集成电路多音调振荡器

🏠 首页 《无线电》杂志 1979年 🔗 第12期 🔗 第5页 分类:“现代家庭电子制作”电视讲座辅导材料 🔗 王德沅 🔗

这里介绍一个用集成电路与非门电路构成的多音调振荡器,可以发出连续、断续、单音和双音等四种不同音频信号,适用于需要多种报警或音响指示的场合。这个振荡器对所用集成电路的要求不高,可用残次品,因此成本很低。若采用一块4门和一块双门与非门电路,则全机只要用两块集成电路和几个电阻电容,体积可以做得很小。

振荡器的电路图见图1,主要由三个振荡单元组成。三个振荡单元用的都是如图2所示的电容反馈对称型振荡电路,工作原理简介如下:现设与非门YF\(_{1}\)的输出VSC1产生一个正跳变,这个正跳变经C\(_{1}\)耦合到YF2的输入端,使V\(_{SC2}\)由高变低,这个跳变又经C2耦合到YF\(_{1}\)的输入端,使VSC1暂保持在高电平,这就形成第一个稳态。以后,随着C\(_{1}\)(C2)的充(放)电,V\(_{Sr1}\)按指数规律渐升,VSr2则按指数规律渐降。当V\(_{Sr2}\)降到YF2的关门电平时,YF\(_{2}\)关闭,VSC2由低变高,再通过C\(_{1}\)、C2的耦合,使V\(_{SC1}\)由高变低,VSC2暂保持高电平,电路就转变为另一稳态。由于C\(_{1}\)、C2的存在,这个稳态当然也不能一直保持。这样,电路就不停地翻转,形成振荡。这种电路产生稳定振荡的关键在于电阻R\(_{1}\)、R2的选择,太大或太小都会使电路停振。对一般TTL电路,应选500Ω~3KΩ范围内的电阻;HTL电路用5KΩ~33KΩ的电阻。有些HTL电路有时不易起振,可用33KΩ的可变电位器代替R\(_{1}\)或R2,调节到可靠起振为止。电路的振荡频率一般可用下式来估算:对于TTL电路,f\(_{Z}\)≈\(\frac{1}{2.5RC}\);对于HTL电路,fZ≈1;2RC。式中R=R\(_{1}\)=R2,C=C\(_{1}\)=C2。

图1
图1 🔍原图 (891×435)
图2
图2 🔍原图 (520×461)

图1电路中,由YF\(_{5}\)、YF6组成的振荡器,其振荡周期约1.2~1.5秒左右。它产生的振荡脉冲,分别从YF\(_{5}\)和YF6的输出端加到由YF\(_{1}\)、YF2和YF\(_{3}\)、YF4组成的两个不同频率的振荡单元中。控制YF\(_{2}\)和YF3按每0.6~0.75秒一次的规律交替开关门,使两个振荡单元交替工作,产生一个频率交替变化的振荡信号,由扬声器发出交替变化的双音信号。

如果我们在图1电路的A端加上零电平,则YF\(_{1}\)被封住,YF1、YF\(_{2}\)组成的振荡单元停振,扬声器发出单音间断信号。若在C端加上零电平,YF4就被封住,YF\(_{3}\)、YF4组成的振荡单元停振,扬声器发出另一种单音间断信号。若在B端加上零电平,则YF\(_{5}\)、YF6组成的振荡单元停振,扬声器发出两种频率混合的连续信号。由此可见,这个电路可以很方便灵活地用逻辑电平来控制输出信号的特征,从而满足各种不同的需要。

电路的调试很简单,一般在装接无误情况下,通上电源就会起振。有时因使用的门电路较差或较特殊时,可能不起振,这时只要适当变动R\(_{1}\)、R2、R\(_{3}\)、R4、R\(_{5}\)或R6的数值就能起振。另外,扬声器最好用阻抗为32Ω以上的,否则发出的声音较轻。如嫌输出声音功率不够,可断开图1中标N的“X”处。接上一级或二级晶体管放大器。如图3所示,即是用一级射极跟随放大器的例子,这里可使用8Ω的低阻抗扬声器。

图3
图3 🔍原图 (386×271)

如果不需要获得两种音调交替出现的振荡声,可以把图1中标M的“X”处断开,这样仍可得到四种不同音频信号。只是发间断交替音时,是以YF\(_{1}\)、YF2组成的振荡单元发出的音调为背景的间断声,象“嘀呜—嘀呜”声,这时扬声器中发出声音的功率几乎要比原来大一倍左右。

另外,电源电压对振荡频率有较大影响,如果要求振荡频率较稳定,应使用稳压电源。(王德沅)