電子實驗與電子制作之集成電路

與晶體管分立元件電路相比，集成電路有以下優(yōu)點：體積小，可實現(xiàn)電子設(shè)備的微型化和小型化；可靠性高；功率消耗低；節(jié)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(jié)電池供電。為了減小體積，電路不單獨設(shè)立電源開關(guān)，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(guān)機的作用。

學(xué)習(xí)、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(wěn)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(huán)境光線的強弱與環(huán)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(huán)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{(diào)整并聯(lián)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(diào)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(fā)聲了。

電路原理

電路圖見圖23-21。電路用7642承擔(dān)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(fā)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(fā)光二極管穩(wěn)壓。

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(fā)光二極管兼有穩(wěn)壓和指示的雙重功能，應(yīng)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(xué)習(xí)、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(dāng)電壓為6V，喇叭阻抗為8Ω，輸出功率約為2.25W。當(dāng)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(jù)輸出功率選擇喇叭的參數(shù)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(nèi)部接線圖和典型應(yīng)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(shù)十千歐姆，輸出功率在數(shù)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(yōu)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，多個電阻器和電容器；電路的體積是集成電路的幾十倍，制作過程十分復(fù)雜，而電路的性能還不如集成電路。

圖23-22

3．開發(fā)2822電路的新功能

2822電路具有體積小、耗電低、外設(shè)電路簡單等優(yōu)點，可用它制成音頻信號發(fā)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(chǎn)生音頻振蕩，利用耳朵進行識別，判斷電容器的數(shù)量級。這個電路還可作為音頻信號發(fā)生器和外接功率放大器之用。讀者還可根據(jù)2822的特性，開發(fā)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(yīng)用十分廣泛，它是一種CMOS數(shù)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(fā)電路、音樂集成片和電聲轉(zhuǎn)換器組成。按動一下按鈕開關(guān)，觸發(fā)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(fā)出優(yōu)美的樂曲。

圖23-31

制作要點

可在音樂片上焊接一段硬導(dǎo)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(diào)。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(xué)習(xí)、實驗與思考

1．光控音樂片實驗

觸發(fā)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(jù)電壓的高低來判斷輸入狀態(tài)的。如果輸入電壓大于電源電壓的二分之一，觸發(fā)電路就被觸發(fā)；輸入電壓小于電源電壓的二分之一，觸發(fā)電路不被觸發(fā)。于是可以在觸發(fā)電路上接入一光敏電阻和普通電阻的分壓器，利用環(huán)境光線的變化觸發(fā)音樂片發(fā)聲，見圖23-32。

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(tài)。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(xiàn)象發(fā)生？

2．音樂片報警實驗

了解了音樂片觸發(fā)原理，還可用各種傳感器控制音樂片發(fā)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(fā)聲的。

除了可以利用按鈕開關(guān)觸發(fā)音樂片之外，還可以用按鈕控制音樂片即時發(fā)聲，按下按鈕開關(guān)，音樂片發(fā)出聲音，松開按鈕開關(guān)則停止發(fā)聲。這樣的電路只要將開關(guān)串聯(lián)在電源電路中即可。