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声控音乐“圣诞老人”

声控音乐“圣诞老人”

点击数:7830 次   录入时间:03-04 11:42:34   整理:http://www.55dianzi.com   娱乐电路
圣诞节来临之际,各种绒布做成的形态各异、美观漂亮的“圣诞老人”大量上市,赢得了不少同学们的青睐!如今,在中国大、中城市的许多年轻人和孩子心目中,“圣诞老人”做为吉祥如意的象征,已不仅是过圣诞节时不可缺少的快乐老精灵,而且也是欢庆新年时少不了的吉祥物。

  如果自己动手给这种普通绒布做成的“圣诞老人”加装上下面介绍的声控音乐闪光电路,则会使你所拥有的“圣诞老人”与众不同,有声有色,更加生动、有趣:每当有人在“圣诞老人”周围1m以内的地方拍一下手掌时,“圣诞老人”便会演奏出一遍《圣诞歌》乐曲,同时,“圣诞老人”的双眼还会随着乐曲节奏闪闪发光,十分逗人欢心!

  一、工作原理

  声控音乐“圣诞老人”的电路如图1所示。压电陶瓷片B1和晶体三极管VT1等组成声控正脉冲触发电路,音乐集成电路A和晶体三极管VT2、扬声器B2等组成音响发生电路,发光二极管VD1、VD2组成随声同步闪光电路。

  平时,由于VT1的偏流电阻器R取值较大,所以VT1处于不完全导通状态,其发射极输出<1/2VDD=1.5V的低电平,与之相连的A的触发端TG亦处于低电平,A内部电路不工作,VT2截止,扬声器B2无声。当在有效作用距离(≤1m)范围内拍一下手掌时,压电陶瓷片B1接收到猝发的声波,并转换成相应电信号。该电信号的正半周经VT1放大后,使其发射极输出正脉冲电信号,直接触发A从OUT端输出一遍内储的《圣诞歌》乐曲电信号,经VT2功率放大后,推动B2发出响亮的节日庆贺曲来;与此同时,并联在B2两端的发光二极管VD1、VD2也会随声发出同步闪烁光。

  电路中,A的TG与VSS端间存在的固有输入电阻,直接作为VT1的发射极负载电阻。B1直接跨接在VT1的基极与发射极之间,而不按常规接在VT1的基极与电源负极之间,其目的是可以显著提高声控灵敏度。R作为VT1的偏流电阻器,其阻值大小直接影响声控灵敏度。只有当R取值合适时,VT1的发射极在静态时才会输出略低于1/2VDD=1.5V的电压,电路才会具有比较高的声控触发灵敏度。如果R取值过大,则向VT1提供的偏流几乎为零,VT1静态时趋于截止,就会起不到有效提高声控灵敏度的作用;反之,如果R取值太小,则VT1静态时趋于饱和,A会因TG端始终处于高电平(≥1/2VDD)而持续工作,电路便发声、发光不止。

  二、元器件选择

  A选用KD-9302型(内储《圣诞歌》曲)音乐集成电路,也可用同一系列产品中的KD-9304型(内储《快乐世界》等“圣诞三曲”)音乐集成电路,它们均采用软包封装形式制做在尺寸为23mm×14mm的小印制电路板上(参见图2所示),并给有外围元件焊接脚孔,使用很方便。该音乐集成电路的主要参数:工作电压范围1.3~5V,典型值为3V;触发电压(正脉冲或高电平有效)≥1/2VDD,触发电流≤40μA;音频输出电流最大可达5mA,静态总电流<0.5μA;工作温度范围-10℃~60℃。

  音乐集成电路A也可用外形基本上与KD-9302一致(须外接一只68kΩ、1/8W的碳膜电阻器,主要用于调节乐曲演奏速度)的CW9300系列音乐集成电路,如:CW9303(内储《圣诞钟声》曲)、CW9307(内储《圣诞钟声》+《红鼻鹿》+《欢乐世界》曲)、CW9317(内储《圣诞钟声》+《圣诞老人进城》+《圣诞快乐》曲)、CW9320(内储《圣诞树》曲)型等。

  晶体管VT1选用9014或3DG8型硅NPN小功率三极管,要求电流放大系数β>150;VT2选用9013或3DG12、3DK4、3DX201型硅NPN中功率三极管,要求电流放大系数β>100。VD1、VD2宜用φ3mm红色高亮度发光二极管。

  R用RTX-1/8W型碳膜电阻器。B1用φ27mm的压电陶瓷片,如FT-27、HTD27A-l型等,要求配带简易塑料共振腔盖;B2用φ27mm×9mm或φ29mm×9mm、8Ω、0.25W超薄微型动圈式扬声器,以减小体积、方便安装。G用两节5号干电池串联(须配带塑料电池架)而成,电压3V。

  三、制作与使用

  整个电路按照图2所示,以A芯片为基板进行焊接,无须另外再设计制作电路板。焊接时注意:电烙铁外壳必须良好接地,否则交流感应电压会击穿音乐集成电路A内部的CMOS电路,从而造成A芯片永久性损坏!

  除压电陶瓷片B1和发光二极管VD1、VD2外,其余元器件应焊装在一个体积合适的塑料小盒内。注意:盒面板事先要为扬声器B2开出释音孔。压电陶瓷片B1和发光二极管VD1、VD2,均分别通过适当长度的双股软细电线引出盒外。由于A存在着固有的输出信号结束延时触发特性,故不必担心B2发出的声音会由B1接收后造成电路自我触发而发声不止。

  焊接好的电路,只要元器件质量有保证,焊接无误,一般不需任何调试便可投入使用。如果发生接通电源后乐曲演奏不止的现象,可通过适当加大R阻值或改用β值小一些的晶体三极管VT1来加以排除;反之,如果嫌声控触发灵敏度不够,可通过适当减小R阻值或改用β值大一些的VT1来加以提高。如果电路产生自激振荡,可通过在音乐集成电路A的电源端跨接一只22~47μF的电解电容器(正极接VDD、负极接VSS)来加以排除。

  调试完毕,参照图3所示,将声控音乐闪光电路装入一个大小合适、造型漂亮的市售普通绒布“圣诞老人”体内。具体方法:在“圣诞老人”身体背部的适当位置处用刀划开长约10cm 的直口子,并用针线缝上一根拉链,以便于置入电路盒和以后更换干电池。VD1、VD2分别嵌入“圣诞老人”的双眼内,方法是:首先,取下塑料眼珠,在眼珠背面向前钻φ3mm的小孔(注意不要钻穿);然后,将发光二极管插入小孔内,并用快干胶或热熔胶加以固定,接下来再将眼珠装回原来的位置。将“圣诞老人”体内填充物去掉少许,以让出空间安放电路盒。压电陶瓷片B1可安置在“圣诞老人”的嘴部,并事先在嘴部开出受音小孔;电路盒面板上的释音孔应紧贴“圣诞老人”的绒布肚皮,以便对外良好放音。

  由于整个电路平时静态耗电很小,实测静态总电流≤10μA,故电路未设置电源开关。但长时间不用声控音乐“圣诞老人”时,应将干电池从电路盒内的电池架上取下来,以免电能消耗尽后,电池流液腐蚀坏电路。


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