實例分析聲控電路的工作原理

聲控電路的特點是由聲音觸發控制電路的工作，在照明燈控制、電源控制、電風扇等電器控制方面都有很好的應用。

聲控照明燈

利用聲控技術，可以實現照明燈的自動開關。聲控照明燈電路如圖3-12所示，駐極體話筒BM、聲控專用集成電路SK-6等構成聲控電路，電晶體VT等構成觸發電路，雙向晶閘管VS構成功率電子開關，控制照明燈的電源通斷。二極體VD 2 、VD 3 ，電容 C 2 、 C 3 ，穩壓二極體VD 1 ，洩放電阻 R 5 等構成電容降壓電源電路，為聲控電路提供+6V工作電壓。

圖3-12　聲控照明燈

聲控照明燈電路的核心是聲控專用集成電路SK-6，它內部集成有放大器、比較器、雙穩態觸發器等功能電路，能夠完成聲控所需的全部任務。

電路原理和工作過程可以分析如下。當人們發出口哨聲或拍掌聲時，聲音信號被駐極體話筒BM接受並轉換為電信號，通過 C 1 輸入集成電路SK-6，經放大處理後觸發內部雙穩態觸發器翻轉，SK-6的第8腳輸出高電平，使電晶體VT導通，觸發雙向晶閘管VS導通，照明燈EL點亮。

當人們再次發出口哨聲或拍掌聲時，SK-6內部雙穩態觸發器再次翻轉，其第8腳輸出變為低電平，使電晶體VT截止，雙向晶閘管VS失去觸發電壓而在交流電過零時截止，照明燈EL熄滅。

將該電路組裝到各種燈具中，就可以實現利用口哨聲或拍掌聲控制電燈的開與關，不必再安裝傳統開關了。

聲控電源插座

只要您拍一下手，就可以遙控接在這個電源插座上的檯燈、電視機、音響等家用電器的開或者關，這就是聲控電源插座帶來的方便。

圖3-17所示為聲控電源插座的電路圖，由聲電轉換、放大電路、整形電路、執行電路以及電源電路等部分組成。圖3-18所示為電路原理方框圖。

圖3-17　聲控電源插座電路圖

圖3-18　聲控電源插座方框圖

(1)電路結構

聲控電源插座電路包括5個功能單元。①駐極體話筒BM構成聲電轉換器，將聲音轉換為電信號。②電晶體VT 1 構成共發射極放大電路，將BM輸出的聲控信號放大到足夠幅度。③電晶體VT 2 、VT 3 等構成單穩態觸發器，對聲控信號進行整形，保證電路工作的可靠性。④電晶體VT 4 、VT 5 等構成雙穩態觸發器，與雙向晶閘管VS一起組成執行電路，實現對受控電源插座的控制。⑤整流二極體VD 5 ～VD 8 ，以及電容 C 6 ～ C 8 等構成電源電路，為整機提供工作電源。

(2)電路工作原理

當發出聲音信號時，駐極體話筒BM接收到聲波並將其轉換成相應的電信號，經 C 1 耦合至電晶體VT 1 基極進行放大。放大後的信號由VT 1 集電極輸出，經 C 2 、 R 4 微分後，負脈衝通過VD 1 到達電晶體VT 2 基極，觸發單穩態電路翻轉，電晶體VT 3 集電極電壓 U C3 從+12V下跳為0V。

U C3 的電壓變化經 C 4 、 R 11 微分後，負脈衝通過VD 2 加到電晶體VT 4 基極，觸發雙穩態電路翻轉，電晶體VT 5 由導通轉為截止，其集電極電壓加至雙向晶閘管VS的控制極，觸發VS導通，使接在B-B端的家用電器電源接通而工作。

在單穩態觸發器處於暫穩態的1.4s時間裡，聲音信號不再起作用，從而保證了雙穩態觸發器可靠翻轉。

當再次(1.4s以後)發出聲音信號時，單穩態觸發器輸出經 C 5 、 R 12 微分後，負脈衝通過VD 3 加到電晶體VT 5 基極，觸發雙穩態電路再次翻轉，VT 5 導通，雙向晶閘管失去觸發電壓而截止，切斷了家用電器的電源使其停止工作。

(3)電源電路

為縮小體積、降低成本，電源電路採用電容降壓整流電路。 C 8 為降壓電容，對於50Hz的交流電而言，其容抗 X C =1/2πfc≈16kΩ，遠高於電路阻抗，因此220V交流電源中的絕大部分電壓都降在 C 8 上。

經 C 8 降壓後的交流電壓，由整流二極體VD 5 ～VD 8 橋式整流後，再由 C 6 、 C 7 、 R 13 濾除交流成分，最後輸出+12V直流電壓供電路工作。 R 14 為洩放電阻，當切斷電源後， R 14 為 C 8 提供放電迴路。

聲控精靈鼠

聲控精靈鼠是一種聲控玩具。在安靜的環境下，精靈鼠會東瞧西望，試探著向前走。一旦聽到聲響，它就害怕地瞪大雙眼，立即退縮回去。過一會看到沒有危險了，它又試探著前進。

(1)電路工作原理

圖3-19所示為聲控精靈鼠的電路圖。電路中，駐極體話筒BM等組成聲控電路，集成電路IC 1 等構成單穩態觸發器，集成電路IC 2 、IC 3 分別構成驅動器A和驅動器B，與非門D 1 、D 2 等組成多諧振蕩器，與非門D 3 、D 4 等組成閃光控制電路。VD 1 、VD 2 是代表兩隻鼠眼的發光二極體。

圖3-19　聲控精靈鼠電路圖

控制原理如圖3-20所示，單穩態觸發器IC 1 由聲控電路觸發。無聲時，單穩態觸發器輸出為「0」，驅動器使電動機正轉，精靈鼠前進，左右兩眼輪流閃亮。有聲時，單穩態觸發器輸出為「1」，驅動器使電動機反轉，精靈鼠後退，兩眼均為常亮。

圖3-20　控制原理方框圖

(2)驅動電路

驅動器A和B均是由555時基電路構成的施密特觸發器，如圖3-21所示。其中，驅動器A(IC 2 )的輸入信號為單穩態觸發器的輸出信號，而驅動器B(IC 3 )的輸入信號則是驅動器A的輸出信號。由於該施密特觸發器的輸入與輸出為反相，因此驅動器A和B的輸出狀態總是相反的。直流電動機接在兩個驅動器的輸出端之間，構成橋式驅動電路。

圖3-21　驅動電路

當單穩輸出為「0」時，驅動器A輸出端為「1」、驅動器B輸出端為「0」，電動機正轉。當單穩輸出為「1」時，驅動器A輸出端為「0」、驅動器B輸出端為「1」，電動機反轉。

(3)閃光控制電路

與非門D 3 、D 4 組成閃光控制電路，由單穩態觸發器輸出信號的反碼控制。無聲時，精靈鼠前進，單穩輸出的反碼為「1」，與非門D 3 、D 4 打開，多諧振蕩器(D 1 、D 2 )控制兩個發光二極體VD 1 、VD 2 輪流閃亮，模擬精靈鼠兩眼左顧右盼。

當有聲響時，精靈鼠後退，單穩輸出的反碼為「0」，關閉與非門使D 3 、D 4 輸出恆定為「1」，發光二極體VD 1 、VD 2 一齊常亮，模擬精靈鼠害怕地睜大雙眼。