基于多路音控电路的任意控制的研究设计

　　音控电路既是用声音对电路进行控制，不必象无线遥控和红外遥控一样需要专门的遥控发射装置，因而得到广泛的应用。目前市场上广泛使用的楼道音控延时开关，音控玩具开关等即是如此。但是这只是一种输出状态的开关或只能顺序控制多种输出状态的开关，不能任意控制输出状态。查阅国内的一些刊物和杂志，目前还没有发现对音控电路进行任意控制输出状态的文章或论文。针对这一情况，研究音控电路特点，设计制作出一种能任意控制输出状态的较廉价的抗噪性能较好的音控电路。
　　
　　1　一般音控电路分析及任意控制输出状态音控电路设计思路
　　
　　1.1一般音控电路特点分析
　　无线遥控和红外遥控容易对多路输出进行任意控制，其原因是都可以采用对发射装置进行状态编码，接收装置又可以对收到的信号进行解码，因而可以任意控制输出状态。但音控电路一般无专门的发射装置，无法对发射信号进行编码。另外，音控电路的最大缺点是抗干扰能力非常差，环境噪音很容易使音控电路产生误动作，造成严重的不良结果。所以提高音控电路的抗噪能力是非常必要的。
　　
　　1.2设计思路
　　以掌声作为输入信号，见图1波形示意图，图1(a)为掌声输入信号，图1(b)为经正向整流滤波后的波形示意图。
　　
　　由计数器进行计数，计数器输出经rc电路选择触发t′触发器翻转使开关电路动作。由图2可知，rc电路的时间常数选择得远大于掌声输入信号的间隔时间，电容上的电压小于t′触发器翻转的电压，虽然掌声1和掌声2使计数器的输出y₁，y₂为高电平，但时间都很短暂，对应1路和2路的rc电路输出信号电平都很低，1，2路的开关电路都不动作。第3掌声使计数器的输出y₃一直为高电平，(因为后面再没有掌声了)该路的rc电路输出信号为高电平，对应t′触发器翻转使开关电路动作。由此可见，用快速的连续掌声就能任意控制音控电路的输出状态。
　　
　　
　　2 电路设计
　　
　　2.1 电路组成方框图
　　(1)音控输入放大电路：由驻极体话筒，三极管t₁和外围元件构成，作用是进行声电转换和初步放大。
　　(2)带通放大电路：由rc网络和双运放或4运放lm324内的1个运放a₁构成带通放大器，作用是进行带通放大，提高抗干扰能力。
　　(3)灵敏度控制与信号处理电路：由4运放lm324内的1个运放a₂及外围元件和d₁，c₂等构成，作用是进行电压放大，r_p可以调整音控电路灵敏度。放大的音频信号再由d₁，c₂进行整流和滤波，得到触发脉冲信号。
　　(4)计数器电路：8进制计数器cd4022对输入的掌声信号进行计数。8个输出端只用了4个，当计到5掌声y₅为高点平时，触发cd4022的异步复零端，使计数器复零。k₆，y₇未用。因为只有4路输出。
　　(5)延时选择电路：r₃～r₆。和c₅～g₈组成rc充放电积分回路，d₃～d₆是电容c的放电二极管。作用是对前级输出信号的脉冲进行分离和选择。
　　(6)双稳态电路：2块上升沿双d触发器中的4个d触发器接成4路t′触发器，具有翻转计数和保持功能。
　　(7)开关控制电路：三极管t₂～t₅工作于开关状态，双向可控硅bcr₁～bcr₄受到三极管t₂-t₅的控制而导通或关断，从而交流供电通路导通或关断。
　　(8)电源：因为整个电路耗电极微，由r₂₁,c₉，d₁₁，c₁₀d₁₂组成简单的稳压电源。
　　
　　
　　2.2 电路工作原理与电路设计
　　电原理图如图4所示。
　　图4(a)为音控输入放大电路、带通放大电路、灵敏度控制与信号处理电路和计数器电路的电原理图。图4(b)图为双稳态电路、开关控制电路和电源电路的电原理图。
　　2.2.1 音控输入放大电路
　　驻极体话筒将掌声转换成微弱的音频信号送入到三极管t1₁的基极，该级为共射小信号放大器。若β=100，
　　
　　
　　本文由论文联盟http://收集整理 电容降压，半波整流，电容滤波，稳压二极管稳压常见的简单稳压电源。但注意的是电路接地端与220 v交流相连。调整时要特别注意安全。
　　
　　3 结 语
　　
　　根据设计制作出的音控装置达到任意控制4路输出的目的。功能为：间断掌声(间断时间大于0.8 s)可使前几路或4路都同时通电；连续掌声(间断时间小于0.8 s)可选择任意路通电；连续掌声加间断掌声可使后几路或第4路都同时通电；第5掌声使cd4022复位，但通电的路数仍保持通电；cd4022复位后，也可以采用前述的间断掌声或连续掌声切断欲关断的路数。如果要简单地切断任意一路输出，可将双d触发器的异步复位端r₀由接地改为接8进制计数器cd4022的y₀输出端。当y₀为高电平，4路d触发器都被复位，4路输出都被切断。