实验六——声控报警器

1．通过实验学习声音信号与电信号相互转换的基本知识。2．了解闪灯声控报警电路原理。3.练习写实验笔记。

见下表所示。

1．电声转换实验：将万用表拨到R×1档，用两支表笔分别接触扬声器（俗称喇叭）的两只焊片，如图1。我们会发现，在表笔与焊片接触或断开的瞬间，喇叭会发出“咯、咯”的声音。这个声音只是在表笔与焊片触及和分开时才有，如果两者固定接触不动，就不再有声了。此实验也可以用电池来做，电路连接如图2。电路中串联电阻R的目的是限制通过扬声器的电流不过大，以免损坏扬声器。

这个简单的实验是利用扬声器这种“换能器件”把电能转换成声音，常被用来检测扬声器的好坏。

2．声电转换实验：和上面的情况相反，通过另外的换能器体也可以把声音信号转换成电能。大家熟悉的传声器（话筒）就是这样一种器件。我们可以用扬声器来代替话筒进行某些实验。

图3是一个声控电路，由话筒（用扬声器代替）、放大器和指示发光管等组成。该电路由接收到的声音的强弱来控制指示发光二极管的亮灭。用普通收音机的输出变压器B接在电路的输入端，起阻抗变换的作用，④⑤两端是原次级线圈，与扬声器相连；①③两端是原初级线圈，②端空置不用。

在实验板上先按照图4把线路焊好，检查无误后接通电源，发光二极管不亮。如果对着扬声器纸盆轻声咳嗽，就能看到发光二极管会随着声音的强弱而闪动发光。声音强时发光亮些，声音弱时发光较暗。实验时如果电路灵敏度较低，只有在声音很大时发光二极管才有点亮，这时可以用镊子轻敲扬声器的外壳，使纸盆有较大的振动。如果用一个上体育课的哨子做声源，实验效果也很好。注意不能直接敲打扬声器纸盆，防止因信号过强而损坏三极管。

在这个实验中，扬声器是完成电声和声电转换的关键器件，它是怎样工作的呢？图5是常用的电动式扬声器的构造示意图。这种扬声器都有一个永久磁铁产生强的磁场，在磁场中放置一个轻巧的线圈，叫做音圈。音圈被粘牢在纸盆和弹性托架上。

根据物理学定律，磁场中放置的通有电流的线圈会受到磁场力的作用。我们进行电—声转换实验时，电路接通后，音圈中就有电流通过，它会受到磁场力的推动；电路断开，音圈靠托架弹力恢复原位。我们把喇叭和电池断续接通，音圈就会带动纸盆上下振动而发声。但是，当我们把电路固定地连通时，由于通过音圈的电流是恒定不变的，音圈虽然受到磁场力的推动，推力大小却不变，纸盆不会发生振动。这就是我们用电池测试扬声器时，只能“断续触碰”的原因。当然，如果我们给扬声器音圈中通过变化的音频电流，扬声器就会有规律地振动，带动纸盆发出悦耳的声音了。

声—电转换实验中，扬声器的工作情况与上述正好相反，是由声源产生的声波使喇叭纸盆产生振动，带动音圈在磁场中运动而产生感生电流。这个电流的频率和强弱随声音的频率和强弱而变化，这样就把声能变成了电能再通过三极管放大，并由发光二极管显示。声音大时，纸盆振动幅度大，产生电流也强一些，经放大使发光管变亮。反之，声音小时发光管就较暗甚至熄灭。

图3电路中，扬声器产生的信号电流经电容C\(_{1}\)耦合至BG1的基极，放大后又经C\(_{2}\)耦合给BG2。由于电容器的阻隔直流作用，两管间只有交流信号的通路。

到本期为止，我们已经介绍了蜂鸣器，触摸报警、磁控、光控、热控和声控六组实验，要求大家不仅要动手把实验做成功，而且要认真做好实验记录和笔记。根据各人的情况不同，笔记的内容和重点也有所不同，一般来说要包括下面几点：

1．实验日期：把每次做实验的日期记下来，日后翻阅起来可以看到自己学习的进步过程，看看一两年前的水平和今天相比有多大差距。这样有利于提高学习兴趣和检查学习效果。

2.实验课题和参考资料：课题选定后，我们必然会围绕这个题自去搜集查阅参考资料。对摘选的资料要记下来源，包括书刊名称、页数以便日后核对查找。重要的电路、数据则要转抄摘录，这是很好的资料积累方法。

3．实验电路的主要特点：对自己设计的电路，要详细记录设计思想和技巧。其它如对元件的要求、代用元件的选择或自制方法，以及重要的数据等都要详细记录。

4.实验过程：实验中经常要对原来方案或电路作进一步改动，元件数值也要调整更换。我们要把每一次改动后的实验结果都记录下来，对照我们预先的设计方案，然后经过分析找出更改的原因。

5．实验结果：记录某一实验是否成功，能不能取得预期效果。还存在什么问题。对于失败的实验如果一时找不出原因，更要把情况详细记录下来，我们常常会在别的实验中得到启发，再回头来重做此项实验，也许会取得成功。

总之，只要我们坚持写好实验笔记，不断总结，不断积累，不断提高，一定能把电子技术学到手。（陈鹏飞 王友文）