应用电子电路
利用本电路作为门铃时,不需在门前安装按钮开关,来客只需叩一下大门,门铃便会发声。电路如图所示。
电路最大的特点就是利用扬声器做振动输入,又做门铃声输出。
晶体管V2、电位器KP和电容C2组成控制电路,V1、V3、R2、C1组成互补式振荡器。当开关S合上接通电源后,电源经C2、V2的BE结和扬声器BL对C2充电,较大的瞬间充电电流使V2饱和导通,箝制住V3的集电极电位;C2充电结束后,电源经KP给V2提供基极电流以维持V2的临界饱和状态,使振荡器不工作。当外界声波振动扬声器纸盆时,扬声器两端产生感应电压,该电压加在V2的发射极,使V2退出临界饱和区而进入放大区,V2的集---射极间压降增大,从而使振荡器振荡,BL发出音频叫声。解除叫声可断开S再合上。VI选用3DG6,3DG6,B》=80;V3选用3AX31,B>=60;V2选用3DG6,B》=100。BL选用8姆扬声器,并安装在门板内侧中上部,来客叩一下门即可发音报信。
晶体管
晶体管是由三层杂质半导体构成的器件,有三个电极,所以又称为半导体三极管,晶体三极管等,可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。
555电路它含有两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关管T,比较器的参考电压由三只5K电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入和低电平比较器A2的反相吕、输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC.A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚,即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电开关管导通;当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC进,触发器复位,555的3脚输出高电平,同时放电开关管截止。RD是复位端(4脚),当RD=0,555输出低电平。平时RD端开路或接VCC.
本电路是以一块555时基电路为核心组成的双音门铃,它发出的叮咚声音色优美悦耳。其电路如图所示。
555和R1~R3、Dl、D2、C2等组成一个多谐振荡器。SA为门上的按钮开关,平时处于断开状态。在SA关断情况下,555的4脚呈低电位,使555处于强制复位状态,3脚输出呈低电位。当有人按压SA后,电源Vdd通过SA、D1对C1快速充电至Vdd,555的4脚为高电位,555振荡器起振。此时的撮苗频率为fc1=1.44/(Rd+2R3)C2
式中Rd为D1、D2的直流电阻,约500Ω左右。此时该振荡器的充电回路为:Vdd→Dl→D2→R3→C2;其放电回路为:C2→R3→芯片内部放电管。这时的振荡频率约为1230Hz.在门铃按钮SA按过后,由于C1上已充满电荷,即555的4脚呈高电平,555仍会继续振荡,但这时的充电回路为:Vdd→R2→R3→c2,充电时间常数加大,放电时间常数仍为R3C2.此时有fc2=1.44/(R2+2R3)C2
图示参数的振荡频率为680Hz左右,比按压SA时的振荡频率低。随着C1通过R1的放电,C1上的电压逐渐变低,当降至0.4V以下后,555便处于强制复位状态,随即停振。这样,该门铃在。初始发高音“叮”声,后发“咚”声,即所谓“叮咚”音响。
555的箱出经R4限流,VT1功率管放大后,驱动扬声器发出优美悦耳的叮咚声响。
如图所示,门铃由单稳态定时电路、密码开关、与门电路、音响电路等组成。在限定时间内以一定程序按动密码开关,门铃电路才发出报知音响。超过规定时限或码号不对,不发出音响讯号。IC1(555)和R1、C1、AN1等组成定时开关电路,定时时间td=1.IR1C1,图示参数为11秒。按压AN1,则555置位,J吸合,J1-1触点闭合,将VT1-VT8、IC2、IC3等供电电压接通,接通时间为11秒。由AN2~AN5、VTl~VT8等组成四组电子开关,AN6~AN10为无效按钮,它们共同组成密码开关盘。以第一组AN2、vT1、VT2电子开关为例,当按一下AN2后,C3迅即充满电荷,同时v丁l饱和导通,vT2截止,故IC2的输入端1脚呈高电平。其余三组电子开关类同。当AN2松开后,由于C3上的电荷只能通过R3和VT1的发射结放电,故可使VTl维持导通时间约为7秒。在这7秒时间内,熟知密码的人按完有用的密码按钮,在IC2(CD4082)的四个输入端皆呈高电平时,其输出端6脚才呈高电平,将集成功率开关管IC3(TWH8778)导通。
简易双音电子门铃电路原理如图。其特点是:当来客持续按压门铃按钮超过2s时,门铃发出带有余音效果的“叮咚”声;若连续点压门铃按钮超过3次,则门铃会发出悦耳的鸟鸣声。
电路工作原理如下:
该双音电子门铃电路由触发控制电路和门铃声发生电路组成。
触发控制电路由门铃按钮S、电阻器Rl-R3、电穿器Cl-C3、二极管VDl-VD3、六非门集成电路ICl(Dl-D6)和电子开关集成电路lC3(S1、S2)组成。
门铃声发生电路由电阻器R4-R6、音效集成电路lC2、屯容器C4、晶体管V和扬声器BL组成。
当持续按压门铃按钮S超过2s时广ICl内部D4将输出高电平,该高电平经R2对C2充电,当C2充电至1.5V时,D5输出低电平,D6输出高电平,使IC3内部的电子开关Sl导通,IC2受触发而工作,其2脚输出的音效电信号经V放大后,驱动BL发出“叮咚”声。
当连续点按门铃超过3次时,ICl内部的Dl将输出高电平脉冲,该高电平脉冲经VD2整流后对C3充电,便D2输出低电平,D3输出高电平,使IC3内S2接通,IC2受触发工作,其2脚输出的音效电信号经V放大后,驱动BL发出悦耳的鸟鸣声。
元器件选择
Rl-R6选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。
Cl-C4均选用耐压值大于6V的铝电解电容器。
VDl-VD3均选用1N4148型硅开关二极管。
V选用S9013或C8050、3DGl2型硅整流二极管。
ICl选用CD4069型六非门集成电路;IC2选用KD-156型音效集成电路;lC3选用CD4046型模拟开关集成电路。
#p#
#e#
如图就是这种门铃的典型线路,晶体管丑BG1、BG2组成互补型多谐振荡器。它的工作原理:当闭合按钮AN,电源E通过R1在BG1的基极上对地形成偏压,使月BG1、BG2导通,在BG2、扬声器Y、按钮AN、电源E上形成回路,扬声器Y两端就建立了噪声电压。此能量又通过电阻R2,电容C正反馈到BG1的基极进行放大补偿,形成振荡,扬声器就发出连续的“嘟--”响声。
此线路振荡频率主要取决于电阻电容R1·C时间常数,增减R1(或C)数值就能改变扬声器发声音调高低。R1(或C)数值大,扬声器发声音调低沉,R1(或C)数值小,发声音调就高尖。读者可根据需要调之。
晶体管BG1可用3DG201等任何型号的小功率NPN型硅三级管,β值可在50--200间选用,BG2可用3AX31B等小功率PNP型锗三级管,β值大于30即可。Rl、R2为1/8W的RTX型小型碳膜电阻器。C可用CTl型瓷介电容器。Y可用φ55、8Ω电动扬声器。AN为普通电铃按钮,安装在室外门框上。电源E为两节5号电池。
KD2538是采用CMOS制作工艺、标准黑膏软封装的语音集成电路,该芯片内储“叮咚”等告警语音,广泛应用于报警器、电子门铃等领域。利用KD2538构成的敲击式电子门铃电路典型电路,如图所示,该装置不使用一般电子门铃所需的按钮,当有客人来访时,只要用手轻轻敲击房门,室内的电子门铃就会发出清脆的“叮咚”声,提醒主人有客人到访。
1、电路结构及主要元器件选择
由图可知,该敲击式电子门铃电路由电源电路、拾音电路、单稳态触发器电路、脉冲计数器电路和语音电路等几部分组成。其中,电源电路由电池GB和滤波电容C4组成。实际应用时,GB选用2节5号电池串联供电。
拾音电路由压电陶瓷片BC、晶体管VT1、电阻器R1、R2和电容器Cl组成。实际应用时,BC选用带助声腔的压电陶瓷片;VT1选用S9014型硅NPN晶体管。
单稳态触发器电路由双D触发器集成电路IC1内部的一个D触发器和有关外围元件组成。实际应用时,IC1选用CD4013型双D触发器集成电路。
脉冲计数器电路由十进制脉冲计数器集成电路IC2和有关外围元件组成。实际应用时,IC2选用CD4017型十进制脉冲计数器集成电路。
语音电路由语音集成电路IC3及电阻器R4~R7、电容器C5、C6等外围元件、晶体管VT2、VT3、扬声器BL组成。实际应用时,IC3选用KD2538型语音集成电路;VT2选用59013型硅NPN晶体管;VT3选用S9012型硅PNP晶体管;BL选用0.25W、8Ω的微型电动式扬声器。
2、工作原理
电路通电后,当有客人来访,并用手敲击房门时,压电陶瓷片BC受到机械振动后,其两端产生感应电压(感应效应),该电压经VT1放大后,作为触发电平加至IC1和IC2的CP端,使单稳态触发器翻转,IC1的输出端输出低电平脉冲至IC2的R端,IC2开始对敲击脉冲进行计数。延时1s后,IC1的输出端恢复为高电平,IC2停止计数。当1s内敲击次数超过3次时,IC2的输出端会产生高电平脉冲,触发语音集成电路IC3工作,IC3的O/P端输出语音电平信号,该信号经VT2、VT3放大后,推动扬声器BI-发出“叮咚”声。当无客人来访时,BC两端无感应电压,即IC1~IC3均不工作,VT2和VT3均截止,电路处于监控状态。
利用NS5603型语音集成电路构成的礼仪迎宾电子门铃控制器典型电路如图所示,该电路能在客人按动门铃按钮时发出动听的乐曲声,在主人开门迎客的同时,乐曲声停止,门铃发出“欢迎光临”的礼仪迎宾语,显得得体而亲切。
利用NS5603构成的礼仪迎宾电子门铃控制电路
1.电路结构及主要元器件选择
由图可知,该礼仪迎宾电子门铃控制器由电源电路、触发控制电路、语音电路和延时控制电路组成。其中,电源电路由3节5号电池串联或外接+4.5V稳压电源供电,此处省略未画出。
触发控制电路由时基集成电路IC3、门铃按钮S、磁控开关SA、晶体管VT4、VT5、电阻器R3、R4、R6、二极管VD3、VD4和电容器C1、C2组成。实际应用时,IC3选用NE555型时基集成电路;S选用动合开关;SA选用常闭型干簧管;VT4选用59013型硅NPN晶体管;VT5选用3CG3或C855O型硅PNP晶体管;VD4和VD5选用IN4007型硅整流二极管。
语音电路由语音集成电路IC1、IC2、晶体管VT3和扬声器BL等元器件组成。实际应用时,IC1选用CW9300或KD9300型语音集成电路;IC2选用内储“欢迎光临”语音信息的语音集成电路,例如NS5603等型号;VT3选用S9013型硅NPN晶体管;BL选用0.25W、8Ω型电动扬声器。
延时控制电路由二极管VDl、晶体管VT1、VT2、电阻器R5和电容器C3组成。实际应用时,VD1选用IN4148型硅开关二极管;VT1选用S9013型硅NPN晶体管;VT2选用C8050或3DG12型硅NPN晶体管。
2.工作原理
电路通电后,按下门铃按钮S时,+4.5V电压通过S和VD1对C3快速充电。当C3充满电时,VT1和VT2均饱和导通,使整个电路通电工作。IC3第3脚输出的高电平为IC1提供工作电源,在按下S输出的同时,IC1受触发工作,其3脚输出音乐电信号。该信号一路经VT3放大后,驱动扬声器BL发出响亮的音乐声;另一路经GI、VD2、VD3和C2组成的倍压整流电路处理后,在C2两端产生高电位,为下一步触发IC2和IC3做好准备。
主人将门打开后,磁控开关SA内部的触头接通,使VT4和VT5饱和导通,IC3的2、6脚变换为高电平,3脚输出低电平,IC1失去工作电源而停止工作。与此同时,VT5集电极的高电平使IC2受触发工作,IC2第15脚输出的语音电信号经VT3放大后,驱动BL发出“欢迎光临”的语音声。当C3放电结束后,VT1和VT2截止,整个电路处于断电状态,直到再次按动门铃按钮S。
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