新型报时专用IC

🏠 首页 《无线电》杂志 1989年 🔗 第12期 🔗 第32页 汤诞元 🔗

目前市场上出售的各种音乐打点报时钟,每当时钟走到整点时,先演奏一段简短的乐曲,接着开始打点。点数从1开始,随后每过1小时,调换一个乐曲,打点依次加1直至12,并如此循环下去,即所谓的12小时循环打点报时钟。这种报时方法有一个缺点,即由于是昼夜不停地奏乐、打点报时,夜深人静之时,难免会把已进入梦乡的主人吵醒。为此,人们曾使用过光控止鸣的方法,即屋中全黑之后停止报时,但这种方法局限性很大。CW9486就是为了克服上述缺点而专门设计的报时IC,它在24小时中有9个小时即夜晚10时至次日凌晨6时间不报时,从而保持夜晚的宁静。

电路原理

CW9486是一块低电压、微功耗的CMOS大规模集成专用IC。工作电压2.5~5.0V,静态电流<2μA,外围元件极少。图1为CW9486芯片内部框图及引脚。其中振荡器用于产生主振频率,分别送入音调发生器和节拍发生器,经过分频处理之后,变成较低频率的音调和节拍,根据需要把某一频率(音调)的信号再送到音色形成电路,产生预期的包络波形,形成一种特定的音色。所有这些过程,都是由逻辑控制电路发出控制指令,并严格按照ROM中的程序进行的。各种不同的乐曲和打点代码均以2进制的方式编成程序,预先存在ROM内的各存储单元中,每个单元有一个地址码。每当收到一个顺序触发信号(实际上是控制输出端CNTO与顺序触发端TRI短路一次),逻辑控制电路就给出一组地址码,通过地址寄存器从ROM中调出相应的乐曲和打点代码程序,进而控制音色形成电路,通过缓冲器输出相应的报时信号。每个奏乐、打点程序完成后,电路自动停止工作,等待下一次触发。在24次触发中,其中9次相应的ROM中没有任何程序,故电路无输出,只是累积触发的次数。由于以上程序是固化在ROM中的,故电路工作稳定可靠。

图1
图1 🔍原图 (911×514)

应用电路

图2为CW9486的一种典型应用电路。R\(_{1}\)是振荡器外接电阻,改变R1的大小,可以改变芯片的主振频率;C\(_{1}\)、C2为音色形成电容,改变C\(_{1}\)、C2的大小能改变包络波形,即改变音色;C\(_{4}\)是连接音色形成电路和输出缓冲器之间的耦合电容;C3是去耦电容。报时信号从IC的15脚OUT端输出,经9013H放大后驱动扬声器放音。R\(_{1}\)、C1、C\(_{2}\)的数值一般不宜任意改变,在安装空间许可的条件下,C3、C\(_{4}\)的容量可取得大一些。微动开关(或按钮)K可作快速调整之用。IC的第11、6脚T、 N接到时钟的触发开关上。图中给出了各引脚的静态电位,供参考。

图2
图2 🔍原图 (638×433)

下面以HQ3268指针式石英钟为例,说明一下从钟芯上引出触发信号的方法。图3是其触发机构。在钟芯的时针齿轮上固定着一个凸轮,两个靠得很近而又互不接触的金属簧片分别固定在钟芯支架的相应位置。时针齿轮带着凸轮同步旋转,当凸轮尖端a转到跟两簧片上的触点t和n相碰时,t与n便瞬时短路一次,形成每小时一次的时钟触发信号,并经导线t′、n′将信号引出,送至CW9486的T、N端。无触发机构的各种钟芯,也可按上述原理添加。

图3
图3 🔍原图 (537×313)

制作与使用

图4是依图2电路制作的印刷电路板。其中CW9486芯片被焊封在中心的虚线圈内,并在外表滴一滴黑色树脂胶(即所谓的软封装)。因图2电路不使用8、9、10、12、16、17等引脚,故未引出这些引脚。制作时C\(_{1}\)、C2要用正品,不能漏电,否则会影响音色效果。9013可换用其它NPN硅管,但β值最好大一些。电路焊好后,接上电源,按一下K,一般能听到一段简短的乐曲和打点钟声。待打点结束后,短路一下N、T两点,应能听到下一首乐曲和钟声。依次短路下去,当听到晚上9时的打点钟声后,再次短路T、N两点,会发现连续短路8次,电路均无反应,直至第9次触发时,才会听到晨6时的乐曲和6声钟鸣。至此,说明电路已能正常工作。最后,将T、N两点分别与时钟上触发引线t′、n′连接,按动K并调节时钟,直至打点数与时钟的走时相一致为止。(汤诞元)

图4
图4 🔍原图 (573×425)