声控音乐圣诞树电路原理和制作

　　圣诞树的外形如图1所示，其电路原理图如图2所示。

图1、圣诞树的外形

图2、圣诞树原理图

　　电路原理

　　由压电陶瓷片，三极管VT1、VT2组成声音接收与放大电路。VT2集电极接在IC1触发端。IC1为内存12首音乐的集成电路，该片的触发形式为负触发有效，即每给一个负脉冲，内存的12首音乐将自动按序播放。R3是该片的外接振荡电阻。
　　IC1输出的音频信号，一路送VT3进行放大，使扬声器发出声音;另一路送VT4、VT5将它们同时导通，为IC2及显示电路提供工作电源，其工作时间的长短受IC1控制。
　　IC2为14位二进制分频器和振荡器。它的内部电路由两部分组成:(1)振荡器，由两个非门构成，振荡频率由外接R、C数值决定;(2)分频器，由内部T触发器组成。其内部结构示意图如图　3所示。

图3、CD4060内部结构

　　从电路原理图9-2中我们不难看出，三路显示分别接在IC2的三个输出端，即Q4、Q5、Q6，对应的管脚是7脚、5脚和4脚，它们呈二进制数显方式。

图4、圣诞树的元件布局

　　电路制作
　　这里建议大家使用通用印制板进行焊接，因为它取材容易，制作周期短，见效快。根据电路原理图　2所示，电路可分成两部分焊接。先装控制部分，发光管及限流电阻直接焊在圣诞树上，之后用四根导线与控制板连接。电阻R3和VT3直接焊在音乐集成电路印制板上(焊在铜箔面)。控制板元件排列方式如图　4所示，供读者参考仿制。
　　整体组装
　　圣诞树是用CD盘制作的。先用记号笔在CD盘上画好树形，然后用电烙铁按线条把它烫开。待树形制作完毕，用直径为4·8mm的钻头打孔，之后装上直径为5mm的红、绿、黄色发光二极管各3只。将发光管管脚引线及电阻引线按电路原理图　2连接好。最后，将4根导线从签字笔笔杆中穿过与控制板相连。
　　圣诞树与笔杆的连接方法是:在CD盘上打两个直径为1.5mm的小孔，用单股细导线把它们拧在一起。
圣诞树制作与发光管连接示意图如图5和图6所示。

图5

图6

　　电路仿真
　　声控音乐圣诞树仿真电路图是根据电路原理图9-2的基本原理而重新设计的仿真电路图冲口图　7所示。

图7

　　图中用K，模拟驻极体话筒，按空格键两次(K，闭合、断开)表示接收一个声音信号。R2、R3、R4、C2、Q1、Q2等元件组成一个延时电路，为了便于观察，C2电容量应选择得小些。指示灯X1检测Q2集电极电位的高低，这里当作逻辑笔使用，灯亮表示高电平"l"，灯灭表示低电平"0"。
　　由于Multisim学生版元件库中没有CD4060集成电路，这里用CD4040集成电路和方波信号发生器来代替CD4060。Q3一Q5为三路显示电路。
　　电路仿真步骤:
　　(1)接通仿真测试开关，这时指示灯X1亮，CD4040复位，输出端均为低电平。
　　(2)快速敲击空格键两次，这时指示灯X1暂时熄灭，CD4040复位端被Q2接地，其三个输出端输出高电平，驱动Q3一Q5组成的三路发光二极管闪亮发光。当延时时间到时，指示灯X1亮，CD4040被再次复位，所有输出端输出低电平。