自动报时收音机

🏠 首页 《无线电》杂志 1988年 🔗 第10期 🔗 第34页 分类:收音机 🔗 李洪明 🔗, 张惠明 🔗

广播电台每逢整点都用六响信号报时。报时信号的前五响为0.5Hz方波调制的800Hz正弦波信号。根据这种规律,我们可以将报时信号取出去接通收音机电源,使收音机每逢整点自动播放广播员报时的声音。

一部收音机耗电最大的是低放部分,自动报时收音机的高、中频部分一直是加电的,以便能从音量电位器上取出音频控制信号;低放部分的电源则是受控的,只有逢整点时才接通。

电路工作原理

整个装置的电路见图1。音频信号取自收音机音量电位器。为了减少对收音机原电路的影响,利用IC\(_{1-a}\)做缓冲放大。其后是由IC1-b、c组成的两级选频放大器,以滤除干扰,取出800Hz报时信号。选频放大器的中心频率f\(_{0}\)=1/2πR6\(\sqrt{C}\)\(_{3}\)C4,图中令R\(_{6}\)=R7=R\(_{9}\)=R10,C\(_{3}\)=C5,C\(_{4}\)=C6。调整R\(_{5}\)或R8可改变选频放大器的增益。IC\(_{2-a、c}\)完成整形、脉冲包络检波。无800Hz信号时,IC1-c输出为一固定直流电平。此时IC\(_{2}\)-a由于R14接地而输出高电平;IC\(_{2}\)-c由于EC通过R\(_{16}\)对C9充电进入稳态而输出低电平。当接收到800Hz信号时,IC\(_{2}\)-a输出800Hz方波。方波的低电平使二极管D1导通,C\(_{9}\)经D1迅速放电使IC\(_{2-c}\)输入变为低电平,输出上跳为高电平。当B点的方波为高电平时,Ec通过R\(_{16}\)对C9充电。适当选取R\(_{16}\)、C9数值,使B点方波高电平期间C\(_{9}\)充电电压不足以使IC2-c翻转变为低电平。因此,当B点输出800Hz方波时,IC\(_{2}\)-c输出一直保持高电平。只有当800Hz方波消失,B点变为固定高电平时,C9才充电直至使IC\(_{2}\)-c翻至低电平。所以,IC2-c及其附属电路在这里起到了脉冲包络检波作用。各点波形请参见图3。

图1
图1 🔍原图 (1811×624)
图2
图2 🔍原图 (993×954)

IC\(_{3}\)是一片6D触发器,将其输出Qi接至输入Di+1(i=1、2、…5),组成六位串入并出移位寄存器,每隔1秒检测一下输入端D\(_{1}\)(即IC2-c输出)的状态,并将其顺序移入寄存器内寄存。IC\(_{2-b}\)组成振荡频率为1Hz的多谐振荡器,提供IC3的时钟,做为取样检测脉冲。IC\(_{2}\)-d~f作为反相器使用。D2~D\(_{7}\)、IC4-a组成六输入或非门,检测移位寄存器IC\(_{3}\)的输出状态。当且仅当Q1、Q\(_{3}\)、Q5为“0”,Q\(_{2}\)、Q4、Q\(_{6}\)为“1”时,IC4-a才输出“1”,否则输出为“0”。

广播电台的整点报时信号经选频放大、脉冲整形、包络检波后,由IC\(_{2}\)-c输出占空比约为50%的0.5Hz方波(见图3波形C)。在IC3的时钟上升沿对其进行取样,取样速度是1次/秒。由图3中可见,在有报时信号时,Q\(_{1}\)~Q6逐次移位,并且是“1”、“0”相间的。当取样状态的第一个“1”移至Q\(_{6}\)时(图3中带箭头处),正好满足Q1、Q\(_{3}\)、Q5为“0”,Q\(_{2}\)、Q4、Q\(_{6}\)为“1”的条件,IC4-a输出跳变为“1”,触发IC\(_{4}\)-b、c组成的单稳态电路,使IC4-c输出为高,经BG\(_{1}\)、BG2驱动继电器J吸合,使收音机低放部分加电,扬声器发声自动报时。与此同时,LED\(_{1}\)点亮,指示出工作状态。电路中由于采用了六位移存器来寄存、检测输入状态,即使有800Hz干扰信号通过选频放大串入,只有同时满足①间歇振荡;②间歇时间为1秒;③连续3个以上,这三个条件才能引起电路误动作。显然,这种干扰出现的几率是极小的。所以,电路具有频率、时间两道关口来滤除干扰。另一方面,即使干扰将报时信号的一响或几响掩盖掉,从图3中可见,IC4-a输出端E点有三次上跳机会,只要有一次上跳即触发单稳,使之自动报时。

为使自动报时收音机只在白天或晚上熄灯之前工作,不至于深更半夜的突然叫起来,加装了光检测电路。当G\(_{1}\)有光照时,IC1-d正输入端电位升高,当其高于负输入端偏置电位时,IC\(_{1-d}\)输出为高电平,移存器IC3正常工作。当G1处于黑暗中时,IC\(_{1-d}\)正输入端电位接近于0,其输出为低电平,使IC3清零,IC\(_{4}\)-a输出固定为低,使低放一直断电,不受报时信号的控制。

IC\(_{1}\)用一块IM324四运效。IC2选用一块CD40106六施密特触发器。IC\(_{3}\)选用一块CD40174六D触发器。IC4选用CD4001四2输入端或非门。四种片子的引脚功能见图2。D\(_{1}\)~D7用2CK型,继电器选用工作电压为9V的。其它元器件均为通用型,请参见图1标注。

图3
图3 🔍原图 (845×587)

元器件选择及调试使用

首先要做一个800Hz方波产生器。将其输出加到收音机音量电位器上端,使扬声器中声音与听广播时大小相差不多。然后将800Hz方波直接加至本装置输入端。调整R\(_{5}\)、R8使IC\(_{2-c}\)输出为高。去掉800Hz输入,IC2-c输出应立即变低。调R\(_{15}\)使IC2-b输出为1Hz方波脉冲。调整时可接上一只三极管驱动LED显示,再与电子表秒点相对照,使秒点跳一次,LED闪一下即可。调整R\(_{13}\)使G1有光照时IC\(_{1}\)-d输出为高;黑暗时输出为低。G1可用光敏电阻代替。若手头有示波器观察中点波形,会使调试非常简便。而后,就可将本装置接到收音机音量电位器上试用了。如发现单稳延时时间过短或过长,适当调整R\(_{19}\)即可,调试时最好使用一部录音机,预先录好报时信号,反复放,反复调,这样比较节省时间。

实际使用时,要将收音机供电部分稍加改造,将原来的电源开关不用,另加一只单刀双掷开关K,按图4连接。K打至“2”时,为正常收听广播。(李洪明 张惠明)

图4
图4 🔍原图 (544×426)