如何使用IC4093構(gòu)建簡(jiǎn)單的板球啁啾聲音發(fā)生器電路

這篇文章解釋了如何使用單個(gè)IC 4093和其他一些無(wú)源元件構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的板球啁啾聲音發(fā)生器電路。

電子蟋蟀聲音發(fā)生器是一種產(chǎn)生與真實(shí)蟋蟀昆蟲完全相同的聲音的設(shè)備。這是使用一組配置為模擬蟋蟀鳴叫聲的振蕩器完成的。

應(yīng)用

假設(shè)你剛從朋友家度過(guò)的一個(gè)晚上回來(lái)。但是在你離開朋友家之前，你在房子的某個(gè)地方藏了一個(gè)討厭的小電路，模擬蟋蟀的噪音。

這個(gè)小蟲子開始啁啾，啁啾，啾啾，一旦家庭燈關(guān)閉（比如睡前）。

我們的蟋蟀蟲也不知道什么時(shí)候停止。

即使您的朋友踩踏地板或在聲音發(fā)生的位置扔鞋子，鳴叫仍在繼續(xù)。當(dāng)你的朋友受夠了，他或她會(huì)起床去尋找小惡魔。但是一旦打開燈，就會(huì)完全安靜下來(lái)。..。..完全沒(méi)有聲音。

基本工作理念

基本上，電子板球是一種光敏設(shè)備，可在弱光條件或完全黑暗的情況下打開，但在全室光線照射下立即關(guān)閉。

除了電路被用于無(wú)傷大雅的惡作劇的可能性之外，該設(shè)計(jì)還具有教育意義，因?yàn)樗故玖巳绾问褂脝蝹€(gè)4093 IC來(lái)創(chuàng)建三個(gè)電子振蕩器（其中兩個(gè)有助于發(fā)出線性調(diào)頻聲音，第三個(gè)像計(jì)時(shí)器一樣工作，以提供線性調(diào)頻之間的輕微延遲）。

電路說(shuō)明

電子板球電路的示意圖如下所示。值得注意的是，該電路本質(zhì)上是一個(gè)4093 CMOS四通道雙輸入NAND施密特觸發(fā)器（IC1），排列為3個(gè)順序連接的振蕩器，每個(gè)振蕩器影響前一個(gè)振蕩器的功能。

調(diào)制（或混頻）電路與第四施密特觸發(fā)器一起使用。電子蟋蟀的重復(fù)率由第一個(gè)振蕩器（基于IC1a）控制。

C4、R1 和 R7 的組合定義了振蕩器的頻率。產(chǎn)生顫振聲音的速度由電位計(jì)R7（重復(fù)）控制。

在此實(shí)現(xiàn)中，硫化鎘光電管（R10），通常稱為光相關(guān)電阻或LDR，與電位計(jì)R9和電容器C4串聯(lián)，在電阻R10和電容器C4的幫助下在結(jié)處產(chǎn)生電壓。這適用于IC1a的輸入。

導(dǎo)致觸發(fā)發(fā)生的光強(qiáng)度由電位計(jì)R9（靈敏度）決定。

當(dāng)照射到R10 LDR表面的光線降低到所需水平時(shí)，第一個(gè)振蕩器與R10一起觸發(fā)電路。LDR R10 可檢測(cè)環(huán)境照明，在絕對(duì)黑暗中具有許多兆歐姆的電阻，在全光下的最大電阻約為 200 歐姆。

隨著R10測(cè)量的光強(qiáng)度降低，R8上的電阻開始下降。這會(huì)導(dǎo)致提供給IC1a輸入端的電壓增加。因此，IC1a的輸出被迫為低電平。

由于LDR R10的影響，只要電源關(guān)閉或處于降低電平，IC1a的輸出就會(huì)保持低電平，直到IC1a的輸入通過(guò)其他外部電源被拖高。

IC1a的低輸出被分成幾個(gè)通道。IC1a輸出通過(guò)一個(gè)通道反饋到其輸入，導(dǎo)致其輸出翻轉(zhuǎn)高電平。

該高電平被發(fā)送回IC1a的輸入（導(dǎo)致C4充電），使其輸出再次變低。該低電平被反饋到IC1a的輸入端，使其輸出再次變?yōu)楦唠娖健＿@一系列事件無(wú)限期地持續(xù)，只要LDR R10表面上沒(méi)有光線可用。

在此期間，IC1a的輸出沿著第二通道向下，并饋送到門控電路的輸入之一（圍繞IC1c配置）。

圍繞IC1b配置的第二個(gè)振蕩器輸出將另一個(gè)輸入饋送到IC1c。

第二個(gè)振蕩器的工作方式也與第一個(gè)振蕩器相同，只是其輸出以不同的頻率切換，該頻率由C3，R2和R8（470K電位器，用作電路的調(diào)制控制）的值調(diào)節(jié)。

在IC1c中，兩個(gè)振蕩器的輸出合并以產(chǎn)生第三個(gè)信號(hào)頻率，該頻率應(yīng)用于IC1d的橋接輸入。

該網(wǎng)絡(luò)的工作方式類似于第三個(gè)振蕩器。電子蟋蟀鳴叫聲產(chǎn)生的頻率由第三個(gè)振蕩器決定。第三個(gè)振蕩器輸出施加于晶體管Q1基極。這里的Q1就像一個(gè)開關(guān)，以組件R3、R6和C2設(shè)定的速率打開和關(guān)閉。

通過(guò)切換Q1產(chǎn)生的信號(hào)觸發(fā)蜂鳴器ON以產(chǎn)生所需的啁啾聲。R6（TONE）電位計(jì)可用于改變輸出聲音的幅度。

一旦燈打開，光輻射就會(huì)照射到LDR R10上，導(dǎo)致其電阻下降，使電路失效，直到該區(qū)域再次變暗。

聲音控制

擬議的電子板球聲音發(fā)生器電路具有4種不同的聲音輸出控制設(shè)施。

R6 = 控制聲音輸出的音質(zhì)

R7 = 控制啁啾聲的重復(fù)率。

R8 = 控制聲音的調(diào)制電平。

R9 = 控制LDR的靈敏度，并確定在什么黑暗水平下可以觸發(fā)電路