如何使用IC4093构建简单的板球啁啾声音发生器电路

这篇文章解释了如何使用单个IC 4093和其他一些无源元件构建一个简单的板球啁啾声音发生器电路。

电子蟋蟀声音发生器是一种产生与真实蟋蟀昆虫完全相同的声音的设备。这是使用一组配置为模拟蟋蟀鸣叫声的振荡器完成的。

应用

假设你刚从朋友家度过的一个晚上回来。但是在你离开朋友家之前，你在房子的某个地方藏了一个讨厌的小电路，模拟蟋蟀的噪音。

这个小虫子开始啁啾，啁啾，啾啾，一旦家庭灯关闭（比如睡前）。

我们的蟋蟀虫也不知道什么时候停止。

即使您的朋友踩踏地板或在声音发生的位置扔鞋子，鸣叫仍在继续。当你的朋友受够了，他或她会起床去寻找小恶魔。但是一旦打开灯，就会完全安静下来。..。..完全没有声音。

基本工作理念

基本上，电子板球是一种光敏设备，可在弱光条件或完全黑暗的情况下打开，但在全室光线照射下立即关闭。

除了电路被用于无伤大雅的恶作剧的可能性之外，该设计还具有教育意义，因为它展示了如何使用单个4093 IC来创建三个电子振荡器（其中两个有助于发出线性调频声音，第三个像计时器一样工作，以提供线性调频之间的轻微延迟）。

电路说明

电子板球电路的示意图如下所示。值得注意的是，该电路本质上是一个4093 CMOS四通道双输入NAND施密特触发器（IC1），排列为3个顺序连接的振荡器，每个振荡器影响前一个振荡器的功能。

调制（或混频）电路与第四施密特触发器一起使用。电子蟋蟀的重复率由第一个振荡器（基于IC1a）控制。

C4、R1 和 R7 的组合定义了振荡器的频率。产生颤振声音的速度由电位计R7（重复）控制。

在此实现中，硫化镉光电管（R10），通常称为光相关电阻或LDR，与电位计R9和电容器C4串联，在电阻R10和电容器C4的帮助下在结处产生电压。这适用于IC1a的输入。

导致触发发生的光强度由电位计R9（灵敏度）决定。

当照射到R10 LDR表面的光线降低到所需水平时，第一个振荡器与R10一起触发电路。LDR R10 可检测环境照明，在绝对黑暗中具有许多兆欧姆的电阻，在全光下的最大电阻约为 200 欧姆。

随着R10测量的光强度降低，R8上的电阻开始下降。这会导致提供给IC1a输入端的电压增加。因此，IC1a的输出被迫为低电平。

由于LDR R10的影响，只要电源关闭或处于降低电平，IC1a的输出就会保持低电平，直到IC1a的输入通过其他外部电源被拖高。

IC1a的低输出被分成几个通道。IC1a输出通过一个通道反馈到其输入，导致其输出翻转高电平。

该高电平被发送回IC1a的输入（导致C4充电），使其输出再次变低。该低电平被反馈到IC1a的输入端，使其输出再次变为高电平。这一系列事件无限期地持续，只要LDR R10表面上没有光线可用。

在此期间，IC1a的输出沿着第二通道向下，并馈送到门控电路的输入之一（围绕IC1c配置）。

围绕IC1b配置的第二个振荡器输出将另一个输入馈送到IC1c。

第二个振荡器的工作方式也与第一个振荡器相同，只是其输出以不同的频率切换，该频率由C3，R2和R8（470K电位器，用作电路的调制控制）的值调节。

在IC1c中，两个振荡器的输出合并以产生第三个信号频率，该频率应用于IC1d的桥接输入。

该网络的工作方式类似于第三个振荡器。电子蟋蟀鸣叫声产生的频率由第三个振荡器决定。第三个振荡器输出施加于晶体管Q1基极。这里的Q1就像一个开关，以组件R3、R6和C2设定的速率打开和关闭。

通过切换Q1产生的信号触发蜂鸣器ON以产生所需的啁啾声。R6（TONE）电位计可用于改变输出声音的幅度。

一旦灯打开，光辐射就会照射到LDR R10上，导致其电阻下降，使电路失效，直到该区域再次变暗。

声音控制

拟议的电子板球声音发生器电路具有4种不同的声音输出控制设施。

R6 = 控制声音输出的音质

R7 = 控制啁啾声的重复率。

R8 = 控制声音的调制电平。

R9 = 控制LDR的灵敏度，并确定在什么黑暗水平下可以触发电路