給普通晶體管鬧鐘加裝本文介紹的語音叫鬧電路,即可制成新穎有趣的會說話報曉“鬧”鐘。家里有晶體管鬧鐘的讀者不妨動手一試!
一、工作原理
會說話的“鬧”鐘電路如圖所示。晶體管鬧鐘(虛線框內所示)構成定時響鬧觸發電路,語音集成電路A和外圍元器件構成響鬧電路。
清晨,當主人設定的報鬧時間到來時,晶體管鬧鐘的a、h引絨之間呈通路狀態,語音集成電路A的觸發端TG從電池G的正極獲得高電平,A受觸發工作,其OUT端反復輪流輸出模擬“嘟喔、嘟喔……”聲+“該起床啦!快起來呀!”語音聲電信號,經晶體三極管VT功率放大后,推動揚聲器B不停地發出叫起床聲來;主人醒來后打開止鬧開關SA,則語音集成電路A的TG端失去高電平信號,揚聲器B立即中止響鬧聲;同時,語音集成電路A的TG端受到高電平下降沿的作用,觸發A從OUT端輸出一遍內儲的“早晨好!”語音電信號。經晶體三極管VT功率放大后,推動揚聲器B發出親切友好地問候語,然后自動停止工作。在響鬧的同時,發光二極管VD會跟隨聲響同步閃光。
電路中,由于a、b接線回路提供給語音集成電路A觸發端的觸發電流≤40μA,故原晶體管鬧鐘內的電鈴不會發聲。RI是語音集成電路A的外接振蕩電阻器,其阻值大小影響叫鬧聲的速度和音調,典型取值為330kD;R2主要用于降低動態時電路的耗電量。c為退耦電容器,可有效降低電池G的交流內阻,相對延長電池使用壽命。
二、元器件選擇
A選用G2000型專用叫起床聲語音集成電路,它采用軟包封裝形式制作在一塊尺寸為22mm×16mm的小印制板上,并給有外圍元器件焊接孔,使用很方便。
G2000的主要參數:
型工作電壓3V,觸發電流≤40μA,音頻輸出電流≥3mA,閃光輸出電流6≥mA,靜態總電流<1μA,工作溫度范圍-10~60℃。
vT用9013(集電極最大允許電流1cm=0.5A,集電極最大允許功耗Pem=625mW)或3DX201、3DG12型硅NPN中功率晶體三極管,要求電流放大系數B>100。VD用∮5mm高亮度發光二極管,顏色按各人喜好自選。R1、R2均用RTX-1/8W型碳膜電阻器。c用CD11-10V型電解電容器。B用(∮29mm×9mm、8Ω、0.1W超薄微型動圈式揚聲器,以減小體積,方便安裝。G用兩節5號干電池串聯而成,電壓為3v。
晶體管鬧鐘用市售成品。筆者制作時用的是上海第四鐘廠生產的JIS4F型晶體管翻字日歷鬧鐘,效果很好。
三、制作與使用
整個響鬧電路以語音集成電路A為基板,按圖所示進行焊接。焊接時電烙鐵外殼一定要良好接地,以免交流感應電壓擊穿A內部CMOS集成電路!
焊接好的電路全部裝入欲改造升級的晶體管鬧鐘內部,并在其外殼適當部位為揚聲器B開出釋音孔、為發光二極管VD開出發光孔。為簡化制作,發光二極管VD也可省掉不用。新增電路通過a、h兩根引線頭與鐘內原電鈴響鬧電路相接,注意止鬧開關sA與鐘內1.5V電池負極之間的連線應切斷,不然的話電鈴也會報鬧。如鐘內空閑位置不足以安裝下新增語音電路,可將無用的電鈴拆除(兩接線頭直接相連),以開辟空間進行安裝。
制成的會說話“鬧”鐘,電路無須任何調試便可投入使用。它的操作方法跟原來鬧鈴的操作方法完全一樣。如嫌叫起床聲不夠逼真,可適當調換語音集成電路A的外接振蕩電阻器R1阻值(240~430kΩ)來加以調節,直到滿意為止。由于整個響鬧電路平時耗電甚微(實測靜態總電流<1μA),工作時一般<130mA,故用電很節省。每換一次新干電池。可用半年以上時間。