实例分析声控电路的工作原理

实例分析声控电路的工作原理

声控电路的特点是由声音触发控制电路的工作，在照明灯控制、电源控制、电风扇等电器控制方面都有很好的应用。

声控照明灯

利用声控技术，可以实现照明灯的自动开关。声控照明灯电路如图3-12所示，驻极体话筒BM、声控专用集成电路SK-6等构成声控电路，晶体管VT等构成触发电路，双向晶闸管VS构成功率电子开关，控制照明灯的电源通断。二极管VD 2 、VD 3 ，电容 C 2 、 C 3 ，稳压二极管VD 1 ，泄放电阻 R 5 等构成电容降压电源电路，为声控电路提供+6V工作电压。

图3-12　声控照明灯 声控照明灯电路的核心是声控专用集成电路SK-6，它内部集成有放大器、比较器、双稳态触发器等功能电路，能够完成声控所需的全部任务。

电路原理和工作过程可以分析如下。当人们发出口哨声或拍掌声时，声音信号被驻极体话筒BM接受并转换为电信号，通过 C 1 输入集成电路SK-6，经放大处理后触发内部双稳态触发器翻转，SK-6的第8脚输出高电平，使晶体管VT导通，触发双向晶闸管VS导通，照明灯EL点亮。

当人们再次发出口哨声或拍掌声时，SK-6内部双稳态触发器再次翻转，其第8脚输出变为低电平，使晶体管VT截止，双向晶闸管VS失去触发电压而在交流电过零时截止，照明灯EL熄灭。

将该电路组装到各种灯具中，就可以实现利用口哨声或拍掌声控制电灯的开与关，不必再安装传统开关了。

声控电源插座

只要您拍一下手，就可以遥控接在这个电源插座上的台灯、电视机、音响等家用电器的开或者关，这就是声控电源插座带来的方便。

图3-17所示为声控电源插座的电路图，由声电转换、放大电路、整形电路、执行电路以及电源电路等部分组成。图3-18所示为电路原理方框图。

图3-17　声控电源插座电路图 图3-18　声控电源插座方框图 (1)电路结构

声控电源插座电路包括5个功能单元。①驻极体话筒BM构成声电转换器，将声音转换为电信号。②晶体管VT 1 构成共发射极放大电路，将BM输出的声控信号放大到足够幅度。③晶体管VT 2 、VT 3 等构成单稳态触发器，对声控信号进行整形，保证电路工作的可靠性。④晶体管VT 4 、VT 5 等构成双稳态触发器，与双向晶闸管VS一起组成执行电路，实现对受控电源插座的控制。⑤整流二极管VD 5 ～VD 8 ，以及电容 C 6 ～ C 8 等构成电源电路，为整机提供工作电源。

(2)电路工作原理

当发出声音信号时，驻极体话筒BM接收到声波并将其转换成相应的电信号，经 C 1 耦合至晶体管VT 1 基极进行放大。放大后的信号由VT 1 集电极输出，经 C 2 、 R 4 微分后，负脉冲通过VD 1 到达晶体管VT 2 基极，触发单稳态电路翻转，晶体管VT 3 集电极电压 U C3 从+12V下跳为0V。

U C3 的电压变化经 C 4 、 R 11 微分后，负脉冲通过VD 2 加到晶体管VT 4 基极，触发双稳态电路翻转，晶体管VT 5 由导通转为截止，其集电极电压加至双向晶闸管VS的控制极，触发VS导通，使接在B-B端的家用电器电源接通而工作。

在单稳态触发器处于暂稳态的1.4s时间里，声音信号不再起作用，从而保证了双稳态触发器可靠翻转。

当再次(1.4s以后)发出声音信号时，单稳态触发器输出经 C 5 、 R 12 微分后，负脉冲通过VD 3 加到晶体管VT 5 基极，触发双稳态电路再次翻转，VT 5 导通，双向晶闸管失去触发电压而截止，切断了家用电器的电源使其停止工作。

(3)电源电路

为缩小体积、降低成本，电源电路采用电容降压整流电路。 C 8 为降压电容，对于50Hz的交流电而言，其容抗 X C =1/2πfc≈16kΩ，远高于电路阻抗，因此220V交流电源中的绝大部分电压都降在 C 8 上。

经 C 8 降压后的交流电压，由整流二极管VD 5 ～VD 8 桥式整流后，再由 C 6 、 C 7 、 R 13 滤除交流成分，最后输出+12V直流电压供电路工作。 R 14 为泄放电阻，当切断电源后， R 14 为 C 8 提供放电回路。

声控精灵鼠

声控精灵鼠是一种声控玩具。在安静的环境下，精灵鼠会东瞧西望，试探着向前走。一旦听到声响，它就害怕地瞪大双眼，立即退缩回去。过一会看到没有危险了，它又试探着前进。

(1)电路工作原理

图3-19所示为声控精灵鼠的电路图。电路中，驻极体话筒BM等组成声控电路，集成电路IC 1 等构成单稳态触发器，集成电路IC 2 、IC 3 分别构成驱动器A和驱动器B，与非门D 1 、D 2 等组成多谐振荡器，与非门D 3 、D 4 等组成闪光控制电路。VD 1 、VD 2 是代表两只鼠眼的发光二极管。

图3-19　声控精灵鼠电路图 控制原理如图3-20所示，单稳态触发器IC 1 由声控电路触发。无声时，单稳态触发器输出为“0”，驱动器使电动机正转，精灵鼠前进，左右两眼轮流闪亮。有声时，单稳态触发器输出为“1”，驱动器使电动机反转，精灵鼠后退，两眼均为常亮。

图3-20　控制原理方框图 (2)驱动电路

驱动器A和B均是由555时基电路构成的施密特触发器，如图3-21所示。其中，驱动器A(IC 2 )的输入信号为单稳态触发器的输出信号，而驱动器B(IC 3 )的输入信号则是驱动器A的输出信号。由于该施密特触发器的输入与输出为反相，因此驱动器A和B的输出状态总是相反的。直流电动机接在两个驱动器的输出端之间，构成桥式驱动电路。

图3-21　驱动电路 当单稳输出为“0”时，驱动器A输出端为“1”、驱动器B输出端为“0”，电动机正转。当单稳输出为“1”时，驱动器A输出端为“0”、驱动器B输出端为“1”，电动机反转。

(3)闪光控制电路

与非门D 3 、D 4 组成闪光控制电路，由单稳态触发器输出信号的反码控制。无声时，精灵鼠前进，单稳输出的反码为“1”，与非门D 3 、D 4 打开，多谐振荡器(D 1 、D 2 )控制两个发光二极管VD 1 、VD 2 轮流闪亮，模拟精灵鼠两眼左顾右盼。

当有声响时，精灵鼠后退，单稳输出的反码为“0”，关闭与非门使D 3 、D 4 输出恒定为“1”，发光二极管VD 1 、VD 2 一齐常亮，模拟精灵鼠害怕地睁大双眼。