电子实验与电子制作之集成电路

与晶体管分立元件电路相比，集成电路有以下优点：体积小，可实现电子设备的微型化和小型化；可靠性高；功率消耗低；节约原材料，价格低廉；电路简化，便于制作安装。通过下面几个电路的制作和实验，就可以初步体验到集成电路的神奇功能。

一、7642集成电路收音机

电路原理

电路图见图23-11。电路由7642收音机集成电路进行高频放大和检波，由9013或者9014三极管进行功率放大，用8Ω耳机收听。

图23-11

制作要点

7642集成电路的工作电压为1.5V，所以整机电源采用一节电池供电。为了减小体积，电路不单独设立电源开关，采用立体声耳机输出插座，用普通耳机插头；使用时插入耳机插头，插头上的外接头就接通电路电源，起到自动开机和关机的作用。

学习、实验与思考

1．7642收音机集成电路

这是一种收音机专用集成电路，包含有5个三极管，有高频放大，检波和自动增益控制功能。外形和一个晶体三极管相似。由于电路简单，所以功能较差，只能用来制作简易便携式收音机电路。

2．直接耦合放大电路

电路的音频放大电路采用了直接耦合放大电路。这种电路的特点是电路简单，稳定性好。例如电路中可用9014替换9013，而不必改变其余电路。也可使用其他型号的低频三极管。

3．光敏电阻音量控制实验

便携式收音机为了减小体积，简化电路，往往没有音量控制电路。这给使用带来了某些不方便。电路采用了光敏电阻自动对音量进行控制，可达到很好的效果。这是因为环境光线的强弱与环境的噪声强弱一般情况下成正比。在比较明亮的地方，一般环境噪声较大，这时光敏电阻阻值减小，收音机音量增大；在较黑暗的地方，一般比较安静，光敏电阻的阻值增大，收音机音量减弱。特别是在夜晚，周围十分安静，这时收音机音量自动减小到最低。可调整并联在光敏电阻上的电阻来决定最小音量。

其实光敏电阻音量控制器也可以手工控制音量。方法是调整光敏电阻上光线的强弱。

二、2822功放电路收音机

上面介绍的收音机只能用耳机收听，如果再加一级功率放大，就可以推动喇叭发声了。

电路原理

电路图见图23-21。电路用7642承担高频放大和检波，用2822功放集成电路将音频信号放大，推动8Ω喇叭发声。电源电压采用3V，为了满足7642工作所需的1.5V电压，电路采用电阻降压，用一个发光二极管稳压。

图23-21

制作要点

2822功放集成电路的工作电压在3～12V，对于本电路来说，可用3V或4.5V。这里的发光二极管兼有稳压和指示的双重功能，应采用高亮度的LED，使工作电压尽量接近7642集成电路的工作电压。电路体积很小，可尽量缩小体积，制成便携式的收音机。

学习、实验与思考

1．功放集成电路的输出功率

采用本电路的功放集成电路其输出功率与电源电压的平方成正比。电压提高至原来的2倍，输出功率为原来的4倍。这种BTL式功放的输出功率计算公式为：

P=U2/2R

当电压为6V，喇叭阻抗为8Ω，输出功率约为2.25W。当电压为3V时，输出功率约为0.5W。

了解输出功率是非常重要的，根据输出功率选择喇叭的参数和决定电源电压和电源功率。

2．TDA2822功放集成电路（双声道小功率放大器）

2822电路内部接线图和典型应用电路见图23-22。它包括两个音频功率放大电路，每个电路可以单独组成OTL功放电路，用于立体声电路的功率放大。其输入阻抗在数十千欧姆，输出功率在数瓦，适合用于携带式电器中。

通过2822典型电路实验，可以体验到集成电路的优点。如果采用晶体管电路完成同样的工作，就需要2只输入变压器，2只输出变压器，至少3只晶体三极管，多个电阻器和电容器；电路的体积是集成电路的几十倍，制作过程十分复杂，而电路的性能还不如集成电路。

图23-22

3．开发2822电路的新功能

2822电路具有体积小、耗电低、外设电路简单等优点，可用它制成音频信号发生器等电路。笔者曾用它制作了一个检测电容器大小的电路，利用音频振荡电路，将被测电容接在反馈电路中，产生音频振荡，利用耳朵进行识别，判断电容器的数量级。这个电路还可作为音频信号发生器和外接功率放大器之用。读者还可根据2822的特性，开发出其他实用电路。

三、自制音乐集成片门铃

音乐片集成电路应用十分广泛，它是一种CMOS数字集成电路，具有微功耗，多用途等特点。最简单的音乐片电路就是常用的门铃电路。

电路原理

电路图见图23-31。电路由电源、触发电路、音乐集成片和电声转换器组成。按动一下按钮开关，触发电路向音乐片集成电路提供了一个高电位脉冲信号，音乐片就按照程序奏出一段音乐，压电陶瓷片就会发出优美的乐曲。

图23-31

制作要点

可在音乐片上焊接一段硬导线，然后插在面包板上制作。有的9300系列音乐片上面有外接电阻的接点，可在上面焊接不同阻值的电阻，以改变音乐的音调。选用不同的电压，可改变输出的声音大小。电源电压可在1.5V至12V之间

学习、实验与思考

1．光控音乐片实验

触发电路可以采用脉冲电路，也可利用线性输入。这是因为CMOS集成电路的门电路的输入端是根据电压的高低来判断输入状态的。如果输入电压大于电源电压的二分之一，触发电路就被触发；输入电压小于电源电压的二分之一，触发电路不被触发。于是可以在触发电路上接入一光敏电阻和普通电阻的分压器，利用环境光线的变化触发音乐片发声，见图23-32。

图23-32

选择不同的电阻，可以改变控制的灵敏度；互换光敏电阻和电阻的位置可以改变控制的状态。在光敏电阻上面用加盖遮光物体的方法，也可以控制灵敏度。

试一试，用照相机闪光灯照相时，把光控音乐片放在旁边，会有什么现象发生？

2．音乐片报警实验

了解了音乐片触发原理，还可用各种传感器控制音乐片发声。比如用磁控、声控、压力控、温控等等。

在音乐片输出方面，不但可以用压电陶瓷片，还可用喇叭。9300系列音乐片上有专门安装三极管放大电路的印刷电路，可以将音乐片制成推动喇叭的一体化电路。实际上，音乐门铃大都是利用喇叭发声的。

除了可以利用按钮开关触发音乐片之外，还可以用按钮控制音乐片即时发声，按下按钮开关，音乐片发出声音，松开按钮开关则停止发声。这样的电路只要将开关串联在电源电路中即可。