当在有效距离范围内拍一下手掌时,突发的声波被压电陶瓷片B接收,并转换成微弱的电信号,该信号的正半周经VT1放大后,从其集电极输出负脉冲,时基集成电路IC的2脚获得瞬间低于1/3VDD=1.5V 的低电平触发信号,使IC组成的单稳态电路受触发进入暂稳态(即延时状态),IC的3脚输出高电平,VT2获得适合的偏流而导通,VT3进入完全饱和导通状态,小电珠通电发出亮光,随着IC的3脚变成高电平,IC内部导通的三极管截止,解除对电容器C的短路,电池GB通过电阻R3向电容器C开始充电,当C两端的充电电压(即IC的高电位触发端6脚电位)达到2/3VDD=3V时,单稳态电路翻转恢复稳态,IC内部三极管重新导通,C通过IC的7,1脚放电并被再次短路,IC的3脚重新输出低电平,导通到VT2,VT3失去偏流而截止,H断电自动熄灭。
电路中,小电珠H每次延时点亮的时间长短,取决于单稳态电路中电阻器R3,电容器C的时间常数,具体可以通过公式:T=1.1R3C来估算。按图选择R3和C的值,H延时点亮的时间约为1min。在晶体三极管VT1电流放大系数β,R1电阻值确定的情况下,通过改变R2的电阻值,可调整静态时IC的2脚电位高低,也就是说,通过适当调整R2的电阻值,可以控制声控灵敏度。
(二)元器件选择:
IC选用静态功耗很小的CMOS时基集成电路(又称“555时基集成电路),如5G7555,CB7555,CH7555,SG7555型等,它是一种模拟,数字混合集成电路,其引脚排列和功能如图2所示。这种CMOS时基集成电路的静态电流很小,只有75uA左右(4.5V工作电压下测定),而且工作电压低(实测不低于2V就能工作)。常用的普通TTL工艺生产的“555”时基集成电路,因其功耗大,要求工作电压较高(≥4.5V),所以不适宜在本制作中使用。
VT1,VT2均选用9014(集电极允许最大电流ICM=0.1A,集电极最大允许功耗PCM=310mW)或3DG8型硅NPN小功率三极管,要求VT1的电流放大系数β>200,VT2的电流放大系数β>100,VT3选用9012(ICM=-0.5A,PCM=625mW)或3CG23型硅PNP中功率晶体三极管,要求电流放大系数β>50。
R1-R5均选用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C用漏电很小的优质CD11-10V型电解电容器。B用φ27mm压电陶瓷片,如FT-27,HTD27A-1型等,要求配上简易塑料或金属共振腔盒。H用手电筒常用的3.8V,0.3A小电珠(三节干电池供电的手电筒专用)。GB用三节5号干电池串联(须配塑料电池架)而成,电压4.5V.