选频声控开关

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本文介绍一种以特定哨音控制的声遥控电路。用它可以遥控各种家用电器电源的开关。它与射频、红外线等遥控方式相比,具有电路简单、调试方便、功耗低、成本低和体积小等特点。同时由于采用高品质因数的电感线圈,提高了电路的抗干扰能力。

电路原理

图1
图1 🔍原图 (1557×606)

整机电路原理见图1。电路由放大、选频、整形、记忆、触发、执行和电源等部分组成。话筒M收到声信号后转换成电信号,由三极管BG\(_{1}\)、BG2放大,并经由电感L\(_{1}\)和电容C3组成12kHz的选频回路选频。当电路中出现12kHz频率的信号时电路谐振,输出最大,使平时处于截止状态的三极管BG\(_{3}\)迅速饱和,在其集电极电阻R8两端产生一接近电源电压的高电平信号,触发记忆单元的集成电路IC。由于所用电感的Q值较高,其通带较窄,因为家庭环境噪声(包括收录机、电视机的音响)大多在10kHz以下,又由于普通驻极体话筒的频响上限为十几千赫,故选频电路谐振频率确定为12kHz。

当集成电路IC被前级的高电平触发后,电路翻转,Q\(_{2}\)端输出高电平(或低电平)使晶体管BG4由截止(或饱和)状态变为饱和(或截止)状态,从而触发双向可控硅BCR由关断(或导通)变为导通(或关断),使负载R\(_{L}\)通电(或断电)。集成电路采用双D触发器CC4013。为保证触发可靠,将其中一个D触发器接成单稳态电路,当11脚(CP2端)接收到上升沿高电平信号时,由于D\(_{1}\)端接,使Q1端变为低电平,Q\(_{1}\)-端输出变为高电平,并通过电阻R9向电容C\(_{5}\)充电。当C5上的电压充至S\(_{1}\)端的转移电压时,使Q1端跳变回高电平,由Q\(_{1}\)再去触发下一D触发器构成的双稳态电路。单稳态电路的时间常数t≈0.7R9C\(_{5}\),图1电路即在三秒钟内只接受一个控制信号,可以有效地克服双稳态电路由于触发原因引起翻转不稳定的缺点。

整机电路采用电容降压方式供电,确保了长时间通电工作的可靠性,因为革除了变压器,电路不存在过热问题,而且功耗也小得多。

制作与调整

图2
图2 🔍原图 (1006×606)

为了降低成本和减小体积,图2印刷电路板图中的集成电路IC采用软封装形式的(图3)。除电感线圈外电路对元件没有特殊要求。线圈L\(_{1}\)采用录音机用的一种偏磁线圈的骨架绕制,电感量为21mH,可调。图1电路中各三极管β值应大于100,双向可控硅BCR视负载确定其电流容量,电路中选用3A/400V。可控硅容量越大,要求的触发电流越大,而且同型号产品的触发电流数值有一定的离散性,因此调试中如果发现可控硅未全导通,可减小电阻R11的数值,以加大触发电流值。

图3
图3 🔍原图 (320×463)

电路焊接无误后,为安全计,先用低压电源调试。将10~15V直流电源接在电容C\(_{6}\)两端,同时将稳压管DW断开一极,以防止过流损坏。有条件者可用音频信号发生器调试。将频率调在12kHz,输出幅度取10~20mV,其输出接于话筒位置(话筒断开一端),同时将万用表调在直流25V档,表笔接在电阻R8两端,调节电感线圈L\(_{1}\)的磁芯,使电压表指示最大,其数值约比电源电压低1V左右(即三极管BG3的饱和压降)。然后去掉信号发生器,改接话筒,捏动哨子,发光二极管LED会有相应反应。拉开距离5~7米,电路也应动作灵敏。如果可控距离过近,可能是管子β值过低或是元件故障及焊惜所致。最后将电路复原,接上220V电源和负载试机,当LED\(_{1}\)燃亮时,负载如灯泡也应燃亮;当LED熄灭,负载被断电,否则说明可控硅引脚焊错或有故障。

经过多次试验,本文电路的受控范围不小于40m\(^{2}\)。它不受收录机,电视机等音响的影响。

有关邮购事宜见本期第48页。(周伟都)