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1、音响报警电路

音响报警电路应用很广。这里筒要介绍几种结构简单、容易制作、价格便宜、性能稳定可靠、效果良好的音响报警电路 , 简称音响电路。

3D .1 用反相器组成的单频率音响电路

用 CMOS 与非门和反相器及电阻、电容组成的单频率音响报警电路如图 3D-1 所示 , 图中与非门 1 和反相器 2 构成低频振荡器，与非门3 和反相器 4 组成音频振荡器。当控制端 A 为低电平时 , 低频振荡器不振荡 , 它的输出端 ( 即图中的 B 点)为低电平 , 因此 , 音频振荡器也不振荡 , 压电陶瓷蜂鸣片不发出声音。

当 A 点为高电平时 , 低频振荡器产生矩形波 , 振荡周期为秒数量级 , 即 B 点的波形如图 3D-2 中的波形 B 所示。这个矩形波的占空比可通过图中的电位器 Rw 来调节。当 B 点为高电平时 ,. 音频振荡器产生方波 , 使蜂鸣片发出声响。音频振荡器的振荡频率约为 1KHz, 改变R1的阻值或C1的容量 , 便可改变振荡频率。

据以上所述 , 可画出图3D-1 所示电路中 A、 B 、C 三点的波形 , 如图 3D-2 所示 , 其中波形C是加在蜂鸣片两端的波形 , 因此它发出的声响为间歇式。

除以上所述外 , 关于图 3D-1 电路尚有以下两点需要说明：

1． 压电陶瓷蜂鸣片所能发出的音量较小 , 若需要获得较大音量, 则需采用扬声器作为电声元件 , 并加一级三极管放大器。

2. 用CMOS 或非门代替图中的与非门 , 这个电路仍可起单频率音响报警作用 ,只是蜂鸣片发出声响的条件发生了变化 , 即控制端为低电平时 , 低频振荡器和音频振荡器都振荡，使蜂鸣片发出声响 ，若A 点为高电平 , 则 B 点和 C 点均为高电平不变 , 峰鸣片不发出声音。 3D .2 两种频率交替的音响电路

前面介绍的电路比较简单，成本低 , 但它只能发出 “滴一滴”的声响 ，声音比较单词。如果期望发出 “滴-嘟、滴 -嘟”两种音调交替的声响 , 则可采用图 3D-3 所示电路。这个电路中有三个振荡器 , 即反相器 1 和 2 组成频率约 1KHz 的音频振荡器 , 反相器 3 和4 组成

频率约 2KHz 的音频振荡器 , 反相器 5 和 6 组成频率约 1Hz 的低频振荡器。在 RS ?R 的条件下 , 图中 C 点波形的频率与 电阻、电容的近似函数关系是

12.2f RC ≈

（3D-1） 若 R S = R ，则

11.8f RC

≈ （3D-2） 若 R S = R ，则 1

1.4f RC ≈ （3D-3）

由于音响报警电路对振荡频率要求不严格 ， 因此一般可以不比较 Rs 与 R 的大小 , 一律按下式粗略估算 :

11.8f RC （3D-4）

显然 , 图中 a 点和 d 点波形的频率与电阻、电容的函数关系 , 跟 c 点波形的频率与电阻、电容的函数关系类似。

这个电路的工作原理是简单的，只要画出图中 a 、 b 、 e 、f 和 g 点的波形( 如图 3D-4 所示)，便可知g 点的波形是两种频率交替的方波。当控制端 A 为低电平时 , 喇叭发出两种音调交替的声响。若 A 端为高电平 , 则喇叭不发出声音。

两种频率交替的音响电路也可以用555 集成定时器组成 , 这种电路如图 3D-5 所示。图中

的 5551组成低频振荡器 p 频率约为 1H Z ，5552 组成音频振荡器。由于前者的输出（管脚 3〉 经过电阻接到后者的控制输入端（管脚5）， 因此 , 当前者的输出为高、低两种不同电平时 , 后者可输出两种不同频率的方波。而且 565 定时器的输出电流最大可达 200mA ，所以可直接驱动喇叭。当然 ,只有当控制端 A 为高电平或悬空时 , 喇叭才能发出 “滴一嘟、滴一 嘟 ”的声响。若 A 端为低电平 ,定时器 5552 处于复位状态 , 喇叭不 会发出声音。

此外 ,若 5551 和 5552 合用一块集成双定时器 556, 则可缩小体积、降低成本。

3D .3 调频式音响电路

图3D- 6 是一种调频式音响电路 , 它由前后两级组成， 前级是一个低频振荡器 , 后级是一个音频振荡器。前级中，电容C 1充电的时间常数为

121()R R C τ

=+ C 1放电的时间常数为

21R C τ

≈

据图中参数可知 ,C 1充、放电的时间常数之比是 1

1222100101110

R R R ττ++≈== 可见C 1 充电比放电慢得多 , 即 C 1 两端电压的波形如图 3D-7 中波形B v 所示 , 这个信号送给三极管 ( 它的β值应足够大〉的基极 , 再从发射极输出给后级 5552 的管脚 5 。因此 , 在图中控制端 A 为高电平或悬空的条件下 ,5552 的振荡频率随时间变化的规律大致如图 3D-7 中的波形0v 所示 , 所以喇叭可发出类似 " 纠一乌、纠一 乌 " 的声响。实际应用时可根据需要 , 适当调整 R 1 和 R 2 的阻值

用于报警的音响电路种类较多 , 读者可参阅有关参考文献。 '

2、触摸按钮和触摸开关

我们知道 ,CMOS 器件的输入电阻高达 109Ω以上，它比人手指的电阻值大得多 , 因此可用CMOS 反相器或OMOS门电路及电阻、触摸探头等构成触摸按钮和触摸开关。由于这种触摸按钮和开关没有机械运动，寿命长 ,且价格低廉，所以应用日趋广泛。下面介绍几种常用的触摸按钮和触摸开关。

3E .1 触摸按钮

触摸按钮由 CMOS 反相器、电阻和触摸探头构成 , 它有两种不同的形式 , 分别如图3E-1(a )和 (b) 所示。图中的电阻 R1可取6.8MΩ左右 , R2可取 100KΩ左右。图中除了CMOS 反相器和电阻外 , 还有触摸探头。实际上它就是两块距离很近 ( 约 lmm ) 、彼此绝缘的小导体 , 在图中用带斜线的小长方块代表。它可以是两根距离约 1 mm 的裸导线。若有铜板 3 可取一小块，

用小刀刻去一条宽约 1mm 的铜形成绝缘缝隙 , 再在绝缘缝隙两边各焊一根连线 , 便成了使用方便的触摸探头。当人的手指触及探头（其意是指人的手指同时触及绝缘缝隙两边的导体 ) 时 , 相当予探头上跨接一个等效电阻 , 其阻值一般小于 2MΩ( 实际阻值与人体手指的干湿程度等因素有关 ), 因 ( a)和图 (b) 中 , 反相器输入端的电位分别相当于高电平和低电平 , 因此 , 它们的输出分别为低电平和高电平。当人的手指离开探头即常态时 , 图（a）的和图(b 〉电路分别输出高电平和低电平 , 故分别简称为 OH 型和 OL 型触摸按钮。

3E .2 触摸开关