также подсоединен светодиод с напряжением зажигания превышающим напряжение зажигания светодиодов оптрона.
Для повышения напряжения с выхода звуковой карты может использоваться повышающий трансформатор.
Для удвоения напряжения модулирующего сигнала светодиодная линия может быть подключена к обоим выходам звуковой карты.
Модулирующие знакопеременные импульсы могут подаваться с параллельного, последовательного или МИДИ порта компьютера. В качестве оптронов могут использоваться оптронные ключи переменного тока - опторезисторы и оптореле.
При реализации полезной модели модулятора могут быть получены следующие технические результаты:
А. Расширение амплитудного диапазона модулируемого сигнала
Б. Уменьшение энергопотребления устройства
В. Упрощение конструкции устройства
Признаки, отличительные от наиболее близкого аналога, выражаются следующей совокупностью признаков: «модулятор на 2 оптронах, входные линии светодиодов которых соединены параллельно и навстречу друг другу, модулирующий знакопеременный сигнал подается на светодиоды через гасящий резистор с выхода звуковой карты или цифровых портов компьютера (параллельного, последовательного или МИДИ порта), причем параллельно к источнику модулирующего сигнала также подключен светодиод с напряжением зажигания выше, чем напряжение зажигания светодиодов оптрона, а модулированный сигнал подается на вход звуковой карты».
С целью повышения напряжения модулирующего сигнала между выходом звуковой карты и адаптером может быть установлен повышающий трансформатор и/или подключение светодиодной линии осуществляют одновременно к обоим выходам звуковой карты. В качестве оптрона используют опторезисторы или оптореле.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели
На чертеже изображена схема модулятора и его подключение к звуковой карте компьютера.
Модулятор состоит из двух оптронных ключей - опторезисторов D2 и D3, входные светодиодные линии которых, соединены параллельно и навстречу друг другу, а модулирующий знакопеременный сигнал (меандр или синусоидальный) подается на указанные светодиоды с выхода звуковой карты.
Схема работает следующим образом. С двухканального стереовыхода ЦАП звуковой карты подаются модулирующие знакопеременные колебания. В соответствии со знаком модулирующего напряжения, светодиоды D2 и D3 поочередно зажигаются, при этом сопротивление фоторезисторов R2 и R3 изменяется от максимального (темнового) значения до минимального (светового) значения. В результате в момент открытия фоторезистора R2 на входе звуковой карты оказывается максимальное напряжение, соответствующее уровню входного сигнала. Когда фоторезистор R2 закрыт, фоторезистор R3 открыи и на входе звуковой карты оказывается минимальное напряжение. С одного из фоторезисторов снимается модулированный сигнал.
Для предохранения светодиодов опторезисторов от перегрузки и для контроля уровня напряжения к выходу звуковой карты, являющейся генератором модулирующих колебаний, дополнительно подсоединен светодиод D1. Оба светодиода опторезисторов управляются одним
источником модулирующих колебаний. Снижение напряжения до уровня рабочего напряжения светодиодов обеспечиваемся гасящим резистором R1.
Возможность осуществления полезной модели с реализацией указанного назначения подтверждается известностью средств и методов соединения устройств. Таким образом, подтверждена возможность осуществления полезной модели.
При осуществлении полезная модель будут получены следующие технические результаты:
А. Расширение амплитудного диапазона модулируемого сигнала
Б. Уменьшение энергопотребления устройства
В. Упрощение конструкции устройства