随着电子技术的普及,采用声和光两种显示的电子节拍器广泛地应用在乐器训练中。电子节拍器具有显示清晰、调节范围宽、调节简单、成本低、易于制作等特点。我们作的这个电子节拍器,节拍范围每分钟能在20次到240次连续可调,并且声和光同步显示。
电路原理
整机电路见图1。该机由多谐振荡器、脉冲功率放大、电压稳压线路三部分电路组成的。

BG\(_{1}\)、BG2、R\(_{1}\)~R4、C\(_{1}\)、C2、W组成自激多谐振荡器,输出矩形脉冲信号。从电路不难看出,BG\(_{1}\)若处于饱和状态,BG2则处于截止状态,这时电源通过R\(_{4}\)、C2、BG\(_{1}\)给C2充电,C\(_{1}\)则通过W、R2、BG\(_{1}\)放电;反之,当BG2导通时,BG\(_{1}\)截止,电源通过R1、C\(_{1}\)、BG2给C\(_{1}\)充电,而C2又通过R\(_{3}\)、BG2放电,由于C\(_{1}\)、C2的轮流充、放电,使BG\(_{2}\)、BG1轮流导通与截止,就可输出矩形脉冲信号,再通过D\(_{2}\)、D3加到功率放大器BG\(_{4}\)、BG5上,经放大后,分别带动节拍指示灯和扬声器。
在电路设计上,考虑到节拍器的覆盖范围大约在20~240次,每分钟最多打拍子240次,每一拍需0.25秒,经实验认为取矩形脉冲的脉宽为0.15秒、矩形脉冲间的间隔时间为0.1~3秒连续可调较为合适。这样使指示灯的亮度、喇叭放声质量都比较理想。根据电容充、放电的时间常数公式τ≈0.7RC,若取C\(_{1}\)=C2=10微法,脉宽取0.15秒,则计算出R\(_{2}\)=21千欧,取R2=20千欧。脉冲间隔取0.1~3秒连续可调,取R\(_{3}\)=13千欧,W用470千欧电位器调节间隔时间,使节拍在20~240次范围内可调。
由于灯泡在没有接通时内阻很小,在接通瞬间相当于负载短路,容易损坏功放管,为此串入一只小电阻R\(_{8}\),当灯亮后因灯丝电阻很大,R8的影响可忽略不计。R\(_{9}\)接在灯泡电路里,因平时通过R9供给灯丝一定电流,虽然灯不亮但阻值却比冷态时大,可以达到保护功放管的目的。同样R\(_{1}\)0也是用于保护功放管的。
为避免因电源电压变化使BG\(_{1}\)、BG2的工作状态不稳定,本机加了由BG\(_{3}\)、DW组成的稳压线路。当电源电压增大时,由于DW上电压是不变的,所以BG3管上电压U\(_{be3}\)增加,于是Ib3减小,I\(_{c3}\)减少,Uce3增加,从而保证加在BG\(_{1}\)、BG2上的直流电压稳定。C\(_{3}\)、C4为滤波电容。R\(_{5}\)为稳压管的限流电阻。
元件选择
晶体管BG\(_{1}\)、BG2可用3DK、3DG型或其它管子。BG\(_{1}\)要求β≥200,BG2的β值100~200均可。BG\(_{3}\)的β值要求50左右,BG4的β值要求为100左右,这两个管子可选用3AX型。BG\(_{5}\)的β值要求100,可用3AX25。若管子的β值较低,BG4、BG\(_{5}\)可用两个复合管代替,但组成复合管的Iceo要小些。D\(_{2}\)、D3可用2CP型二极管。灯泡为6.3伏0.1安微型指示灯。扬声器阻抗为8欧、口径为65毫米。其它阻容元件无特殊要求。
制作与调整
整机印刷线路见图2。备有外接电源插孔,要求接入9伏、300毫安的电源。机内用6节5号电池。

装配前先检查元器件,焊接完毕检查无误可以通电。通电后,先测量稳压电源输出是否正常,然后将W放在拍数最小处,用万用表10伏档测量BG\(_{2}\)的集电极对地的电压,如表针不动,说明电路未起振,应调整R2;如表针动,说明电路已起振,接着把W旋到拍数最高处,调整R\(_{3}\)使节拍为240次,调整R2使灯的亮度和喇叭放音质量都满意为止。如有条件可把节拍器进行老化处理。最后用钟表校准并刻上节拍次数刻度就可以使用了。(陈彤)