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電子實驗與電子制作之集成電路

冬至子 ? 來源:MikeLi麥克 ? 作者:李 崗 ? 2023-10-11 09:59 ? 次閱讀

晶體管分立元件電路相比,集成電路有以下優點:體積小,可實現電子設備的微型化和小型化;可靠性高;功率消耗低;節約原材料,價格低廉;電路簡化,便于制作安裝。通過下面幾個電路的制作和實驗,就可以初步體驗到集成電路的神奇功能。

一、7642集成電路收音機

電路原理

電路圖見圖23-11。電路由7642收音機集成電路進行高頻放大和檢波,由9013或者9014三極管進行功率放大,用8Ω耳機收聽。

圖片

圖23-11

制作要點

7642集成電路的工作電壓為1.5V,所以整機電源采用一節電池供電。為了減小體積,電路不單獨設立電源開關,采用立體聲耳機輸出插座,用普通耳機插頭;使用時插入耳機插頭,插頭上的外接頭就接通電路電源,起到自動開機和關機的作用。

學習、實驗與思考

1.7642收音機集成電路

這是一種收音機專用集成電路,包含有5個三極管,有高頻放大,檢波和自動增益控制功能。外形和一個晶體三極管相似。由于電路簡單,所以功能較差,只能用來制作簡易便攜式收音機電路。

2.直接耦合放大電路

電路的音頻放大電路采用了直接耦合放大電路。這種電路的特點是電路簡單,穩定性好。例如電路中可用9014替換9013,而不必改變其余電路。也可使用其他型號的低頻三極管。

3.光敏電阻音量控制實驗

便攜式收音機為了減小體積,簡化電路,往往沒有音量控制電路。這給使用帶來了某些不方便。電路采用了光敏電阻自動對音量進行控制,可達到很好的效果。這是因為環境光線的強弱與環境的噪聲強弱一般情況下成正比。在比較明亮的地方,一般環境噪聲較大,這時光敏電阻阻值減小,收音機音量增大;在較黑暗的地方,一般比較安靜,光敏電阻的阻值增大,收音機音量減弱。特別是在夜晚,周圍十分安靜,這時收音機音量自動減小到最低??烧{整并聯在光敏電阻上的電阻來決定最小音量。

其實光敏電阻音量控制器也可以手工控制音量。方法是調整光敏電阻上光線的強弱。

二、2822功放電路收音機

上面介紹的收音機只能用耳機收聽,如果再加一級功率放大,就可以推動喇叭發聲了。

電路原理

電路圖見圖23-21。電路用7642承擔高頻放大和檢波,用2822功放集成電路將音頻信號放大,推動8Ω喇叭發聲。電源電壓采用3V,為了滿足7642工作所需的1.5V電壓,電路采用電阻降壓,用一個發光二極管穩壓。

圖片

圖23-21

制作要點

2822功放集成電路的工作電壓在3~12V,對于本電路來說,可用3V或4.5V。這里的發光二極管兼有穩壓和指示的雙重功能,應采用高亮度的LED,使工作電壓盡量接近7642集成電路的工作電壓。電路體積很小,可盡量縮小體積,制成便攜式的收音機。

學習、實驗與思考

1.功放集成電路的輸出功率

采用本電路的功放集成電路其輸出功率與電源電壓的平方成正比。電壓提高至原來的2倍,輸出功率為原來的4倍。這種BTL式功放的輸出功率計算公式為:

P=U2/2R

當電壓為6V,喇叭阻抗為8Ω,輸出功率約為2.25W。當電壓為3V時,輸出功率約為0.5W。

了解輸出功率是非常重要的,根據輸出功率選擇喇叭的參數和決定電源電壓和電源功率。

2.TDA2822功放集成電路(雙聲道小功率放大器

2822電路內部接線圖和典型應用電路見圖23-22。它包括兩個音頻功率放大電路,每個電路可以單獨組成OTL功放電路,用于立體聲電路的功率放大。其輸入阻抗在數十千歐姆,輸出功率在數瓦,適合用于攜帶式電器中。

通過2822典型電路實驗,可以體驗到集成電路的優點。如果采用晶體管電路完成同樣的工作,就需要2只輸入變壓器,2只輸出變壓器,至少3只晶體三極管,多個電阻器電容器;電路的體積是集成電路的幾十倍,制作過程十分復雜,而電路的性能還不如集成電路。

圖片

圖23-22

3.開發2822電路的新功能

2822電路具有體積小、耗電低、外設電路簡單等優點,可用它制成音頻信號發生器等電路。筆者曾用它制作了一個檢測電容器大小的電路,利用音頻振蕩電路,將被測電容接在反饋電路中,產生音頻振蕩,利用耳朵進行識別,判斷電容器的數量級。這個電路還可作為音頻信號發生器和外接功率放大器之用。讀者還可根據2822的特性,開發出其他實用電路。

三、自制音樂集成片門鈴

音樂片集成電路應用十分廣泛,它是一種CMOS數字集成電路,具有微功耗,多用途等特點。最簡單的音樂片電路就是常用的門鈴電路。

電路原理

電路圖見圖23-31。電路由電源、觸發電路、音樂集成片和電聲轉換器組成。按動一下按鈕開關,觸發電路向音樂片集成電路提供了一個高電位脈沖信號,音樂片就按照程序奏出一段音樂,壓電陶瓷片就會發出優美的樂曲。

圖片

圖23-31

制作要點

可在音樂片上焊接一段硬導線,然后插在面包板上制作。有的9300系列音樂片上面有外接電阻的接點,可在上面焊接不同阻值的電阻,以改變音樂的音調。選用不同的電壓,可改變輸出的聲音大小。電源電壓可在1.5V至12V之間

學習、實驗與思考

1.光控音樂片實驗

觸發電路可以采用脈沖電路,也可利用線性輸入。這是因為CMOS集成電路的門電路的輸入端是根據電壓的高低來判斷輸入狀態的。如果輸入電壓大于電源電壓的二分之一,觸發電路就被觸發;輸入電壓小于電源電壓的二分之一,觸發電路不被觸發。于是可以在觸發電路上接入一光敏電阻和普通電阻的分壓器,利用環境光線的變化觸發音樂片發聲,見圖23-32。

圖片

圖23-32

選擇不同的電阻,可以改變控制的靈敏度;互換光敏電阻和電阻的位置可以改變控制的狀態。在光敏電阻上面用加蓋遮光物體的方法,也可以控制靈敏度。

試一試,用照相機閃光燈照相時,把光控音樂片放在旁邊,會有什么現象發生?

2.音樂片報警實驗

了解了音樂片觸發原理,還可用各種傳感器控制音樂片發聲。比如用磁控、聲控、壓力控、溫控等等。

在音樂片輸出方面,不但可以用壓電陶瓷片,還可用喇叭。9300系列音樂片上有專門安裝三極管放大電路的印刷電路,可以將音樂片制成推動喇叭的一體化電路。實際上,音樂門鈴大都是利用喇叭發聲的。

除了可以利用按鈕開關觸發音樂片之外,還可以用按鈕控制音樂片即時發聲,按下按鈕開關,音樂片發出聲音,松開按鈕開關則停止發聲。這樣的電路只要將開關串聯在電源電路中即可。

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