器乐专业化的训练，高水平的要求，使更多的人认识和接受了节拍器。机械式节拍器成本高，表现形式单一，无节拍特征显示。为了弥补上述之不足，笔者专门设计了电子声光节拍器。它不仅用声、光同步表现节奏速度，而且用发光二极管显示出节拍的特征，为专业工作者和初学乐器者提供了理想的高精度的节拍器。如能自己动手制做，花钱不多，使用方便，计时准确，大家不妨一试。
节拍器电路分为三部分：主振荡电路，音频振荡器和节拍显示电路。主振荡电路是由IC1、R1、R2、RP1、VD1、VD2、C1组成的多谐振荡器。振荡频率决定于RP1调节后的阻值。音频振荡器由IC2、R5、RP2、R6、C3组成，调节RP2可以改变音调。音频振荡器是否工作取决于V1是否导通。IC3、VD4～VD12及周围元器件组成节拍特征显示器电路；由IC3、SK及部分电阻电容组成可变位数循环器，由数个不同颜色的发光二极管做显示。主振荡电路中，IC1的3脚输出可变占空比的矩形脉冲波；此多谐振荡器将电容充放电回路分离：R1、VD1、C1为充电回路，充电时间决定了脉冲宽度（T\(_{a}\)）；R2、RP1、VD2、C1为放电回路，放电时间决定了两个脉冲之间的间隔（Tb）。脉宽与间隔之和为脉冲周期（T）。调节RP1可以使脉冲周期变化。如图3（a、b）所示。充电时间等于R1和VD1正向电阻之和与C1容量之积的0.693倍；放电时间等于R2、RP1和VD2正向电阻之和与C1容量之积的0.693倍。主振荡电路的输出分为三路；一路经R3限流后送给发光二极管VD3；另一路经R4限流后送给V1；最后一路直接送到IC3的输入端14脚。每当IC1的3脚输出一个脉冲时， IC3计数一次，并且发光二极管VD3点亮一次，同时经R4使V1导通一次，IC2得到正电压，音频振荡器工作，使喇叭发声一次；所经历的时间是一个脉宽。每分钟输出数个脉冲，这就表示乐曲中每分钟有数拍的某种节奏速度。一般安排脉宽要窄，不需调节，使脉冲周期近似等于脉冲间隔；T\(_{a}\)<<Tb，T≈T\(_{b}\)。调节RP1的阻值，改变Tb的大小，可调整周期长短。IC3与SK组成的可变位数循环器，是为了显示不同节拍特征而设置的。它可以组成两位、三位、四位的循环，用来表示2／4、3／4、4／4拍。它和显示器共同工作，为使用者提供节拍特征的光显示。C6、R7为微分电路，在刚接通电源时产生清零脉冲，使循环器和显示器从零开始工作。SK1为五刀三掷开关，SK1－1主刀通过C7接到IC3的15脚清零端，循环器最后一位计数后，再使循环器清零，返回最初状态，准备好下一个循环显示。发光二极管VD4、VD6、VD9为红色，VD11为黄色，VD5、VD7、VD8、VD10为绿色。当工作于2／4拍时，SK1在1位置，未计数前，由于IG3的3、2脚都为低电位，V2、V3截止，VD4、VD5点亮，表示2／4拍。IC1送来第一个脉冲，IC3计“1”，3脚变为高电位，V2导通，VD4熄灭，VD5不变。第二个脉冲到来，使IC3的2脚变为高电位，V3导通，VDS5熄灭；VD4复亮，完成一个2／4拍循环；同时，清零后又回到未计数前的状态。2／4拍特征为“强-弱”，用VD4红和VD5绿来表示。如果工作于3／4拍时， SK1在2位置，未计数前，IC3的3、2、4脚都为低电位，V2、V3、V4截止，VD6、VD7、VD8点亮，表示3／4拍，第一个脉冲到来，IC3计“1”，3脚变为高电位，V2导通，VD6熄灭；VD7、VD8不变。第二个脉冲到来，IC3计“2”，2脚变为高电位，V3导通，VD7熄灭；3脚转回低电位，V2截止，VD6再点亮，VD8不变。第三个脉冲到来，IC3计“3”，4脚变为高电位，V4导通，VD8熄灭；2脚转回低电平，V3截止，VD7再点亮。同时，经C7清零脉冲使计数器清零，恢复到计数前的状态。完成一个3／4拍循环。3／4拍节拍特征为“强-弱-弱”，用VD6红，VD7、VD8绿来表示。工作在4／4拍时，SK1在3位置，情况和前两种节拍工作过程相似，V2、V3、V4、V5都截止，VD9、VD10、VD11、VD12点亮，表示4／4拍，由四个脉冲完成一个循环。VD11在第三位，VD12在第四位，用VD12绿色表示弱节拍；用VD11黄色表示次强。4／4拍节拍特征为“强-弱-次强-弱”显示器用VD9红，VD10绿，VD11黄和VD12绿来表示。
节拍器的工作稳定程度，首先取决于配用电源性能的好坏。只有电源稳压范围宽，稳压精度高，输出纹波电压小，漂移小，抑制工业干扰能力强，长期稳定度高，才能保证节拍器不受电源方面带来的影响。所以本节拍器配用的电源，比较考究。电路设计采取了有针对性的措施：用C8、T1、C9组成π型低通滤波器，用来消除和抑制市电进线引入的工业干扰；用LM7812做前置预稳压：选用容量较大的电容C10、C11滤波，再由性能优良的LM317与LM336配合，再稳压，使稳压范围宽，稳压精度又高了一个等级；选用高精度电压基准源LM336，使电源具有温度补偿功能，温漂极低，长期稳定性好。
节拍器及其电源所用的元器件都是常见和易购买的。R1、R2、R16、R17宜采用误差为±0.5％的金属膜精密电阻，其余电阻用碳膜电阻即可，全部电阻选用1／8瓦。RP1、RP3最好选用线绕电位器，也可用1／2瓦线性精密碳膜电位器，RP2用小型可调电阻。C10、C11、C12用漏电小的铝质电解电容，如能选用进口“红宝石”电解电容更好。C5可以在47μF～220μF之间选取，漏电要小；若感觉输出的音频信号弱，可换用容量大一些的。C1质量的好坏，直接关系到节拍器性能的优劣，所以C1选用质量优良的钽电容，这样才能使节拍器的精度更高。VD1、VD2用IN4001，VD3选用超高亮度φ12的红色发光二极管，使每拍的光显示格外明亮，突出。VD4～VD12都用φ5发光二极管。V1用β＞100的管压降小的8050NPN型三极管。V2～V5用β＞100的9014或9013NPN型低频小功率三极管。IC1、IC2用双极型时基电路-555。各IC的管脚排列见图4，IC3～IC6只要质量优良，没有特殊要求。T2次级电压为16～18伏，功率5瓦，UR全桥用50伏2A，变压器和全桥都有一定的余量；IC4、IC5加大一些的散热器。图5给大家提供了一种外观参考。特别提示一下。节拍特征是靠发光二极管来显示的，三组发光管的安排：红、绿为第一组；红、绿、绿为第二组；红、绿、黄、绿为第三组、这样排列才符合电路的设计思路。本节拍器连同电源的调整工作非常简单。首先调整电源部分，在空载的情况下，用数字方用表直流电压挡测电源的输出电压．细心调整RP3，使输出为9伏。将节拍器接好直流电源，节拍器已开始工作，此时再复查一遍电源电压，若稍有差异，再做调一下RP3，使输出直流电压9伏，电源调整即告结束、第二步，调整节拍器，调整RP2，使音频振荡器输出的声音清脆悦耳；主振荡电路调整是为了测试一下振荡频率最高最低的范围。将RP1调到阻值最小，用视觉听觉感受一下，能否分清每拍，如果不合适，可以适当加大R2的阻值；此时是节奏速度最快的情况。再将RP1调到阻值最大，测每拍持续时间长短，如果过短，适当加大R1的阻值；此时是节奏速度最慢的情况。用秒表计时，测出不同RP1阻值时每分钟响多少拍，可以将测得的结果，在面板节奏度盘上刻上数据，方便以后的使用。调整工作完成后，节拍器可以投入正常使用了。（李楷）
