能发出多种音响的集成电路振荡器

本文介绍一种仅用一块CMOS数字集成电路和少量分立元件组成的振荡器，它能发出五种不同特征的声音，具有简单可靠、耗电少、体积小、不需调试等优点，可用于各种报警器、音响指示器、电子门铃、电子玩具等。

电路见图1。集成块型号为CO33，它有六个非门，其中每两个非门与外接电阻R和电容C构成一个多谐振荡器，六个非门共构成三个振荡器。三个振荡器的电路形式相同，基本电路见图2。工作原理如下：设某瞬时非门b的输出端1输出一个正跳变（高电平），由于电容c两端的电压不能突变，所以非门a的输入端2也是高电平，而输出端3为低电平，因而电容c通过电阻R对地放电（3点为低电平，可视为地点），使2点的电位按照指数规律逐渐下降。当下降到非门a的转移电位时，非门a的输出由低电平变为高电平，使非门b的输出电平由高变低，电容C被反向充电，2点电位按照指数规律逐渐上升，当上升到非门a的转移电位时，非门a的输出电平又由高变低，非门b又开始输出高电平。这样，随着电容C不断地充放电，上述过程便周而复始不断进行，从而形成振荡。

根据图1所示参数，由非门3、4与R\(_{2}\)、C2组成的多谐振荡器的频率为1千赫；非门5、6与R\(_{3}\)、C3组成的振荡器频率为500赫；非门l、2与R\(_{1}\)、C1组成频率约为1赫的超低源振荡器。1赫超低频振荡器输出的脉冲，通过二极管D\(_{1}\)和D2分别去控制由非门3、4和非门5、6组成的两个振荡器，使其轮流工作，每0.5秒交替一次。这样，接在这两个振荡器输出端的压电陶瓷片就交替发出两种音调的声音。

按照通常设计，为了控制振荡器的开启和停止，必须用与非门或者或非门来构成振荡器，如图3。但这样一来，本机要使用两块集成块（因为一块CMOS集成块中最多只有四个与非门或者或非门），然而本机只用一块CMOS六非门，另加上两只二极管来控制两个振荡器的启停就行了，这正是本机在设计上的巧妙之处。当超低频振荡器输出高电平时，D\(_{1}\)截止，非门3、4组成的振荡器工作，输出1千赫音频信号，而D2导通，g点被箝制在高电平上，由非门5、6组成的振荡器停振。同理，当超低频振荡器输出低电平时，D\(_{1}\)截止，非门5、6组成的振荡器工作、输出500赫音频信号，而D1导通，f点被箝制在低电平上，由非门3、4组成的振荡器停振。各点的波形见图4。

本振荡器除了能输出两种频率交替的信号外，还能输出另外四种不同的信号。例如，将图1中的a点处断开，在任意一个选通端上加上高电平（接V\(_{DD}\)即+9V），则由非门5、6组成的振荡器停振，非门3、4组成的振荡器输出频率为1千赫的连续信号；同样，若在选通端上加上低电平（接VSS即接地点），则由非门3、4组成的振荡器停振，非门5、6组成的振荡器输出频率500赫连续信号。如果是连接好a点、断开C点，并在选通Ⅱ端加上高电平时，则由非门5、6组成的振荡器停振，而由非门3、4组成的振荡器则受超低频振荡器的控制，输出1千赫的断续信号；同样，如果是断开b点，并在选通1端加上低电平时，由非门3、4组成的振荡器停振，而由非门5、6组成的振荡器受超低频振荡器的控制，输出500赫的断续信号。各种信号的情况详见附表。

电路板及集成电路外引线排列见图5。集成电路为14线扁平封装外壳，应焊接在印刷电路板有铜箔的一面，其余的零件都安装在另一面。焊接集成电路时，电烙铁的外壳应接地，或者用暂时拔掉电烙铁电源插头的办法去焊接，以免损坏集成电路。

本机只要安装焊接无误，接通电源就能工作。改变各振荡器的电阻R和电容C的数值，可分别改变它们的振荡频率。增大R和C的数值，振荡器的频率降低，反之，频率则升高。可根据自己的需要灵活调整。另外，压电陶瓷片要固定在助声腔或固定在机壳上才会有较大的声响。若想增加输出功率，可去掉压电陶瓷片，如图6所示另外加接两只晶体管，用扬声器放音（这一部分已设计在图5印刷电路板上）。

由于CMOS集成电路功耗极低，所以电源可采用9伏积层电池，整机体积可做得相当小巧。（李光宇）