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1、第四章 电声玩具电路设计第一节第一节有线通信玩具有线通信玩具 有线对讲机通常可分为“工作”与“等待”两个状态，而且大部分时间都是处于不工作的等待状态。要求在等待状态不消耗电能。工作状态又分为“呼叫”与“对讲”两个工作状态。呼叫状态系指通信一方给对方发一表示要求对讲的信号的工作状态，其目的是要求对方做好对讲的准备。对讲状态系指通信双方互相通话的状态。对讲机通常分为主机与副机两部分。通信的一方占有主机，而另一方占有副机。主、副机设有控制开关，分别控制对讲机的等待状态、呼叫状态与通话状态。而且主机上还有一个总开关，当它闭合时，才能进行通信。有线对讲机虽然有不少种类，但其原理大臻相同。下面我们结合实例
2、进行分析。一、普通型对讲机 图3-1为这种对讲机的电路原理图。它分为甲、乙两方，并分别由通信双方所持有甲方线路复杂，对讲效果主要取自这一方，故称作主机。乙方只有一个喇叭及很少的元件组成，故称作副机。图3-1普通型对讲机电路原理图 二、门铃式对讲机这是一个即可做门铃，又可用语互相对讲的电子玩具。显然它具有使用价值，其原理与上述的对讲机一样。当它做门铃时，相当于一放呼叫另一方，只不过这种呼叫是单方向的；当用它通话时，则与普通对讲机一样。本对讲机的特点 是，放大部分采用了集成电路，而且采用了一块音乐集成电路以增加兴趣。对讲机的电路原理图如图3-2所示。图3-2门铃式对讲机的电路原理图 这种门铃式对话
3、机还可以接成多个副机、一个主机的形式。这样，就可以实现一个人分别与几个人对话或游戏。三、多路有线对讲机下面我们介绍的多路有线对讲机具有多台副机，主机可与任何一台副机相互通话而且主机能识别哪一台副机在呼叫。与上述电路一样，将放大电路部分仍设置在主机，这可使副机的成本明显降低。该机可用于商店帐台与各柜台营业员的通话，旅馆服务台与各房间之间的传呼及医院值班室与各病房床位之间的联系等。整机电路原理，如图3-3（c）所示，。图3-3 多路有线对讲机的电路原理图四、有线玩具电话 谈起电话，它应有讲和听两种功能。当上述有线对讲机处于对讲状态时，就能完成听和讲两种功能，所以说它此时就是一个玩具电话。下面我们分
4、析一个简单的玩具电话线路。图3-4是它的电路原理图。两个晶体管BG1,BG2组成了低频放大器。与对讲机时一样，扬声器在讲时作为话筒在听时作为喇叭。图3-4 有线玩具电话的电路原理图 从上面的玩具电话不难看出，它只能做到非听即讲，或非讲即听，与真实电话有较大差别。下面我们介绍一种玩具电话，既可以克服以上缺点，它只需1.5v供电，而且甲乙双方相距30m，仍能正常通话。图3-5 玩具电话的电路原理图 第二节第二节无线通信玩具无线通信玩具有线对讲机受空间和距离的限制，所以它只能在有限的范围内进行通话游戏。无线对讲机则能克服上述缺点。我们在分析无线电遥控玩具时知道，发射与接收是单向的。而在无线对讲机中，
5、发射与接收是双向的，即游戏者任何一方都具有发射与接收两种功能，因此线路相对要复杂些。一、简易无线对讲机图4-6为其电路原理图。它由晶体管BG1BG3、接收/发射转换开关K1、电源开关K2与开关K3组成。转换开关K1处与不同位置，电路将分别构成发射机或接受机，下面逐一进行分析。图3-6 简易无线对讲机电路原理图 当K3置于断开位置、K1置于图中所示位置（接收）时，电路等效于图4-7所示的电路。这时，BG1组成超再省检波器，BG2、BG3构成两极低频放大器。不难看出，图3-7为一超再生检波接收机，其工作原理请参阅第一章有关部分。图3-7 对讲机等效为接收机 当K3断开、K1置于发射位置时，图3-6
6、的电路等效于图4-8所示的电路，这时扬声器变为话筒，接收声音信号，并经过C8偶耦合到BG2的基极，经BG2、BG3两极放大后的音频信号，从BG3的集电极输出，加到BG1的基极。又由于BG1为共基极电容三点式振荡器，这个振荡器产生的高频载频信号被音频信号调幅，成为已调波，并由天线发射出去。显然，图3-8为一调幅发射机。图3-8 对讲机等效为发射机 当K1置于发射位置、K3接通时，则BG3集电极的输出经R11、C14和C8反馈到BG2的基极，这样，BG2、BG3就构成一个自激振荡器，它产生1000Hz左右的音频信号，然后再调制BG1产生的载波，从而发出呼叫信号。通信双方各自具有一台如图3-6所示的
7、收发两用机。通信时，一方置于发射状态，另一方置于接收状态，先由发方发出呼叫信号，联系好后，再进行通话。二、玩具无线电话这种无线通信玩具具有效通话距离为100多米，电路简单，一般不用调试就能取得满意的效果。本机的电路原理如图3-9所示。K1是一个四刀双掷开关，当K1在“a”位置时，电路处于“接收”状态；当K1置于“b”位置时，电路处于“发射”状态。图3-9 玩具无线电话电路原理图当K1置于“a”时，电路为一超再生检波式接收机。BG1构成超再生检波器，BG2构成低频电压放大器，BG3、BG4构成推挽式输出放大器，BG5、BG6此时不用。这时电路接收对方发来的信号。当K1置于“b”时，电路为一调幅发
8、射机。BG1构成的电路此时不用，扬声器作为 话筒通过连的基极，声音信号经的放大器放大，由变压器耦合到组成的推挽自激载频振荡进行调幅，产生的调幅信号经线圈耦合至天线，然后发射出去。三、集成无线对讲机这种对讲机主要有集成块组成，灵敏度较高，输出率较大，通话距离为一公里左右其电路原理如图3-10所示。工作状态由四刀双掷开关控制，图中所处的位置为收话状态，当为另一端时，则处于发话状态。SL315为高，中频音响集成电路，它具有变频和中放的功能；与晶提构成发射时的载波振荡器；构成电极调幅电路。图3-10 IC无线对讲机电路原理图 第三节 扩音玩具 此类玩具的特点就是把玩具进行扩大,再配以相应的动作,构成一
9、音响为主的玩具。一、玩具扩音机这种玩具实际上是一种小型扩音机.其外型设计的比较的灵活,可装背带,以便小朋友背着进行游戏.整个玩具由手握式话筒和书包式机箱构成。当儿童手握式进行唱歌和喊话时,从机箱的扬声器中便发出经扩音发出的声音.图3-11为玩具扩音机的电路原理。图3-11 玩具扩音机的电路原理图 图中,话筒部分有2英寸永磁扬声器及变压器T1的主要功能为阻抗变换,如果选用驻极体电容传声器作为话筒,则可省去此变压器.话筒部分通过金属屏蔽线把音频信号输送至机箱上的低放线路版.R1和C2、C3组成通滤变器,可以减少高频频杂波干扰,BG1构成前置放大器,W2可以 调整BG1的工作点,经BG1放大后的音频
10、信号由C5藕和到BG2进行放大,再由变压器耦合到BG3和BG4进行推挽功率放大,最后由扬声器发声.W1为开关的电位器,它控制电量与电源的接通.整个线路的元件均装配在一块矩形的线路板上,然后与扬声器、电池装在塑料机箱内。二、活动扩音玩具 这种玩具在扩音玩具的基础上在配以机械结构,使玩具能按着声音的节奏作出相应的动作.它由话筒和玩具本体两部分组成.当儿童手持话筒唱歌或讲话时,一方面玩具内低放线路板将声音扩大而发出声音,另一方面经放大后的音频纤毫再去控制继电器，使其按照声音的节奏进行闭合或释放，于是就使变速机构也按节奏动作起来，例如，一种玩具小熊就属于这种玩具 当小朋友拿着话筒唱歌时，从底座的扬声器就发出扩大的声音，有如小熊在唱歌同时，声音信号又控制了电路中继电器的吸合，使变速机动作，小熊做出摇摆姿态，犹如跳起舞来当唱歌的节奏越快，继电器吸合的频率越快，因此，电动机的时间越长，小熊跳舞的速度也相应地加快；而当唱歌是节奏房慢时，小熊的动作也随之减慢，好象无精打采的样子由于这种玩具按声音的节奏做出动作，同时又兼有扩音效果，故具有浓厚的趣味性。