简单易制的声控电路工作原理

电子设计 2019-01-30 28383

描述

一、电路工作原理

下图是声控电路的电原理图。当你对着声控电路的小话筒拍手或喊叫时，电路中的继电器会开始工作，工作几秒钟继电器会自动停止。

电路中的小话筒可以把声音信号转变为电信号，通过三极管VT1的放大去触发后面的控制电路。

三极管VT2、VT3及其电阻器、电容器组成单稳态电路。电阻器R4为三极管VT2提供了基极电流；而三极管VT3的基极电流则是从三极管VT2的集电极电阻R5上得到的。三极管VT2集电极与三极管VT3基极之间是直接耦合的；而三极管VT3集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容器C3来完成的。

单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时，选择合理的R4阻值，使三极管VT2稳定在饱和状态；此时它的集电极电压约为0.3V以下。这样使三极管VT3稳定在截止状态。这就是单稳态电路的稳定状态。

当信号中的一个负脉冲通过C2到达三极管VT2的基极时，三极管VT2开始趋向截止，它的集电极电流减小，集电极电压升高；经过直接耦合，使三极管VT3的基极电压升高，三极管VT3开始导通，它的集电极电压下降；经电容C3的耦合又使三极管VT2的基极电压进一步下降（虽然这时负脉冲已经不再存在），形成一个正反馈，很快达到一个新的状态。此时三极管VT2截止，三极管VT3饱和导通。这就是单稳态电路的暂稳态现象。

单稳态电路的暂稳态是不能持久的。在暂稳态期间，电容器C3通过电阻器R4进行放电，随着放电的进行三极管VT2的基极电压逐渐升高，当它达到0.5V以上时，三极管VT2开始导通，正反馈现象再次发生，整个电路很快又回到VT2饱和导通，VT3截止的稳定状态。电容器C3通过电阻器R4的放电过程决定了电路暂稳态的维持时间。根据计算，这个时间t—0.7×R4×C3。在本电路中电阻R4为270kΩ，电容C3为47μF，所以t=0.7×270×103×47×10-6～9秒。根据这个公式可以改变电阻器R4或电容器C3的参数，来延长或缩短电路的延迟时间。

电路复原后，电容器C3通过继电器和三极管VT2的发射结进行充电。充电完成后电路才可以接收下一次的触发。

如果声控电路直接控制两只白色发光二极管，也可以不用继电器。此时电源电压应为4.5V，它的电路如下图所示。如果使用6V电压，要改变电阻器R6的阻值。

声控电路

二、电路的制作与调试

下图是声控电路的电路板安装图，它的尺寸为45mm×25mm。它是按照下图所示电路画的。但是在电路板上预留了继电器的位置。对照电原理图中元器件的数值认清元器件。三极管全部为9014NPN型三极管，电阻器为l/8W碳膜或金属膜电阻器，电解电容器的耐压为10V，BM是小型驻极体话筒，VD1、VD2为两只白色发光二极管。安装时首先将电阻器R5、R6、三极管VT3和两只白色发光二极管焊到电路板上。接通4.5V电后两只白色发光二极管亮。

声控电路

第二步将电容器C3、三极管VT2和电阻器R4焊到电路板上，这样可以试验单稳态电路的工作状态。通电后两只白色发光二极管亮一下就会自动熄灭。如果用导线短路一下三极管VT2的基极与发射极，单稳态电路就会被触发进入暂稳态期间，两只白色发光二极管亮几秒钟。

第三步将其它的元器件和小话筒装好。检查无误后接通直流电源进行试验。首次通电时两只白色发光二极管会亮几秒钟然后自动熄灭。两只白色发光二极管熄灭后可以拍手来触发声控电路，每拍一下手，两只白色发光二极管还会亮几秒钟。由于小话筒的差异，有时需要调整电阻器Rl的阻值，使小话筒的灵敏度达到较佳状态。

如果使用继电器，它的一组常开触点可以作为受控电器的开关，这一部分在电原理图中没有画出。继电器可选用6V的小型继电器。电路板安装图的右边两接点即为继电器的常开触点。声控电路调试成功后就可用这两点作为电器开关。

由于这个电路比较简单，它对声音没用选择，只要音量达到一定程度，电路就会有反应，所以有些场合不便使用。此外下图所示的电路不能直接驱动小电动机！

因为电动机产生的干扰会使电路不能正常工作。如果要用小电动机只能采用图1所示的电路，用继电器来控制小电动机，或者对电路进行一定的改进。

声控电路

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