一種定時與調頻的電子助眠器設計

徐州工程學院數學與物理科學學院 韓 松 梅茂飛 王耀武 徐傳杰

一種定時與調頻的電子助眠器設計

徐州工程學院數學與物理科學學院 韓 松 梅茂飛 王耀武 徐傳杰

本文對一種定時與調頻的電子助眠器設計進行了闡述。針對電子助眠器欲實現的各項功能，設計了調頻開關與定時按鍵來滿足不同人的需求，通過實現外置喇叭發出單調循環的“嗒嗒”聲并且發光二極管也會隨著“嗒嗒”聲同步閃爍，來達到最終助眠的效果。

定時；調頻；助眠器；發光二極管

0. 引言

在當今社會，幾乎大部分人都會外出上班，天天早出晚歸，而當下班回家后，他們常常渴望有一個穩定而又充實的睡眠，但也經常會出現失眠的情況，大部分人解決失眠的方法是服用安眠藥，然而安眠藥畢竟是藥物，長期服用肯定是對身體有損傷的。為了讓失眠的人有一個穩定又舒適的睡眠，我設計了一個既能幫助人們盡快入睡又能盡可能的減輕對人身體損傷定時與調頻的電子助眠器。該助眠器采用分類式元件搭建電路，當人們睡覺時，它會發出單調循環的“嗒嗒”聲并且二極管也會隨著聲音而閃爍，這種有節拍的聲音是可以穩定人們的情緒，緩減身心的疲憊，具有一定意義上的助眠效果。使他們的心能夠平靜，從而入睡。人們入睡后，因為電容中的儲電量是有限的，所以助眠器會在電量提供不夠的情況下，主動停止助眠效果。因為每個人對聲音的敏感度不一樣，該裝置可以通過調頻來滿足人們對助眠效果的需求。與此同時它對人們無毒害作用且使用簡單，容易能被不同人群所接受并使用，所以是值得被普遍推廣、且具有良好的市場前景。

1. 系統構成

系統主要由定時與調頻電路、超頻震蕩電路構成。系統框圖如圖1所示。

圖1 系統框圖

2. 電路原理

圖2三極管Q3與Q4構成互補型超低頻多諧振蕩器，電路起震與否主要由電阻R2左端即三極管Q2發射極的電位高低來決定[1]，三極管Q1與 Q2阻容元件R1，C2組成定時電路，平時因開關S2和按鍵SW- PB1處于斷開狀態，R1左端為低電平Q1、Q2處于截止狀態，振蕩器丟失原有的基極偏置電流，電路不起震蕩作用處于靜止狀態。

2.1 定時與調頻電路

主要由三極管Q1與Q2阻容元件R1、C2組成，按下開關S1，在輕輕按一下按鍵S2，通過R1和S1獲得基極偏置電流從而Q1和Q2被迅速導通，發射極端輸出高電平。通過三極管放大作用，改變喇叭“嗒嗒”聲和LED燈閃爍的頻率。當快要入睡的時候，關閉S2，打開SW-PB1的同時，電容C2將通過按鍵SW-PB1被迅速充電[2]，因為電路中電容充電時間常數很小，C2將很快充至電源電壓，松開SW-PB1后，電容C2將通過電阻R1向Q1基極放電，維持Q1、Q2繼續保持導通狀態[3]。

2.2 超頻振蕩電路

主要由三極管Q3與Q4構成，當振蕩器起震時，揚聲器就發出“噠噠”震動聲，同時發光二極管還會發出與聲音同步的亮光，所以助眠器依然可以發出助人入睡的噠噠聲，使入睡者快速入睡，約半小時后，C2儲存電荷基本放完，Q1、Q2由導通狀態轉變為截止狀態，Q3、Q4因失去應有的的基極偏置電流，從而喇叭被迫終止發出“嗒嗒“的聲音，聲光信號皆消失，助眠器處于不工作狀態，基本不再消耗電能。長期使用大大節約能源。

圖2 原理圖

3. 實驗結果與分析

實物圖如圖3所示：

圖3 實物圖

實驗測量結果表明當按下按鍵S1時，C1處于充電狀態，此時三極管Q1、Q2處于截止狀態。當S2再閉合時，Ibe=3V/1.5M=0.2mA。此時三極管Q1、Q2的基極獲得一個偏置電流，電流到Q3會被放大9550倍。此時的電流I=2A，同時Q3、Q4會在震動電壓的作用下使喇叭發出持續的“噠噠”聲。

[1]李志強,黃順,徐田埂等.多功能趣味電路的設計與應用[J].衡陽師范學院學報,2007(3):62-67.

[2]任致遠.變頻式電子催眠器[J].家庭電子,1998,02-15.

[3]童詩白.模擬電子技術基礎[M].高等教育出版社(第四版),2006.