聲光集成電路的使用十個(gè)案例說(shuō)明

在五光十色、琳瑯滿目的玩具世界里，新近涌現(xiàn)出許多形態(tài)逼真、聲情并茂的有聲電子玩具，諸如能動(dòng)會(huì)叫的聲控電子鳥(niǎo)、光控電子青蛙、太空夢(mèng)幻回響宇宙飛船、電子警車、電子救護(hù)車、“大哥大”電話機(jī)、玩具電子鋼琴、玩具聲光槍等等。有聲電子玩具面世后，深得廣大家長(zhǎng)和小朋友的喜愛(ài)。模擬聲集成電路是有聲電子玩具的核心器件，它能發(fā)出各種模擬聲響，如鑼鼓、鋼琴、手風(fēng)琴、曼陀鈴等樂(lè)器聲，蟋蟀、青蛙、小鳥(niǎo)的叫聲，流水、刮風(fēng)、下雨聲，車船、飛機(jī)、汽笛、槍炮聲以及各種爆炸聲等自然界的聲響效果。模擬聲集成電路具有較高的性能價(jià)格比，因而被大量廣泛地應(yīng)用于電子玩具、儀器儀表、保安警示等眾多領(lǐng)域。本文介紹模擬聲集成電路的應(yīng)用實(shí)例。

1.快樂(lè)的大自然圖1是8聲模擬聲集成電路典型應(yīng)用原理圖。IC有8個(gè)觸發(fā)端TG1～TG8，分別接8個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)SB1～SB8，可以發(fā)出蟋蟀、蟈蟈、布谷鳥(niǎo)、青蛙、牛、馬蹄聲等8種不同的聲音。IC可用于制作生產(chǎn)有聲鑰匙圈、動(dòng)物玩具琴等小電子產(chǎn)品。這里介紹一種利用2片（或多片）模擬聲集成電路組裝的趣味音效發(fā)生器，具體電路如圖2所示。它由方波發(fā)生器、掃描電壓發(fā)生器、音效發(fā)生器和功率放大電路等部分組成。一方面，掃描電壓發(fā)生器在方波發(fā)生器的作用下有規(guī)律地改變模擬聲集成電路IC1、IC2的電源電壓，使其輸出的模擬聲信號(hào)受到控制，另一方面，IC1的輸出端控制IC2的振蕩器輸入端（或者IC1與IC2相互控制）。圖2所示電路可產(chǎn)生近百種聲響效果，諸如蟋蟀低鳴、青蛙鼓噪、金蟬競(jìng)唱等。

2.八音電子小手槍圖3是八音電子小手槍的電路原理圖。IC是單鍵8聲模擬聲集成電路，它在一個(gè)觸發(fā)開(kāi)關(guān)的控制下，就能發(fā)出來(lái)福槍聲、激光槍聲、炸彈聲1、炸彈聲2、機(jī)關(guān)槍聲1、機(jī)關(guān)槍聲2、火炮聲和以上7種聲音混響聲等8種模擬聲，每按一下觸發(fā)開(kāi)關(guān)SB，就順序發(fā)出一種聲響。圖3中的SB是手槍扳機(jī)開(kāi)關(guān)（自動(dòng)復(fù)位），每扣一次扳機(jī)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)SB閉合一次，揚(yáng)聲器就發(fā)出一種聲響，繼續(xù)扣動(dòng)扳機(jī)，揚(yáng)聲器依次產(chǎn)生上述8種模擬聲響。IC還可驅(qū)動(dòng)3～5只發(fā)光二極管工作，產(chǎn)生光學(xué)效果。該電子手槍聲音逼真，造型精致美觀，令小朋友愛(ài)不釋手。

③

3.錢(qián)包防盜報(bào)警卡圖4和圖5中的IC是可發(fā)出“嗚嗚……”警報(bào)模擬聲的集成電路。圖4所示電路的觸發(fā)開(kāi)關(guān)SB，采用2條長(zhǎng)20mm、寬5mm的薄磷銅片，將其彎成弧形狀，做成觸控開(kāi)關(guān)。整個(gè)電路封裝在名片大小的塑料夾內(nèi)，平常開(kāi)關(guān)SB由于2條銅片自然張力的作用而分離（相當(dāng)于SB斷開(kāi)），當(dāng)開(kāi)關(guān)被擠壓或觸碰時(shí)，2條銅片相接觸，使IC工作，發(fā)出報(bào)警聲。圖5采用光控觸發(fā)電路，由光敏電阻CDS取代SB。當(dāng)光敏電阻CDS遇到微弱光照時(shí)，IC就被觸發(fā)工作。圖5所示電路也裝入塑料夾內(nèi)，并在對(duì)準(zhǔn)光敏電阻處開(kāi)一個(gè)直徑5mm的小透光孔。上述兩種專門(mén)用于錢(qián)包的防盜報(bào)警卡，經(jīng)實(shí)踐證明，確能發(fā)揮作用。

④

⑤

4.袖珍式收音/音樂(lè)兩用機(jī)袖珍式收音/音樂(lè)兩用機(jī)，體積小巧，隨身攜帶方便，適合于人們戶外活動(dòng)時(shí)使用。圖6是該機(jī)的電路原理圖。收音機(jī)部分，采用HY414型或TA7642型直放式單片收音機(jī)專用集成電路，靈敏度高，耗電小，電路非常簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試容易。音樂(lè)部分采用1片模擬產(chǎn)生3種迪斯科音樂(lè)的模擬聲集成電路。工作時(shí)將S打向“音樂(lè)”擋，通過(guò)選擇SB1～SB3，IC可輸出不同的迪斯科音樂(lè)聲，同時(shí)IC還能驅(qū)動(dòng)小電珠DZ1、DZ2隨音樂(lè)節(jié)奏同步閃爍。

⑥

5.自動(dòng)電子警戒線在軍事防區(qū)、倉(cāng)庫(kù)重地、危險(xiǎn)領(lǐng)域等禁止外人通行的場(chǎng)所，設(shè)置一道電子警戒線是十分必要的。圖7是自動(dòng)電子警戒線的電路圖。它實(shí)際上是簡(jiǎn)易光控報(bào)警電路，IC工作時(shí)，可分別控制2路輸出信號(hào)：1路信號(hào)由VT1、VT2構(gòu)成的復(fù)合放大電路將警報(bào)聲放大，驅(qū)動(dòng)號(hào)筒式揚(yáng)聲器發(fā)聲。另1路信號(hào)由VT3觸發(fā)雙向可控硅（或繼電器）導(dǎo)通，點(diǎn)亮射燈D，顯示出“禁止通行”的字樣。

⑦

6.聲控電子鳥(niǎo)陽(yáng)臺(tái)上一只活蹦歡跳的小鳥(niǎo)，吱吱喳喳唱個(gè)不停。當(dāng)走近一看，噢！原來(lái)是一只毛絨玩具鳥(niǎo)。真奇怪，這只玩具小鳥(niǎo)怎么又會(huì)動(dòng)又會(huì)叫呢？答案就在圖8所示的電路中。IC是模擬鳥(niǎo)叫聲集成電路。三極管VT1，壓電陶瓷蜂鳴器B1，電阻R1、R2和R3，電容C1和C2等組成聲控電子開(kāi)關(guān)。平時(shí)無(wú)聲響時(shí)，B1處于高阻狀態(tài)，當(dāng)擊掌、吹口哨或周圍聲響達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，壓電陶瓷片因振動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，經(jīng)R1觸發(fā)VT1導(dǎo)通，由VT1發(fā)射極輸出一正觸發(fā)脈沖，觸發(fā)IC的TG端，IC被觸發(fā)工作。OUT1端輸出鳥(niǎo)叫聲音頻信號(hào)，經(jīng)VT2放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器B2發(fā)聲；OUT2端輸出脈沖信號(hào)，經(jīng)VT3、VT4二級(jí)放大，驅(qū)動(dòng)1.5V直流小電機(jī)DJ旋轉(zhuǎn)，再由機(jī)械傳動(dòng)裝置讓模型鳥(niǎo)產(chǎn)生相應(yīng)動(dòng)作。

⑧

7．聲控鑰匙牌聲控鑰匙牌是一種實(shí)用而有趣的新型電子鑰匙圈。當(dāng)您忘了鑰匙（扣在聲控鑰匙牌上）放在什么地方時(shí)，可拍一下巴掌或吹幾聲口哨，鑰匙牌就立即發(fā)出清脆的“嘀、嘀、嘀”聲，仿佛在告訴主人“我在這兒，我在這兒”，十分有趣。圖9是聲控鑰匙牌的電路圖。聲控鑰匙所用模擬聲集成電路有一個(gè)與上述模擬聲集成電路顯著不同的特點(diǎn)，就是它的受話器和發(fā)聲器是同一個(gè)壓電陶瓷蜂鳴器，IC的外圍電路只有1只壓電蜂鳴器B和1只振蕩電阻R（振蕩電阻亦可做進(jìn)集成電路內(nèi)）。整個(gè)聲控鑰匙牌電路極其簡(jiǎn)單，體積十分小巧。

⑨

8.“實(shí)彈”打靶游戲機(jī)該游戲機(jī)最顯著的特點(diǎn)是采用“實(shí)彈”射擊，具有實(shí)戰(zhàn)感和刺激性，這是傳統(tǒng)的電子打靶游戲機(jī)所無(wú)法相比的。圖10是光電子彈的電原理圖。IC是模擬機(jī)槍聲的模擬聲集成電路。S是電源開(kāi)關(guān)，它受模型機(jī)關(guān)槍扳機(jī)的控制，觸發(fā)端TG與正電源端VCC之間接電容C。當(dāng)S閉合后，小電珠DZ發(fā)亮，同時(shí)電源電壓VCC因C的突變而立即加到TG端，IC被觸發(fā)工作，發(fā)出一串“嗒、嗒、嗒”的機(jī)槍聲。由于C的電容量小，瞬間就被充滿電荷，相當(dāng)于觸發(fā)電路斷開(kāi)，所以即使S接通，IC亦不工作。如需再次射擊，必須將打過(guò)的“子彈殼”退下，再裝上一顆新“子彈”。制作時(shí)，將圖10所示電路做成一顆子彈形狀，子彈的金屬外殼為IC電源正極，子彈的底部分別引出電源負(fù)極和揚(yáng)聲器的一端。圖11是光電靶的電路圖。IC是語(yǔ)音集成電路。當(dāng)光敏二極管D受到光電機(jī)槍射擊時(shí)，VT1瞬間導(dǎo)通，IC受負(fù)脈沖信號(hào)觸發(fā)，通過(guò)揚(yáng)聲器B發(fā)出“命中了”的聲音。

（10）

（11）

9.超響度貴重物品報(bào)警器圖12是應(yīng)用于貴重物品被盜報(bào)警器的電路原理圖。該電路簡(jiǎn)單、制作容易、實(shí)用性強(qiáng)，廠商若能開(kāi)發(fā)成小產(chǎn)品，與貴重物品如珠寶首飾等配套供應(yīng)，說(shuō)不定還能開(kāi)拓一條招徠顧客的新途徑。圖12中的S為一開(kāi)關(guān)，平時(shí)受壓力作用，S處于斷開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)被保護(hù)物品被人移動(dòng)時(shí)，S閉合，IC立即工作。該電路音頻輸出端OUT接變壓器T（可采用小型晶體管收音機(jī)輸出變壓器，將次級(jí)原接8Ω揚(yáng)聲器端接IC的OUT端與VCC端，初級(jí)則接帶助音腔的壓電蜂鳴器B），從而使蜂鳴器B發(fā)出洪亮急促的警報(bào)聲。

（12）

10.配樂(lè)動(dòng)感風(fēng)景燈光掛畫(huà)該制作采用流水聲加鳥(niǎo)鳴聲模擬集成電路，可制作生產(chǎn)配樂(lè)動(dòng)感風(fēng)景燈光掛畫(huà)。這種美化家居、回歸自然的現(xiàn)代裝飾畫(huà)，一經(jīng)問(wèn)世就大受消費(fèi)者的歡迎。圖13是配樂(lè)動(dòng)感風(fēng)景燈光掛畫(huà)電原理圖。接上220V交流電源，經(jīng)電容C降壓，D1、D2半波整流穩(wěn)壓，電容C2輸出3V直流電壓，IC開(kāi)始工作。由于觸發(fā)端TG常接VCC端，所以揚(yáng)聲器B一直有節(jié)奏地發(fā)出潺潺流水聲和小鳥(niǎo)清脆悠揚(yáng)的鳴唱聲。與此同時(shí)，220V交流小電機(jī)DJ旋轉(zhuǎn)工作，帶動(dòng)齒輪裝置使云彩和流水的背景畫(huà)面產(chǎn)生移動(dòng)效果。這種呈現(xiàn)一幅亦真亦幻微縮自然景觀的聲光動(dòng)感畫(huà)，對(duì)于現(xiàn)代都市家居來(lái)講，無(wú)疑增添了一道亮麗的風(fēng)景線。