十九、天黑自動(dòng)照明電燈

本作品每到天黑，就會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮電燈，天明了電燈自動(dòng)熄滅。在某些特定的場(chǎng)合，使用起來(lái)十分方便。

電路簡(jiǎn)介

電路原理圖見(jiàn)圖24-191。電路由光線傳感器，脈沖整形電路，晶閘管交流開(kāi)關(guān)和電源等部分組成。光線傳感器由光敏電阻Rg1和電阻R1組成，外界的環(huán)境光線通過(guò)光線傳感器變成電壓信號(hào)，輸入到由4093組成的脈沖整形電路；天亮的時(shí)候，光線強(qiáng)，光敏電阻Rg1的阻值比R1小，輸入到4093的電壓低于電源電壓的二分之一，通過(guò)脈沖整形電路門(mén)4輸出的信號(hào)為低電平；接在輸出端的發(fā)光二極管LED3不亮，晶閘管交流開(kāi)關(guān)電路的光敏電阻Rg2的阻值在1MΩ以上，晶閘管不導(dǎo)通，電燈不亮。當(dāng)天黑的時(shí)候，光線變?nèi)酰饷綦娮鑂g1的阻值變大，輸入到4093的門(mén)1的電壓升高，導(dǎo)致門(mén)4輸出高電平；這時(shí)發(fā)光二極管LED3被點(diǎn)亮，光敏電阻Rg2的阻值變小，晶閘管導(dǎo)通，電燈被點(diǎn)亮。電源部分采用電阻降壓，通過(guò)二極管整流，把220V交流電變成直流電源。整個(gè)電路工作時(shí)耗電僅為0.5W。

圖24-191

制作要點(diǎn)

1．光線傳感器

要根據(jù)電燈使用的環(huán)境和用戶(hù)的要求進(jìn)行調(diào)整光線傳感器的靈敏度。調(diào)整電阻R1的阻值，可以改變光線傳感器輸出的電壓的高低。此外R1的阻值也與光敏電阻Rg1的型號(hào)有關(guān)。光敏電阻Rg1選定之后，增大R1的阻值，電燈點(diǎn)亮的環(huán)境光線就暗一些；減少R1的阻值，電燈點(diǎn)亮的環(huán)境光線就亮一些。雖然電路有較強(qiáng)的抗干擾性能，安裝時(shí)應(yīng)該避免使電燈直接照射到Rg1。

2．電路工作電壓原則上可用3～15V直流電源。決定工作電壓高低的是穩(wěn)壓二極管的型號(hào)，電路采用兩個(gè)發(fā)光二極管LED1和LED2串聯(lián)代替穩(wěn)壓管，工作電壓約為3.5V。整流電路中的降壓電阻R4的阻值大小決定直流電源輸出的電流能力。電路采用直徑3毫米的高亮度發(fā)光二極管直接照射光敏電阻，驅(qū)動(dòng)晶閘管，只需1毫安電流就可以了。電源電路降壓電阻R4選用75k，功率用2W的就可以保證安全工作了。發(fā)光二極管LED1和LED2還可用來(lái)指示控制電路的工作狀態(tài)，當(dāng)電燈點(diǎn)亮的時(shí)候，它變得比較暗。

學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)與思考

1．4093施密特觸發(fā)器

4093為有施密特觸發(fā)器四2與非門(mén)，其管腳接線圖見(jiàn)圖24-192。作為非門(mén)使用，它與4011的功能相近。另一種和4069功能相近的施密特觸發(fā)器是40106，它有6個(gè)非門(mén)，都含有施密特觸發(fā)器。施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)是它輸出的兩種電平狀態(tài)不是由脈沖信號(hào)觸發(fā)的，而是由輸入端信號(hào)的電位高低來(lái)觸發(fā)的。與普通的非門(mén)比較，它有兩個(gè)特點(diǎn)，一是當(dāng)輸入電壓在轉(zhuǎn)折電壓上，輸出電平變化非常陡峭；二是它有兩個(gè)輸入閾值電壓VT-和VT+，且有 VT-〈1/2 Vdd〈VT+。當(dāng)輸入電壓Vi由低電平逐漸升高時(shí)，當(dāng)電壓升到VT-和1/2 Vdd時(shí)，輸出端電壓保持不變；只有上升到VT+ 時(shí)，輸出電平才由原來(lái)的高電平變?yōu)榈碗娖剑琕T+叫做施密特觸發(fā)器的正觸發(fā)閾值電壓，一般VT+約為58～59%Vdd；與普通非門(mén)不同的是，當(dāng)輸入電位Vi由高電位變低，當(dāng)Vi降低到VT+ 時(shí)，輸出電平仍然保持低電平，并不翻轉(zhuǎn)；只有當(dāng)Vi 繼續(xù)降低到VT-時(shí)，輸出電平才由低變高，VT-叫做施密特觸發(fā)器的負(fù)觸發(fā)閾值電壓，一般VT-約為38～39%Vdd。輸入信號(hào)只有超出VT-～VT+的范圍時(shí)，輸出電平才會(huì)翻轉(zhuǎn)。ΔVT＝VT+—VT-叫做施密特觸發(fā)器的回差電壓。與普通非門(mén)相比，施密特觸發(fā)器非門(mén)有很強(qiáng)的抗干擾能力，無(wú)論輸入何種模擬信號(hào)，輸出一律是脈沖信號(hào)。

圖24-192

施密特觸發(fā)器的輸入—輸出電壓變化圖像見(jiàn)圖24-193。從圖像上看，輸出電平有兩條變化曲線。當(dāng)輸入電壓由低變高時(shí)，輸出電平按曲線A變化，當(dāng)輸入電壓由高變低時(shí)，輸出電平按曲線B變化。

圖24-193

2．施密特觸發(fā)器與普通非門(mén)性能比較實(shí)驗(yàn)

本電路中采用與非門(mén)4093接成非門(mén)使用。如果使用普通的非門(mén)作脈沖整形電路，那么這個(gè)天黑自動(dòng)照明燈會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？從天亮到天黑，有一段光線逐漸變暗的過(guò)程，在這一過(guò)程中，光敏電阻Rg1的阻值變大，光線傳感器輸出的電壓逐漸升高；當(dāng)光線暗到一定的程度，電路翻轉(zhuǎn)，電燈被點(diǎn)亮。但是電燈點(diǎn)亮后，環(huán)境的光線加上電燈光線，就會(huì)變得比電燈點(diǎn)亮以前的環(huán)境光線亮一些，從而導(dǎo)致光線傳感器的光敏電阻阻值減少，電路就會(huì)又翻轉(zhuǎn)一次，導(dǎo)致電燈熄滅。熄滅后，隨著光線減弱，電燈就會(huì)再次被點(diǎn)亮。于是在環(huán)境光線由亮變暗的一段時(shí)間內(nèi)，上述過(guò)程就會(huì)周而復(fù)始地產(chǎn)生，結(jié)果是電燈處于閃亮的狀態(tài)，看起來(lái)其亮度比正常情況要暗一些。這種情況要一直維持到周?chē)h(huán)境的光線進(jìn)一步變暗，到了即使有電燈的光線的影響，也不足以使控制電路改變狀態(tài)時(shí)為止。同樣的道理，當(dāng)環(huán)境光線由暗到亮的變化過(guò)程中，也會(huì)發(fā)生這樣的情況。讀者可以使用普通非門(mén)電路驗(yàn)證這種現(xiàn)象。

也可以用發(fā)光二極管作為輸出燈光，分別用普通的非門(mén)和施密特非門(mén)做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。隨著光線變暗，電路中的發(fā)光二極管會(huì)被點(diǎn)亮。把發(fā)光二極管靠近光敏電阻，距離為1厘米左右；然后用一個(gè)手電筒照射光敏電阻，用照射光線的強(qiáng)弱變化模擬環(huán)境光線的變化。對(duì)于普通的非門(mén)，例如4011和4069，當(dāng)光線逐漸變暗時(shí)，發(fā)光二極管會(huì)有一段時(shí)間變得“半亮”，當(dāng)周?chē)饩€進(jìn)一步變暗時(shí)，它才變成“全亮”。導(dǎo)致發(fā)光二極管“半亮”的原因是什么呢？是不是由于光線不夠暗而使非門(mén)的驅(qū)動(dòng)能力不夠呢？不是。這是由于在環(huán)境光線處于非門(mén)翻轉(zhuǎn)的強(qiáng)度時(shí)，非門(mén)處于不斷來(lái)回翻轉(zhuǎn)的狀態(tài)，輸出的是脈沖信號(hào)，用這個(gè)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，二極管的亮度要比用高電平信號(hào)驅(qū)動(dòng)暗一些。

用施密特非門(mén)進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果則不同。隨著光線的逐漸變暗，到了一定程度，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，發(fā)光二極管變亮。雖然發(fā)光二極管點(diǎn)亮后，燈光加上環(huán)境光線，會(huì)使光敏電阻的阻值變得小一些，進(jìn)而降低了施密特非門(mén)輸入端的電壓，但由于施密特觸發(fā)器的回差電壓的作用，只要輸入電平的變得不低于負(fù)觸發(fā)閾值電壓VT-，非門(mén)的狀態(tài)就不會(huì)翻轉(zhuǎn)，非門(mén)的輸出狀態(tài)就會(huì)維持剛才的狀態(tài)不變，發(fā)光二極管就會(huì)保持點(diǎn)亮的狀態(tài)。當(dāng)光線由暗逐漸變亮，發(fā)光二極管就會(huì)在某一時(shí)刻熄滅。在以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)光二極管只有全亮和熄滅兩種狀態(tài)，不會(huì)產(chǎn)生用普通非門(mén)電路實(shí)驗(yàn)中的振蕩現(xiàn)象。施密特非門(mén)的這一性質(zhì)，用來(lái)制作天黑自動(dòng)照明燈十分有效。

3．如何使用晶閘管

晶閘管也叫可控硅，它相當(dāng)于一個(gè)電子開(kāi)關(guān)，有單向和雙向兩種型號(hào)，電路符號(hào)見(jiàn)圖24-194。單向可控硅有3個(gè)電極，1個(gè)陽(yáng)極，1個(gè)陰極和1個(gè)控制極。使用時(shí)陽(yáng)極與陰極串連在直流電路中，陽(yáng)極接正電，陰極接負(fù)電。當(dāng)控制極不接電壓時(shí)，陽(yáng)極與陰極之間不導(dǎo)通，此時(shí)可控硅處于正向阻斷狀態(tài)。在控制極上加一個(gè)正觸發(fā)電壓，用很小的電流，可控硅就會(huì)導(dǎo)通，此時(shí)陽(yáng)極和陰極之間可以通過(guò)很大的電流，滿(mǎn)足負(fù)載的工作需要。此外，當(dāng)可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通后，控制極上的觸發(fā)電壓降低或被切斷，可控硅仍能保持導(dǎo)通狀態(tài)。雙向可控硅有兩個(gè)負(fù)載電極T1和T2，一個(gè)控制極G；當(dāng)雙向可控硅被觸發(fā)導(dǎo)通后，它的兩個(gè)負(fù)載電極T1和T2之間可以通過(guò)交流電。在控制極G與T1之間加上正觸發(fā)電壓或負(fù)觸發(fā)電壓都可以使雙向可控硅導(dǎo)通。本電路中工作時(shí)控制電壓為220V交流電，負(fù)載功率為100瓦，所以可使用400V耐壓、3A的雙向可控硅。

圖24-194

下面介紹用普通的指針式電表的R×1歐姆檔檢測(cè)可控硅的方法。把電表的正極表筆（紅色表筆）接T1，負(fù)極表筆（黑色表筆）接T2，此時(shí)電阻應(yīng)為無(wú)窮大；然后將G極與T2（黑表筆）連通，此時(shí)電阻應(yīng)變??；這時(shí)將G極與紅表筆斷開(kāi)，T1與T2之間的電阻仍然很小，表示T1與T2之間已經(jīng)導(dǎo)通，據(jù)此可以判斷可控硅是好的。對(duì)于雙向晶閘管，將黑表筆接T1，紅表筆接T2，然后將G極與T2連通，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，T1與T2之間仍可導(dǎo)通；而單向晶閘管則不能導(dǎo)通。如果不知道可控硅的電極，則可以利用它的上述性質(zhì)，利用指針式電表來(lái)分辨。方法是使用指針式萬(wàn)用電表的電阻R×1或R×10擋，測(cè)量每?jī)蓚€(gè)管腳之間的電阻，對(duì)于雙向可控硅，有兩個(gè)電極之間的正反向電阻都很小，它們是T1和G；而T2和其他兩個(gè)電極之間的電阻均為無(wú)窮大。下一步就是利用試驗(yàn)的方法分辨T1和G。這個(gè)問(wèn)題請(qǐng)愛(ài)好者自己動(dòng)手，通過(guò)實(shí)驗(yàn)解決。

本電路采用光敏電阻輸出可控硅的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，它的好處是可以利用較小的直流電源功率驅(qū)動(dòng)可控硅。一般3A的可控硅需要10毫安以上的電流驅(qū)動(dòng)，所以自動(dòng)控制電路中通常采用變壓器或者高耐壓的大容量電容降壓，來(lái)獲取控制電路的直流電源；這樣會(huì)使成本增加，體積大，故障率也高。本電路用發(fā)光二極管照亮光敏電阻Rg2，使用高亮度的發(fā)光二極管只需1毫安電流就可以改變光敏電阻的阻值，從而可靠地驅(qū)動(dòng)可控硅。這樣電路的直流電源可以直接使用電阻降壓取得；從而可以簡(jiǎn)化電路，縮小電路體積，并減少了故障率。

二十、自制數(shù)字時(shí)鐘

雖然制作電子表可以使用專(zhuān)門(mén)的集成電路，但是這里介紹的自制數(shù)字電子時(shí)鐘可以滿(mǎn)足使用者的一些特殊的要求，輸出方式靈活，如可以隨意設(shè)置時(shí)分秒的輸出，改變顯示數(shù)字的大小。

電路簡(jiǎn)介

電路原理圖見(jiàn)圖24-201。電路由時(shí)鐘脈沖發(fā)生器，時(shí)間計(jì)數(shù)器、譯碼、驅(qū)動(dòng)電路和數(shù)字顯示電路以及時(shí)間調(diào)整電路組成。時(shí)鐘脈沖發(fā)生器用4060和4040制作，用32768Hz石英晶體振蕩器與4060組成時(shí)鐘脈沖振蕩電路，再由3級(jí)4040分頻器分別產(chǎn)生分、小時(shí)、天脈沖信號(hào)，分別輸出到計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，然后再分別驅(qū)動(dòng)分、小時(shí)數(shù)字顯示電路。計(jì)數(shù)器采用40110集成電路，它可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)、譯碼和驅(qū)動(dòng)功能，直接驅(qū)動(dòng)7段發(fā)光二極管數(shù)碼管，顯示當(dāng)前時(shí)間是多少小時(shí)多少分。

圖24-201

制作要點(diǎn)

電源電壓采用3V直流供電，整機(jī)工作電流約為數(shù)十毫安。電路圖僅畫(huà)出了電池供電部分，讀者可根據(jù)實(shí)際情況采用其他電源供電。

電路設(shè)置分鐘和小時(shí)數(shù)字顯示，另用發(fā)光二極管LED閃爍顯示秒?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需要確定數(shù)字的位數(shù)，比如增加秒和天的數(shù)字顯示。時(shí)間調(diào)整采用單向增加方式，由調(diào)整按鈕AN1、AN2和AN3來(lái)調(diào)整時(shí)間；它們的功能相同，但調(diào)整的速度不同；由4060的“9”腳引出的按鈕AN1的速度最快，“7”腳的AN2速度次之，“14”腳的AN3最慢。按動(dòng)快進(jìn)鍵AN1，每1秒鐘可以快速向前調(diào)整時(shí)間約4個(gè)半小時(shí)；按動(dòng)AN2，每1秒鐘可以向前調(diào)整約17分鐘；按動(dòng)AN3約1秒鐘，可以向前調(diào)整1分鐘。電子表制作完成后可以用這3個(gè)按鈕重置當(dāng)前正確的時(shí)間。開(kāi)關(guān)K1為清零開(kāi)關(guān)，電路圖中為工作狀態(tài)，如果撥動(dòng)到清零的位置，時(shí)鐘脈沖電路和計(jì)數(shù)器都停止工作，時(shí)間顯示也返回到0小時(shí)0分。開(kāi)關(guān)K2為停止計(jì)時(shí)開(kāi)關(guān)，電路圖中為關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)時(shí)鐘脈沖電路可正常工作。K2主要用來(lái)微調(diào)時(shí)間，它可以將表調(diào)慢；比如發(fā)現(xiàn)表快了1分鐘，撥動(dòng)K2，表就停止計(jì)時(shí)，1分鐘后再撥動(dòng)一下K2，表就按照正確時(shí)間工作了。數(shù)字顯示數(shù)碼管必須采用共陰極型的。R13、R14、R15、R16中為27Ω，它用來(lái)限制數(shù)碼管的電流，調(diào)整它們的阻值可以改變顯示數(shù)字的亮度。如采用5011和5021型的數(shù)碼管，這4個(gè)電阻可以省略不用，將數(shù)碼管的陰極直接接地就可以了。如果用1吋以下的數(shù)碼管，增大這4個(gè)電路的阻值，亮度減低，反之則亮度增加。

學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)與思考

1．時(shí)鐘脈沖電路原理

由IC1、IC2、IC3和IC4組成了時(shí)鐘脈沖電路，它可以產(chǎn)生和輸出電子表工作所需要的秒脈沖信號(hào)、分脈沖信號(hào)、小時(shí)脈沖信號(hào)和天脈沖信號(hào)。它利用4060組成32768Hz振蕩器，再用其內(nèi)部的16384分頻器產(chǎn)生2Hz的脈沖信號(hào)，由它的“9”腳輸出。此脈沖信號(hào)再用第1級(jí)4040組成分頻器產(chǎn)生秒信號(hào)和分信號(hào)，用第2級(jí)和第3級(jí)4040分頻器產(chǎn)生小時(shí)信號(hào)和天信號(hào)。秒信號(hào)由第1級(jí)4040的2分頻輸出端直接產(chǎn)生，分信號(hào)由第1級(jí)4040組成120分頻電路產(chǎn)生；用第2級(jí)4040組成60分頻電路產(chǎn)生分信號(hào)，用第3級(jí)4040組成24分頻電路產(chǎn)生天信號(hào)。如果用12小時(shí)進(jìn)制，則第3級(jí)4040要組成12分頻電路。有關(guān)用4040組成任意分頻系數(shù)電路的原理和方法以前已經(jīng)介紹過(guò)，這里就不再贅述了。微調(diào)4060振蕩器電路中的半可變電容器C1，可以調(diào)整晶體振蕩器的頻率，從而微調(diào)表的快慢。

2．40110十進(jìn)制加減計(jì)數(shù)/譯碼/鎖存/驅(qū)動(dòng)器集成電路簡(jiǎn)介

40110是集計(jì)數(shù)、譯碼、驅(qū)動(dòng)等功能于一身的集成電路。它的管腳接線圖見(jiàn)圖24-202。它有兩個(gè)時(shí)鐘輸入端CP+和CP-，兩個(gè)進(jìn)位輸出端BO和CO，清零端CR，計(jì)數(shù)禁止端CT，顯示鎖存端LE和7個(gè)數(shù)碼驅(qū)動(dòng)端。它輸入時(shí)鐘脈沖，按10進(jìn)制規(guī)律計(jì)數(shù)，并具有加計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)的功能。它還有譯碼和驅(qū)動(dòng)功能，可以直接驅(qū)動(dòng)7段數(shù)碼管工作；它的驅(qū)動(dòng)輸出端每個(gè)數(shù)字的筆劃可以輸出高達(dá)30毫安的電流強(qiáng)度。圖3給出了7段數(shù)碼管的各個(gè)筆劃名稱(chēng)。40110帶有進(jìn)位輸出，可以組成多級(jí)級(jí)聯(lián)電路，完成任意位數(shù)的數(shù)字計(jì)數(shù)器功能。CO是加計(jì)數(shù)進(jìn)位輸出，BO是減計(jì)數(shù)進(jìn)位輸出。計(jì)數(shù)禁止端CT接高電平計(jì)數(shù)停止，但顯示正常。顯示鎖存端LE接高電平，顯示數(shù)字保持不變，但它的內(nèi)部計(jì)數(shù)器仍正常工作，關(guān)閉鎖存功能后，可以繼續(xù)顯示當(dāng)前正確時(shí)間。清零端CR接高電位，計(jì)數(shù)器停止工作，顯示數(shù)字被強(qiáng)迫返回0。本電路用40110分別組成小時(shí)計(jì)數(shù)器和分鐘計(jì)數(shù)器，每個(gè)計(jì)數(shù)器使用2級(jí)級(jí)聯(lián)電路，接成10進(jìn)制位加法計(jì)數(shù)電路。

圖24-202

40110功能表

3．如何設(shè)計(jì)60（24）進(jìn)位計(jì)數(shù)器

數(shù)字電子表需要計(jì)數(shù)器有60進(jìn)位和24進(jìn)位的功能，如何用10進(jìn)制的計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)60進(jìn)位的功能呢？40110電路的分鐘數(shù)字的60進(jìn)位是用小時(shí)的脈沖信號(hào)獲得的。每到60分鐘時(shí)，小時(shí)計(jì)數(shù)器就獲得一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，這個(gè)脈沖在將小時(shí)的計(jì)數(shù)器加1的同時(shí)，還加到了40110分鐘計(jì)數(shù)器的清零端，強(qiáng)迫分鐘計(jì)數(shù)器清零返回；這樣，分鐘數(shù)字每到60就會(huì)變成0，從而實(shí)現(xiàn)了分鐘數(shù)字要求的60進(jìn)位。同理，小時(shí)的24進(jìn)位采用了天計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器每到24小時(shí)，天脈沖發(fā)生器就會(huì)向小時(shí)計(jì)數(shù)器的清零端輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，強(qiáng)迫顯示0小時(shí)，并重新開(kāi)始計(jì)時(shí)。

用普通的10進(jìn)位計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)60進(jìn)位或24進(jìn)位的方法不止一種，還可以利用向7段數(shù)碼管輸出的脈沖信號(hào)構(gòu)成任意數(shù)字的進(jìn)位電路。設(shè)計(jì)方法是利用輸出60（24）時(shí)7段數(shù)碼管各筆劃電位的高低與其它數(shù)字的區(qū)別，再用門(mén)電路經(jīng)過(guò)運(yùn)算，輸出高電平脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器的清零端，就可以實(shí)現(xiàn)返零，從而得到60（24）進(jìn)位的計(jì)數(shù)器電路。讀者如果有興趣，可以自己完成電路設(shè)計(jì)。

4．時(shí)間調(diào)整電路

電路開(kāi)機(jī)后，小時(shí)和分的顯示數(shù)字均為零，也就是零小時(shí)零分。如果當(dāng)前時(shí)間不是零點(diǎn)，就要對(duì)電子表進(jìn)行時(shí)間調(diào)整。不論當(dāng)前的時(shí)間是多少，都需要用時(shí)間快進(jìn)調(diào)整按鈕AN1~AN3進(jìn)行設(shè)置。使用過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)表慢了，也可以用它們將時(shí)間調(diào)快，但是不能將時(shí)間調(diào)慢。如果發(fā)現(xiàn)表快了一些，可以使用時(shí)間開(kāi)關(guān)K2進(jìn)行調(diào)整。將時(shí)間開(kāi)關(guān)打開(kāi)，電子表就停止了計(jì)時(shí)，停在原來(lái)的時(shí)間。當(dāng)時(shí)間到了顯示的時(shí)間，再撥動(dòng)一下K2就可以了。本電路調(diào)整時(shí)間的電路原理是向計(jì)數(shù)器輸入比正常時(shí)間快若干倍的時(shí)鐘脈沖。電子表正常工作時(shí)，4060振蕩/分頻器向4040分頻器輸出的脈沖信號(hào)頻率為2Hz。按鈕AN1接在32768振蕩器的輸出端，當(dāng)按下AN1時(shí)，向4040分頻器輸出的脈沖信號(hào)頻率變成32768Hz，這樣，電子表的計(jì)時(shí)就比正常時(shí)間快了16384倍，按下1秒鐘，電子表就走了16384秒。AN2和AN3分別接在4060的16分頻和256分頻輸出端，它們可以分別向4040輸出2048 Hz和128Hz的脈沖，根據(jù)同樣的道理，它們分別比正常時(shí)間快了1024倍和64倍。讀者可以根據(jù)自己的習(xí)慣和需要，另行選擇快速調(diào)整按鈕的倍率；方法是改變調(diào)整按鈕接在4060分頻器輸出端的位置。4060提供了以下倍率的分頻系數(shù)：Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、Q12、Q13、Q14，分頻系數(shù)分別為2--4、25、26、27、28、29、210、212、213、214，加上不加分頻的輸出端，共有11種選擇。

K1的作用是可以在電子表的使用過(guò)程中，隨時(shí)將時(shí)間清零。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電子表顯示的時(shí)間不同步的時(shí)候就要使用它。所謂時(shí)間同步，就是指顯示的時(shí)間數(shù)字按照時(shí)間規(guī)律進(jìn)行進(jìn)位；對(duì)于分鐘來(lái)說(shuō)，只有到了60分鐘的時(shí)候，小時(shí)才應(yīng)該進(jìn)位，而且分鐘變成0分；對(duì)于小時(shí)來(lái)說(shuō)，只有到了23小時(shí)60分鐘的時(shí)候，才應(yīng)該進(jìn)位，并立即返回到0小時(shí)0分；否則就是不同步。這時(shí)可撥動(dòng)一下清零開(kāi)關(guān)K1，則時(shí)鐘脈沖發(fā)生器停止工作，3個(gè)4040分頻計(jì)數(shù)器內(nèi)部均返回到0值；40110計(jì)數(shù)器也停止計(jì)數(shù)，各位計(jì)數(shù)器返回并且顯示數(shù)字0值；此時(shí)電子表停止了工作，顯示0小時(shí)0分；只有再撥動(dòng)一下清零開(kāi)關(guān)，電子表開(kāi)始重新計(jì)時(shí)。

5．設(shè)計(jì)更新穎的電子表電路

讀者可以根據(jù)自己的需要，在這款電路的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)出符合自己需要的電子表電路。下面提出幾種方案參考。

①增加輸出的位數(shù)，如秒、分鐘、小時(shí)、天的數(shù)字顯示。并可改變顯示數(shù)字的大小、顏色，根據(jù)自己的愛(ài)好和習(xí)慣組合，一改傳統(tǒng)數(shù)字鐘表呆板的面孔。

②用秒脈沖信號(hào)控制數(shù)碼顯示管的亮滅，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字間歇顯示的功能。讓小時(shí)、分、秒的數(shù)字輪流發(fā)光顯示，例如在1秒鐘內(nèi)，小時(shí)顯示半秒鐘，然后熄滅半秒鐘，而分鐘熄滅半秒鐘，顯示半秒鐘。這樣不但可以節(jié)省一半的電源消耗，而且具有動(dòng)感。

③在電源方面，可以設(shè)計(jì)出具有防電源停電功能的電路。解決的思路由很多種，比較實(shí)用的可以使用兩組電源供電，一組電池供電，外加一路交流電源供電。

如果找不到40110集成電路，也可以用4510和4511兩種集成電路組合使用完成40110的功能。

廿一、變音報(bào)警器

電路原理

電路圖見(jiàn)圖24-211。電路由多諧振蕩器、鋸齒波發(fā)生器、壓控頻率振蕩器、壓電陶瓷片組成。多諧振蕩器產(chǎn)生方波信號(hào)，經(jīng)過(guò)積分電路變成鋸齒波，將鋸齒波接入到由4046組成的壓控音頻振蕩器的頻率控制端。隨著控制電壓以鋸齒波的規(guī)律發(fā)生變化，壓控音頻振蕩器輸出的音頻信號(hào)的頻率會(huì)隨之改變，輸出電路壓電陶瓷片就會(huì)發(fā)出音調(diào)就會(huì)有規(guī)律變化的聲音，聽(tīng)起來(lái)就有類(lèi)似警笛的發(fā)聲效果。

圖24-211

制作要點(diǎn)

電路無(wú)需調(diào)試即可正常工作。電源電壓為直流3～6V，如果所用電池比較舊，可以在電源上并聯(lián)一個(gè)100μf的電解電容器。聲音輸出電路采用壓電陶瓷片模擬發(fā)聲。如果需要比較大的音量輸出，可以在輸出端增加放大電路。

通過(guò)改變振蕩器的頻率可以得到很多種報(bào)警器的聲響。變音的調(diào)試可從聲音的基調(diào)和變化的快慢兩方面進(jìn)行。用電阻R1可以調(diào)整報(bào)警聲音的基礎(chǔ)頻率的高低。通過(guò)改變4069多諧振蕩器的頻率可以改變調(diào)制速度。調(diào)制速度改變后，產(chǎn)生鋸齒波的積分電路的時(shí)間常數(shù)，也就是R4和C2的取值也要進(jìn)行調(diào)整。一般地，調(diào)制速度變化越快，積分電路的時(shí)間常數(shù)也越?。徽{(diào)整時(shí)應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，以得到預(yù)期的報(bào)警聲音。

學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)與思考

1．4046鎖相環(huán)集成電路

4046鎖相環(huán)集成電路是一種多功能的復(fù)合型集成電路，其內(nèi)部接線如圖24-212。它包括輸入整形電路、頻率比較器Ⅰ、頻率比較器Ⅱ、壓控振蕩器等，它的基本用途有以下幾種：

①電壓控制振蕩

②頻率合成

③頻率調(diào)制

④鎖相環(huán)電路（鑒頻）

圖24-212

圖24-213是4046的邏輯圖。對(duì)于比較復(fù)雜的電路，可以采用分解的方式逐步掌握；本文首先介紹有關(guān)利用4046的電壓控制振蕩的性質(zhì)的實(shí)用電路。

圖24-213

2．變音報(bào)警器電路原理分析

①壓控振蕩器原理和實(shí)驗(yàn)

4046內(nèi)部的壓控振蕩器，可以在電壓的控制下產(chǎn)生從極低頻率到數(shù)兆赫茲的寬范圍脈沖信號(hào)。振蕩的中心頻率由R1腳外接的電阻確定，振蕩的最低頻率由R2腳外接的電阻確定。控制端的電壓越高，振蕩器輸出頻率也越高。電壓控制振蕩器VCO的中心振蕩頻率由外接電容C1、外接電阻R1和R2決定。其振蕩頻率還可由外部控制電壓改變。這個(gè)控制電壓從9腳VCOin輸入，電壓越高，振蕩頻率也越高，4腳Qvco為電壓控制振蕩器VCO的振蕩輸出端。R1與R2都可以決定振蕩頻率，它們的區(qū)別在于：只用R1而不用R2，振蕩頻率范圍沒(méi)有下限，可以從最高調(diào)到最低；而接入R2，振蕩器的頻率就有一個(gè)下限，只能從某一頻率開(kāi)始，隨著電壓的升高，頻率從這個(gè)頻率開(kāi)始升高。使用時(shí)可以根據(jù)需要決定是否接入R2。

電壓控制振蕩器的中心頻率f0由C1、R1（R2）決定，一般有f0=1/2πR1C1。

如果在音頻范圍內(nèi)進(jìn)行壓控振蕩器實(shí)驗(yàn)，可用壓電陶瓷片接在輸出端4腳，用來(lái)監(jiān)聽(tīng)振蕩器的輸出頻率?？捎靡?a target="_blank">電位器調(diào)整R1控制電壓的高地，就可以聽(tīng)到頻率在發(fā)生變化。提高控制端的輸入電壓，振蕩頻率逐漸升高，到了20kHz左右，聲音變得越來(lái)越小，最后就聽(tīng)不見(jiàn)了，但是振蕩器仍然在工作，只不過(guò)工作在20kHz以上，人耳無(wú)法聽(tīng)見(jiàn)。

取下R1，接入到R2的位置，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證一下R2的功能。

同時(shí)接入R1和R2（各為20k），看看輸出有什么變化。

在剛才的實(shí)驗(yàn)中，逐漸調(diào)高輸出頻率，一直到聽(tīng)不到聲音為止。這時(shí)從理論上判斷，振蕩頻率超過(guò)了20kHz，振蕩器仍然在工作。只不過(guò)由于頻率高達(dá)幾十kHz到上百kHz，人耳無(wú)法聽(tīng)到。如何證明這時(shí)電壓控制振蕩器仍然在工作呢？可以用一個(gè)中波收音機(jī)，打開(kāi)后放在電壓控制振蕩器旁邊。這時(shí)就可以聽(tīng)到電壓控制振蕩器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)對(duì)收音機(jī)產(chǎn)生的干擾現(xiàn)象。調(diào)整電壓控制振蕩器的頻率，收音機(jī)發(fā)出的干擾信號(hào)也會(huì)隨之變化；這是因?yàn)殡妷嚎刂普袷幤鳟a(chǎn)生的振蕩的高次諧波落入了中波無(wú)線電信號(hào)的頻率范圍，因而對(duì)收音機(jī)產(chǎn)生了干擾現(xiàn)象。

②變音振蕩原理

了解了4046電壓控制振蕩電路原理，就不難理解變音報(bào)警器的電路原理了。變音報(bào)警器由4046產(chǎn)生一個(gè)基礎(chǔ)音頻振蕩。同時(shí)，它的電壓控制振蕩輸入端接入一個(gè)電壓不斷從低漸漸變高，然后再由高漸漸變低的鋸齒波（也叫三角波），這樣，電壓控制振蕩器的輸出就是一個(gè)頻率逐漸由低變高，再逐漸由高變低進(jìn)行變化的聲音了。

②三角波的產(chǎn)生原理

由4069多諧振蕩器產(chǎn)生矩形方波，再通過(guò)積分電路，就會(huì)變成近似的三角波。這時(shí)因?yàn)樵诰匦蚊}沖的上升階段，積分電路上電容的電壓不能躍變，只能以指數(shù)規(guī)律上升；同時(shí)由于適當(dāng)?shù)卦O(shè)定積分電路的時(shí)間常數(shù)，在電容上的電壓還沒(méi)有上升到接近脈沖峰值電壓時(shí)，方波電壓就到了下降階段；這樣，電容上的電壓就會(huì)以指數(shù)規(guī)律下降。如此周而復(fù)始，在積分電路上的電容器的電壓就呈現(xiàn)出近似三角波的脈沖電壓；見(jiàn)圖24-211。由以上分析可以得出積分電路的時(shí)間常數(shù)可取脈沖的周期二分之一左右。

如果積分電路的時(shí)間常數(shù)與脈沖周期的比值在一定的范圍變化，報(bào)警器發(fā)出的聲音的音色也會(huì)產(chǎn)生變化。由此可見(jiàn)，要調(diào)整變音報(bào)警器的音色，可以改變其基調(diào)的頻率，也可以改變調(diào)制的頻率，還可以改變積分電路的時(shí)間常數(shù)。通過(guò)以上三方面的調(diào)整，就可以得出變化多端的變音報(bào)警聲音。

4．設(shè)計(jì)聲音測(cè)電筆

4046電壓控制振蕩器的控制電壓輸入端的輸入阻抗很高，高達(dá)1012Ω，因此可利用這一性質(zhì)制作一個(gè)聲音測(cè)電筆。

聲音測(cè)電筆利用發(fā)出的聲音音調(diào)改變來(lái)檢測(cè)周?chē)矬w的帶電情況。從電壓控制端接出一段導(dǎo)線作為探測(cè)電極，再接一個(gè)二極管和電容器并聯(lián)在控制端，一個(gè)聲音電場(chǎng)感應(yīng)測(cè)試儀就制作完畢。此時(shí)用探測(cè)電極接近帶電物體，例如220V電源線，就會(huì)聽(tīng)到壓電陶瓷片發(fā)出尖叫，頻率越高，表示電場(chǎng)越強(qiáng)。具體電路可仿照前面介紹的感應(yīng)驗(yàn)電筆設(shè)計(jì)。

5．創(chuàng)新設(shè)計(jì)——超聲波驅(qū)蚊器

據(jù)說(shuō)超聲波可以用來(lái)驅(qū)除蚊蟲(chóng)，有關(guān)這方面的電路也層出不窮。比較可信的電路是一種發(fā)出頻率可以改變的超聲波的驅(qū)蚊電路。蚊蟲(chóng)的種類(lèi)不同，對(duì)超聲波的敏感程度也不同，對(duì)各種頻率的反應(yīng)也不同。如果驅(qū)蚊器只能發(fā)出某種固定頻率的超聲波，驅(qū)蚊的效果就要大打折扣；如果驅(qū)蚊器可以發(fā)出頻率范圍很寬的超聲波，就會(huì)有比較好的驅(qū)蚊效果。如何設(shè)計(jì)一種可以發(fā)出頻率范圍很寬的超聲波電路呢？采用壓控變頻振蕩電路就可以解決這個(gè)問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題留給讀者，希望讀者在做了本文所提供的各種實(shí)驗(yàn)之后，能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)出用4046制作的超聲波驅(qū)蚊器。

廿二、模擬金屬探測(cè)器

用金屬靠近模擬金屬探測(cè)器的探頭，探測(cè)器發(fā)出的聲音信號(hào)音調(diào)就會(huì)變化，提示人們發(fā)現(xiàn)了“地雷”。

電路原理

電路圖見(jiàn)圖24-221。電路由金屬探頭、高頻振蕩器、頻率比較器和音頻輸出電路組成。高頻振蕩器由4069電路和振蕩回路組成；金屬探頭為一磁棒線圈，是振蕩回路的線圈，當(dāng)金屬物靠近它時(shí)，就會(huì)改變線圈的電感量，從而導(dǎo)致高頻振蕩器的頻率發(fā)生變化；頻率比較器由4046電路組成，其內(nèi)部有一固定頻率振蕩發(fā)生器，高頻振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)與4046內(nèi)部的信號(hào)進(jìn)行比較，其差頻在2腳的相位比較器Ⅰ輸出。選擇一定頻率的內(nèi)部振蕩信號(hào)，使之與線圈產(chǎn)生的信號(hào)的差頻為音頻信號(hào)，這樣，當(dāng)探頭靠近金屬物體時(shí)，輸出音頻信號(hào)頻率就會(huì)產(chǎn)生變化，人利用聽(tīng)覺(jué)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)“地雷”。4069的另一組非門(mén)組成緩沖電路，可將音頻輸出信號(hào)的電壓放大為原來(lái)的2倍，從而提高音量。

圖24-221

制作要點(diǎn)

振蕩線圈也可以采用空心線圈，形狀為圓形或矩形均可；面積可在數(shù)十平方厘米以上。至于磁棒線圈與空心線圈哪一種的探測(cè)靈敏高，則需實(shí)驗(yàn)確定。電路中的兩個(gè)發(fā)光二極管用來(lái)指示工作狀態(tài)。電路可采用3～6V的電壓，因?yàn)?046壓控振蕩器對(duì)電壓變化很靈敏，所以要用新電池或者經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓的電源電路。如果電源電壓用9V，可使用4046自身帶的穩(wěn)壓二極管DZ，通過(guò)電阻和DZ將工作電壓穩(wěn)定在5V。

學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)與思考

1．探測(cè)金屬原理

本電路使用了4046鎖相環(huán)電路的相位比較器的頻率合成功能。4046有2個(gè)相位比較器，本電路使用的相位比較器Ⅰ兼有頻率合成功能。在第14腳輸入一種脈沖振蕩，在第3腳輸入4046自身的脈沖振蕩，在相位比較器Ⅰ輸出端就可以得到這兩種不同頻率的脈沖合成后的脈沖振蕩。據(jù)實(shí)驗(yàn)，這種合成脈沖包括輸入的兩種不同頻率脈沖的差頻；例如4046自身的振蕩頻率為400kHz，外部輸入脈沖頻率為402kHz，則在第2腳相位輸出端可輸出402-400=2kHz的脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)正好落在音頻范圍。顯然，如果輸入脈沖信號(hào)頻率發(fā)生變化，輸出的音頻信號(hào)頻率也會(huì)發(fā)生變化。

2．基調(diào)頻率的選擇

人耳對(duì)不同頻率的聲音的敏感程度不同，在沒(méi)有探測(cè)到金屬的時(shí)候，探測(cè)儀的聲音頻率可以根據(jù)使用者的習(xí)慣加以調(diào)整，以在這一頻率上升高或降低最為明顯為好。

3．不同金屬對(duì)線圈電感量的影響

一般說(shuō)來(lái)，鐵等導(dǎo)磁金屬靠近線圈，可以增加線圈的電感量，所以用鐵或鐵芯靠近探頭，線圈電感量變大，高頻振蕩器的輸出信號(hào)頻率降低。這時(shí)聲音輸出到底是音調(diào)變高還是變低？這時(shí)，再用銅鋁等金屬靠近線圈，線圈電感量會(huì)變小，高頻振蕩器的輸出信號(hào)頻率會(huì)升高。這時(shí)聲音輸出的音調(diào)變化又如何呢？不管怎樣，兩種實(shí)驗(yàn)的變化是相反的。至于為什么變化不確定，請(qǐng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決。

在探頭振蕩回路參數(shù)不變的情況下，調(diào)整4046內(nèi)部固定頻率振蕩電路的振蕩頻率，會(huì)發(fā)生什么情況呢？要注意聲音的輸出是兩個(gè)振蕩器的頻率之差的絕對(duì)值。相信通過(guò)實(shí)驗(yàn)就會(huì)徹底掌握這一問(wèn)題的答案。

4．壓控振蕩器發(fā)射中波信號(hào)實(shí)驗(yàn)

4046的壓控振蕩可產(chǎn)生中波范圍的高頻信號(hào)，并可用中波收音機(jī)接收。電路中產(chǎn)生的高頻信號(hào)被音頻脈沖信號(hào)調(diào)制。按電路接好，打開(kāi)收音機(jī)，就可以聽(tīng)到音頻信號(hào)。調(diào)整發(fā)射天線、距離等，做好實(shí)驗(yàn)記錄。電路可利用4046的頻率合成原理，可以進(jìn)行中波調(diào)制無(wú)線信號(hào)的發(fā)生實(shí)驗(yàn)。將一中波收音機(jī)放在距離實(shí)驗(yàn)電路10厘米之處，就可以聽(tīng)到電路發(fā)出的中波調(diào)制信號(hào)。電路可用4069產(chǎn)生音頻調(diào)制信號(hào)，這個(gè)信號(hào)輸出到4046的相位比較器的輸入端。4046的電壓控制振蕩器工作在中波波段。這樣，從相位比較器的輸出端就可以得到經(jīng)過(guò)音頻信號(hào)調(diào)制的中波信號(hào)。在相位比較器的輸出端接有一段數(shù)厘米長(zhǎng)的導(dǎo)線做為發(fā)射天線，中波收音機(jī)收到了這個(gè)信號(hào)，就可以在喇叭放出音頻調(diào)制信號(hào)。具體電路請(qǐng)讀者自行設(shè)計(jì)。

5．提高探測(cè)靈敏度的實(shí)驗(yàn)

此電路對(duì)金屬物品的靈敏度較低，如何進(jìn)行改進(jìn)呢？希望讀者自己通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)解決這一問(wèn)題。影響靈敏度的因素較多，電路工作頻率是一項(xiàng)重要因素。此外，LC振蕩器中電感L與電容C的數(shù)值選取也有很大的關(guān)系。對(duì)于某一特定頻率來(lái)說(shuō)，取決于LC的乘積。問(wèn)題是究竟電感L取得大一些，還是取得小一些可以提高靈敏度呢？此外，電感可以采用空心線圈，也可以采用磁棒以縮小體積。但是，它們的靈敏度又會(huì)產(chǎn)生如何變化呢？希望讀者不要拘泥于本電路推薦的數(shù)值，自己通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出正確的結(jié)論。

廿三、音頻遙控開(kāi)關(guān)

每發(fā)出一個(gè)特定頻率的聲音，就會(huì)控制開(kāi)關(guān)改變一次狀態(tài)；開(kāi)關(guān)對(duì)環(huán)境中的其他頻率的聲音沒(méi)有反應(yīng)。

電路原理

電路原理圖見(jiàn)圖24-231。電路由音頻放大電路、鎖相環(huán)電路和開(kāi)關(guān)輸出電路組成。音頻放大電路將話(huà)筒得到的聲音信號(hào)進(jìn)行放大。外界的聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后接到鎖相環(huán)電路的輸入端。鎖相環(huán)電路內(nèi)部有一個(gè)壓控振蕩器，平時(shí)工作在設(shè)定的工作頻率上。當(dāng)外界的聲音信號(hào)傳入鎖相環(huán)電路，每當(dāng)接收到與壓控振蕩器工作頻率相同的聲音信號(hào)時(shí)，鎖相環(huán)電路就處于鎖定狀態(tài)，輸出電路的電壓由低變高，控制開(kāi)關(guān)輸出電路改變開(kāi)關(guān)狀態(tài)。

圖24-231

制作要點(diǎn)

電路可用口哨聲音進(jìn)行控制。調(diào)整電路的接受頻率，使得電路只對(duì)特定的口哨聲音產(chǎn)生反應(yīng)。仔細(xì)調(diào)整，使得電路靈敏度最高，控制距離最遠(yuǎn)。如果制作者比較有經(jīng)驗(yàn)，也可以使用嘴吹出口哨進(jìn)行電路的調(diào)整。

學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)與思考

1．鎖相環(huán)電路原理

鎖相環(huán)電路包括相位比較器、低通濾波器和電壓控制振蕩器3部分組成。相位比較器的功能是對(duì)外界的聲音信號(hào)與內(nèi)部的脈沖信號(hào)的中心頻率進(jìn)行頻率比較，當(dāng)頻率相同時(shí)，從第1腳輸出高電位；無(wú)論是外界的聲音信號(hào)還是內(nèi)部的振蕩信號(hào)，其頻率都會(huì)產(chǎn)生漂移，實(shí)際上兩者的頻率不可能相同，鎖相環(huán)電路可能處于失鎖狀態(tài)。為了解決這一問(wèn)題，鎖相環(huán)電路可通過(guò)低通濾波器將相位比較器輸出的電壓反饋到電壓控制振蕩器，改變內(nèi)部振蕩脈沖的頻率，使之與外界信號(hào)的頻率相同，這種由起始的失鎖狀態(tài)到最終的鎖定狀態(tài)所允許的輸入信號(hào)頻率范圍叫作頻率捕捉范圍。

2．選頻開(kāi)關(guān)原理

現(xiàn)有的一些利用鎖相環(huán)電路做選頻開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)在于幾乎沒(méi)有選擇性，它利用了壓控振蕩，幾乎對(duì)所有接近外來(lái)信號(hào)頻率的干擾信號(hào)都可接收。本機(jī)電路與現(xiàn)有的4046鎖相環(huán)電路的區(qū)別在于，對(duì)相位比較器輸出的控制電壓采取了分壓，只允許電壓的一小部分對(duì)壓控振蕩器進(jìn)行控制，所以捕捉范圍比較窄。當(dāng)然，這個(gè)范圍很容易通過(guò)改變電壓的比例進(jìn)行調(diào)整。

具體措施：①壓控振蕩器的控制電壓由兩部分組成；②基礎(chǔ)電壓決定壓控振蕩器工作頻率與接收信號(hào)的頻率一致，這個(gè)電壓由電位器R6提供；③4046鎖相環(huán)輸出的鎖定電壓通過(guò)R8與R7組成的分壓器分配后，與基礎(chǔ)電壓一起加到壓控振蕩器上；④通過(guò)控制兩種電壓的比例，可以任意調(diào)節(jié)選頻開(kāi)關(guān)的選擇頻率捕捉范圍；基礎(chǔ)電壓所占比例大，選擇性好，捕捉范圍較窄；鎖相環(huán)輸出的鎖定電壓所占比例大，選擇性差，捕捉范圍較寬。

3．開(kāi)發(fā)DTMF雙音頻信號(hào)自動(dòng)控制電路

①什么是DTMF雙音頻信號(hào)

DTMF雙音頻信號(hào)有16個(gè)，分別由4個(gè)高頻信號(hào)和4個(gè)低頻信號(hào)組合而成，例如數(shù)字 “1”由高頻組的1209Hz與低頻組的697Hz組成，接收時(shí)需使用專(zhuān)用解碼電路，只有信號(hào)同時(shí)包含這兩種特定頻率的信號(hào)，才能被確認(rèn)；這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)干擾信號(hào)的有效抑制，確保了電路在強(qiáng)干擾條件下的可靠工作。程控電話(huà)使用了其中12個(gè)。程控電話(huà)可以使用雙音頻信號(hào)進(jìn)行撥號(hào)和其它功能的控制。

下表為DTMF雙音頻信號(hào)編碼表。

②如何得到雙音頻信號(hào)

可利用專(zhuān)用集成電路產(chǎn)生TDMF信號(hào)，也可利用電話(huà)機(jī)中產(chǎn)生的雙音頻信號(hào)。

③如何將雙音頻信號(hào)解碼

可利用專(zhuān)用集成電路；如果僅對(duì)其中少數(shù)編碼進(jìn)行解碼，也可以利用4046鎖相環(huán)電路組成特定雙音頻信號(hào)解碼器。原理是用兩個(gè)4046鎖相環(huán)電路組成兩個(gè)選頻開(kāi)關(guān)，分別對(duì)雙音頻信號(hào)中的一種進(jìn)行選頻；然后再用與門(mén)電路將接收的控制信號(hào)合成，只有當(dāng)兩路信號(hào)都通過(guò)時(shí)，與門(mén)電路才有輸出信號(hào)。

④利用雙音頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)遙控開(kāi)關(guān)

隨著電話(huà)的普及，人們可以利用電話(huà)對(duì)家中的電器進(jìn)行遙控。比較簡(jiǎn)便可靠的方法就是利用雙音頻信號(hào)發(fā)出特定的控制碼，然后通過(guò)解碼電路將控制信號(hào)輸出，從而達(dá)到控制遠(yuǎn)距離電器的目的。

讀者可自己開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)利用雙音頻信號(hào)解碼電路的實(shí)驗(yàn)電路和遙控設(shè)備。