文档介绍：电子综合设计参考资料
1、音响报警电路
音响报警电路应用很广。这里筒要介绍几种结构简单、容易制作、价格便宜、性能稳定可靠、效果良好的音响报警电路, 简称音响电路。
3D .1 用反相器组成的单频率音响电路
用 CMOS 与非门和反相器及电阻、电容组成的单频率音响报警电路如图 3D-1 所示, 图中与非门 1 和反相器 2 构成低频振荡器,与非门3 和反相器 4 组成音频振荡器。当控制端 A 为低电平时, 低频振荡器不振荡, 它的输出端( 即图中的 B 点)为低电平, 因此, 音频振荡器也不振荡, 压电陶瓷蜂鸣片不发出声音。
当 A 点为高电平时, 低频振荡器产生矩形波, 振荡周期为秒数量级, 即 B 点的波形如图 3D-2 中的波形 B 所示。这个矩形波的占空比可通过图中的电位器 Rw 来调节。当 B 点为高电平时,. 音频振荡器产生方波, 使蜂鸣片发出声响。音频振荡器的振荡频率约为 1KHz, 改变R1的阻值或C1的容量, 便可改变振荡频率。
据以上所述, 可画出图3D-1 所示电路中 A、 B 、C 三点的波形, 如图 3D-2 所示, 其中波形C是加在蜂鸣片两端的波形, 因此它发出的声响为间歇式。
除以上所述外, 关于图 3D-1 电路尚有以下两点需要说明:
1. 压电陶瓷蜂鸣片所能发出的音量较小, 若需要获得较大音量, 则需采用扬声器作为电声元件, 并加一级三极管放大器。
2. 用CMOS 或非门代替图中的与非门, 这个电路仍可起单频率音响报警作用,只是蜂鸣片发出声响的条件发生了变化, 即控制端为低电平时, 低频振荡器和音频振荡器都振荡,使蜂鸣片发出声响,若A 点为高电平, 则 B 点和 C 点均为高电平不变, 峰鸣片不发出声音。
3D .2 两种频率交替的音响电路
前面介绍的电路比较简单,成本低, 但它只能发出“滴一滴”的声响,声音比较单词。如果期望发出“滴-嘟、滴-嘟”两种音调交替的声响, 则可采用图 3D-3 所示电路。这个电路中有三个振荡器, 即反相器 1 和 2 组成频率约 1KHz 的音频振荡器, 反相器 3 和4 组成
频率约 2KHz 的音频振荡器, 反相器 5 和 6 组成频率约 1Hz 的低频振荡器。在 RS R 的条件下, 图中 C 点波形的频率与电阻、电容的近似函数关系是
(3D-1)
若 RS = R ,则
(3D-2)
若 RS R,则
(3D-3)
由于音响报警电路对振荡频率要求不严格, 因此一般可以不比较 Rs 与 R 的大小, 一律按下式粗略估算:
(3D-4)
显然, 图中 a 点和 d 点波形的频率与电阻、电容的函数关系, 跟 c 点波形的频率与电阻、电容的函数关系类似。
这个电路的工作原理是简单的,只要画出图中 a、 b、 e、f 和 g点的波形( 如图 3D-4 所示),便可知g点的波形是两种频率交替的方波。当控制端 A 为低电平时, 喇叭发出两种音调交替的声响。若 A 端为高电平, 则喇叭不发出声音。
两种频率交替的音响电路也可以用555 集成定时器组成, 这种电路如图 3D-5 所示。图中的 5551组成低频振荡器 p 频率约为 1HZ,5552 组成音频振荡器。由于前者的输出(管脚 3〉经过电阻接到后者的控制输入端(管脚5), 因此, 当前者的输出为高、低两种不同电平时, 后者可输出两种不同频率的方波。而且 565 定时器的输出电流最大可达 200mA,所以可直接驱动喇叭。当然
,只有当控制端 A 为高电平或悬空时, 喇叭才能发出“滴一嘟、滴一嘟”的声响。若 A 端为低电平,定时器 5552 处于复位状态, 喇叭不会发出声音。
此外,若 5551 和 5552 合用一块集成双定时器 556, 则可缩小体积、降低成本。
3D .3 调频式音响电路
图3D- 6 是一种调频式音响电路, 它由前后两级组成, 前级是一个低频振荡器, 后级是一个音频振荡器。前级中,电容C1充电的时间常数为

C1放电的时间常数为

据图中参数可知,C1充、放电的时间常数之比是

可见C1 充电比放电慢得多, 即 C1 两端电压的波形如图 3D-7 中波形所示, 这个信号送给三极管( 它的β值应足够大〉的基极, 再从发射极输出给后级 5552 的管脚 5 。因此, 在图中控制端 A 为高电平或悬空的条件下,5552 的振荡频率随时间变化的规律大致如图 3D-7 中的波形所示, 所以喇叭可发出类似" 纠一乌、纠一乌" 的声响。实际应用时可根据需要, 适当调整 R1 和 R2 的阻值
用于报警的音响电路种类较多, 读者可参阅有关参考文献。'
2、触摸按钮和触摸开关
我们知道,CMOS 器件的输入电阻高达 109Ω以上