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音樂(lè)集成電路-光電音樂(lè)報(bào)警器

 zou.wei 2016-07-18
   用音樂(lè)集成電路組裝“光電音樂(lè)報(bào)訊器”(圖1)、“音樂(lè)定時(shí)呼叫器”(圖2)和“大功率音樂(lè)訊響器”(圖3)。 
  
 
 
        音樂(lè)集成電路簡(jiǎn)稱音樂(lè)IC,又叫音樂(lè)片,它雖然看起來(lái)很小,卻是一種包含著成千上萬(wàn)個(gè)元器件的CMOS大規(guī)模集成電路芯片,芯片的內(nèi)部電路比較復(fù)雜,我只能畫(huà)出它的原理方框圖(圖4)。可以看出,它由振蕩器、節(jié)拍控制器、節(jié)奏發(fā)生器、曲調(diào)存儲(chǔ)器(ROM)、包絡(luò)發(fā)生器和前置放大器等單元組成。同學(xué)們暫時(shí)不必去探究音樂(lè)IC的內(nèi)部電路,只需要了解器件的特性和使用方法就足夠了。 
 
       兩種音樂(lè)IC,一種是KD-9300,一種是HY-100,它們?cè)趹?yīng)用方面有什么不同呢? 
選好音樂(lè)IC,在使用時(shí)首先應(yīng)該弄清楚各引腳的功能;其次要了解電源電壓的適用范圍;再者需要知道它的工作電流或最大輸出功率。
      KD-9300是國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的系列單曲音樂(lè)集成電路(圖5),它的工作電壓范圍是1.3~5V,但工作電流僅為50μA,由于輸出功率小,用它組成電子門(mén)鈴(圖6)時(shí),必須外接三極管VT進(jìn)行功率放大后,才能推動(dòng)小型揚(yáng)聲器(0.25W)放音。
      另一種音樂(lè)集成電路HY-100(圖7)是把功率放大三極管集成在芯片內(nèi),工作電壓為3V,工作電流為80mA,用它組成的電子門(mén)鈴(圖8),可以直接推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。這種音樂(lè)IC還設(shè)有蜂鳴器輸出端BZ1(③腳)和BZ2(④腳),所以又能外接壓電陶瓷片放音(圖9),這時(shí),內(nèi)部的功放級(jí)不工作,可以節(jié)省電能。

 


 

       圖1中的三極管VT2是起開(kāi)關(guān)作用的,在音樂(lè)IC的觸發(fā)電路里用三極管作開(kāi)關(guān)元件,可以組成不同功能的音樂(lè)訊響電路?!肮怆娨魳?lè)報(bào)訊器”就是一種光控音樂(lè)訊響電路。光電音樂(lè)報(bào)訊器可以裝在居室門(mén)外的過(guò)道上。平時(shí)VT1受到燈光照射,相當(dāng)于一個(gè)低阻值電阻,它與電位器RP分壓后,a點(diǎn)電位很低,VT2截止,相當(dāng)于斷開(kāi)的開(kāi)關(guān),所以音樂(lè)IC不工作。當(dāng)有客人經(jīng)過(guò)時(shí),光線被瞬間遮擋,VT1阻值變大,a點(diǎn)電位突然上升,VT2導(dǎo)通,音樂(lè)IC的觸發(fā)端TRI獲得正向觸發(fā)電壓進(jìn)入工作狀態(tài),輸出音樂(lè)信號(hào)經(jīng)VT3功放后,推動(dòng)揚(yáng)聲器BL放送出迎客樂(lè)曲(如拜年曲、祝福等),并報(bào)訊給主人示意有客到來(lái)。   這里,電位器RP用來(lái)安裝現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)光控靈敏度。光源除了可用5~15W白熾燈外,還可以選用紅外光源(大功率紅外發(fā)光二極管)。實(shí)際上,三極管VT1也可以采用磁控、聲控、溫控,也可以自制濕敏探頭組裝成嬰兒報(bào)尿器、下雨告知器、水位警報(bào)器,等等。
       只要掌握了音樂(lè)IC的基本控制原理,學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用,就能設(shè)計(jì)出多種多樣的有趣的音樂(lè)訊響電路。今天大家組裝的“音樂(lè)定時(shí)呼叫器”電路(圖2),接入的是一種RC定時(shí)電路。
      使用“音樂(lè)定時(shí)呼叫器”時(shí),先合上電源開(kāi)關(guān)SA,由于按鈕開(kāi)關(guān)SB還是斷開(kāi)的,所以VT1、VT2沒(méi)有基極偏流處于截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)電源通過(guò)R1給VT3注入基極電流,使VT3導(dǎo)通,音樂(lè)IC被觸發(fā)工作,揚(yáng)聲器BL放出響亮的樂(lè)曲。定時(shí)開(kāi)始時(shí),按下SB,VT1、VT2通過(guò)RP獲得基極電流而導(dǎo)通,a點(diǎn)電位突然降低,迫使VT3截止,切斷了音樂(lè)IC的供電電源,揚(yáng)聲器停止放音。當(dāng)松開(kāi)SB時(shí),C1經(jīng)RP向VT1基極放電,放電電流維持VT1、VT2繼續(xù)導(dǎo)通。經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間,C1的放電電流減小到不足以維持VT1、VT2導(dǎo)通時(shí),VT1、VT2同時(shí)截止,VT3由截止變?yōu)閷?dǎo)通,音樂(lè)IC通電并被觸發(fā)工作,揚(yáng)聲器發(fā)出音樂(lè)呼叫信號(hào)。定時(shí)電路要用VT1、VT2兩個(gè)三極管,    VT1、VT2這種連接方式稱為復(fù)合管,復(fù)合管可以等效為一只高β的三極管(β≈β1β2),它的特點(diǎn)是很小的基極電流Ib1,就能獲得較大的集電極電流Ic2。定時(shí)電路中采用復(fù)合管,是因?yàn)榉烹娀芈分蠧1和RP的數(shù)值都很大,放電時(shí)間很長(zhǎng),放電電流很小。SB斷開(kāi)后,C1的放電電流就是VT1的基極電流,由于是復(fù)合管,就可以保證C1在長(zhǎng)時(shí)間的放電過(guò)程中,VT2都能處于導(dǎo)通狀態(tài)。        音樂(lè)三極管是在音樂(lè)IC的基礎(chǔ)上制作的另一種新穎器件,它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理與音樂(lè)IC片沒(méi)有什么不同,只是封裝形式有所變化,減少了引腳數(shù)目,縮小了占用印板的面積,性能更可靠,使用壽命長(zhǎng),防潮性能好,使用更加方便。
       今天使用的VT66A音樂(lè)三極管(圖10),工作電壓為1.5~3.5V,工作電流大于12mA,最大輸出功率為300mW,可以直接推動(dòng)揚(yáng)聲器放音。VT66A的觸發(fā)方式有兩種,一種是L型,采用電源觸發(fā),電源開(kāi)關(guān)兼作觸發(fā)開(kāi)關(guān)。接通電源開(kāi)關(guān),它就輸出音樂(lè)信號(hào);斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān),音樂(lè)即行終止。
       因此,它采用常開(kāi)按鈕控制〔圖11(a)〕。另一種為S型,采用電平觸發(fā),每觸發(fā)一次,就會(huì)演奏一首完整的樂(lè)曲,然后自動(dòng)進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài),所以應(yīng)采用常閉按鈕開(kāi)關(guān)〔圖11(b)〕。按一下SB,電源通斷一次,音樂(lè)三極管獲得一個(gè)正向觸發(fā)脈沖而工作,樂(lè)曲奏完即恢復(fù)靜止?fàn)顟B(tài)。 

 
 

“大功率音樂(lè)訊響器”(圖3)中使用的集成塊LM386(圖12)和穩(wěn)壓管VD起的作用
 
  
       LM386是一種低電壓功率集成電路,利用它把音樂(lè)三極管IC1輸出的音樂(lè)信號(hào)進(jìn)行功率放大后,輸出足夠大的信號(hào)功率,推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。由于LM386需要12V的供電電壓,而音樂(lè)三極管的工作電壓很低,所以接入了由R1和VD構(gòu)成的簡(jiǎn)單穩(wěn)壓電路,將12V電壓降到3V,為音樂(lè)三極管供電。  
      怎樣用萬(wàn)用表測(cè)試音樂(lè)IC的好壞呢?    
      可以用萬(wàn)用表的R×1或R×10擋,黑表筆(表內(nèi)電池正極)同時(shí)與音樂(lè)IC的VDD端和TRI端相接,紅表筆接VSS端。然后,把音樂(lè)IC靠近一臺(tái)中波收音機(jī)(收音機(jī)調(diào)到無(wú)臺(tái)位置),適當(dāng)調(diào)大收音機(jī)的音量,若能聽(tīng)到音樂(lè)IC的樂(lè)曲聲,表明音樂(lè)IC是好的。
  http://www.hqew.com/tech/circuit/001003018_1644992.html

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