拟声拟形电子玩具.ppt

第四章 拟声拟形电子玩具电路设计,第一节 玩具安全标签知识,为切实保证玩具产品的安全卫生，保 障儿童生命健康安全，国家质检总局、国 家认监委按照有关法律法规的规定，决定 自2006年3月1日起，对童车、电玩具、 塑胶玩具、金属玩具、弹射玩具、娃娃 玩具实施强制性产品认证。,玩具产品强制性认证标志,强制性产品认证，又称CCC认证，是我国政府为保护广大消 费者的人身健康和安全，保护环境、保护国家安全，依照法律 法 规实施的一种产品评价制度。它要求产品必须符合国家标 准和相 关技术规范，通过制定强制性产品认证的产品目录和 强制性产品 认证实施规则，对列入目录中的产品实施强 制性的检测和工 厂检查。凡列入强制性产品认证目录内的产 品，没有获得指定认 证机构颁发的认证证书，没有按规定加 施认证标志，一律不得出 厂、销售、进口或者在其他经营活 动中使用。,强 制 性 认 证 标 志 的 名 称 为 “ 中 国 强 制 认 证 ” ， 英 文 名 称 是“China Compulsory Certification”，英文缩写为 “CCC”。 CCC标志分为不同认证种类，在CCC标志基本图 案的右部印制 认证种类标注进行区分，它是由代表认证种类 的英文单词的缩写 字母组成。其中“S”代表“安全认证”、 “EMC”代表“电磁 兼容认证”、“S&E”代表“安全与电磁兼容认 证”、“F”代 表“消防产品认证”。如图所示：,第二节 电子拟声原理 用电子方法模拟声音，可以用各种电路来实现。下面我们分 别分析这些电路的工作原理。 一 、 音频间歇振荡器 当模拟断续的叫声，例如鸟叫、枪声时，通常采用 音频间歇振荡器。最常用的两种电路如图4-1所示， （a)图所示的音频间歇振荡器的音频振荡部分（即 去掉R2、L2、C3支路），是一电感三点式LG振荡 器，其中L1、G1构成调谐回路，G2为耦合电容， R1为偏置电阻。支路R2、L3、C3的作用是使用音频 振荡呈间歇状.,图41 音频间歇振荡器 （a) 三点式音频间歇振荡器 （b）互补式音频间歇振荡器,表4-1 电容C1与模拟声的关系,二、采用单结管的音频间歇震荡器 由图4-1看出，为了实现间歇的音频震荡，必须在基极回路连入电感线圈L3或L1，通常，它们由收音机输入变压器的初级线圈代用，显然，它增加了震荡器的体积，这在某些情况下是不允许的。,这里介绍的电路是采用单结晶体积管实现音频间歇震荡的。 图4-2为其电路原理图。BG1构成锯齿波发生器，BG2、 BG3组成的音频震荡器。,图4-2 采用单结管的音频间歇震荡器,表4-2 模拟声与电路参数的关系,三、模拟音响集成电路 随着微电子技术的发展，出现了所谓音乐晶片、语 言电路、集成音响电路。音乐晶片（音乐卡）系指 那些能存储一首或数首歌曲的集成电路；语言电路 系指那些存储诸如”欢迎光临”、”Happy Birthdag”等 一句话的集成电路。集成音响电路系指能发出枪 声、笛声、鸟叫、狗叫的集成电路。在这里，为了 叙述方便，我们统称为模拟音响集成电路，这些电 路均属于大规模集成电路，内部电路较复杂，包括 震荡器、控制器、选择器、地址器、只读存储器与 音阶发生器等。这些电路的型号与性能如表4-3所 示。,表4-3 模拟音响集成电路,图4-3 KD-9300的接线图与驱动电路,(a) KD-9300接线图,(b) 磁控开关转换电路,(c)定时触发发音电路,(d) 周期放音电路,图4-3 KD-9300的接线图与驱动电路,(e) 光、热控放音电路,(f)触摸控制与声控放音电路,图4-4为KD-9561的接线图 (a) 应用实例 (b) 印刷电路板接线图,图4-5 KD-9562模拟音响集成电路接线图。ECB可以外接 NPN型硅三极管，如3DG6、9013等;电阻可在160200k 之间选用；k为选声开关，共八档，分别发出手枪、步枪、 机枪、炮弹、警车、救护车等八声模拟声。,图4-5 KD-9562接线图,利用模拟音响集成电路，可以很方便地组装 各种电子玩具，这仅减少了电路部分的体 积，而且还大大地增加了玩具的功能，使电 子玩具更具有魅力。,第三节 语言处理器,模拟音响集成电路虽给电子玩具推上一个台 阶，但是它内储的歌曲模拟声响语言等内容是生产 厂家事先存入的，用户不能按自己的意愿存储内 容，限制了它的进一步应用。随着数字化语言处理 与合成技术的法发展，出现了能对语言信号进行记 录和再生的新语言处理集成电路。它可以按着用户 的意图存入和放出语音信号，这无疑大大增加了电 子玩具的趣味性。本节介绍UM5101与t6668两种语 言处理器。,一、UM5101语言处理器 图4-6（a）为UM5101的外形与引脚排列图，它采 用标准的四十脚双列直插式塑料封装结构。图4-6 （b）为UM5101的内部功能方框图。话筒方大部分 是将话筒送来的微弱信号放大，并将信号控制在后 级所需要的电平范围以内。A/D、D/A变换器分别负 责模拟信号的分解与数字信号的合成。时钟电路、 读/地址计数器、刷新地址计数器及存储器控制电 路，为外接存储器提供地址和所需的各种控制信号。 前置低放和功放动级负责再生语言信号的放大。控 制逻辑部分协调其他功能块的工作并输出和接受各 种控制信息。,图4-6 UM5101引脚排列与框图 （a）外形与引脚排列图 （b）内部功能方框图,（a） （b）,图4-7存储器4164引脚排列与框图 （a）外形与引脚排列图 （b）内部功能方框图,图4-8 UM5101的典型应用电路 （a）UM5101与4164的连线 （b）应用电路,二、T6668语言处理器,图4-9 T6668引脚排列与内部功能框图 a）外形与引脚排列图,图4-9 T6668引脚排列与内部功能框图 （b）内部功能方框图,图4-10 T6668的典型录放电路,第四节 拟声电子玩具,本节我们将结合实例分析拟声电子玩具的工作原理。 一、对唱的电子鸟 这里模拟的鸟叫犹如两只鸟对唱，显得更加活波欢快、优美动听，图3 11为对唱电子鸟的电路原理图。,图4-11 对唱电子鸟的电路原理图,图4-12为其印刷版电路。BG1、BG2的值一般选为2030，BG3的值为 40左右，电路的工作电流Imax150mA为宜，B为晶体管收音机的 输出变压器。,图4-12 对唱的电子鸟印刷版电路,二、金鸡报晓,图4-13 金鸡报晓电路图,三、洒水车音响模拟器,图4-14 洒水车音响模拟器电路原理图,图4-15 各点的输出波形,图4-16 C033与C039的引线图 (a) C033引线图 (b) C039的引线图,四、报晓声控狗 这个玩具狗采用了模拟音响集成电路KD-9300与KD-5608。在光控情况下， 能演奏一首“天仙配”主题曲；在声控情况下，能发出“汪汪”的狗叫声。图 4-17为玩具的电路原理图。,图4-17 报晓声控狗的电路原理图,图4-18为印刷板电路图与安装实体图。,(a) 印刷电路板,(b)实体图,图4-18 报晓声控狗的印刷板电路图与安装实体图,五、智能玩具狗 图4-19为这种玩具的外形图。图4-20为这种玩具的电路原理 图。,图4-19 智能玩具狗的外形图,图4-20 智能玩具狗的电路原理图,六、声光枪与双心靶 声光枪可以连续发出闪光及交替发出机枪点射声与 步枪射击声.若枪的闪光对准双心靶的靶心“1”,双心 靶立即发出闪光和消防车声,表示有了火情.如果在 10S内,枪的闪光对准了靶心“2”,消防车声和亮光将 全部小时,并演奏一首“军港的夜”歌曲,表示火情消 灭,获得胜利.如果在0S内对不准靶心“2”,等到10S时, 消防车和亮光在自动消灭;如果此时闪光对准靶心 “2”,将不起任何反应.,1、声光枪 图4-21为声光枪的电路原理图.其中,BG1构成张弛振荡 器,BG2、BG3构成直接耦合放大器,BG4、BG5构成自激多谐振荡 器,KD-9562为八声模拟音响集成电路,BG8为输出放大器.电源 开关K闭合后,BG1输出脉冲信号经BG2、BG3放大后,使小电珠 ZD发出闪光.与此同时,组成自激多谐振荡器BG4、BG5两管交 替地导通与截止,于是KD-9562的选声端“7”与“2”交替地被触发, 分别发出步枪射击声与机枪声,最后经BG8放大由扬声器输出.,图4-21 声光枪的电路原理图,图4-21 声光枪的印刷板电路与外形图,2、双心靶 图4-23为双心靶的电路原理图。D1、D2为分别装在靶 心“1”、“2”的光电二极管；BG4、 BG5与BG7、 BG8分 别构成两个模拟可控硅；BG8和BG11分别构成两个时 间控制电路；BG2、 BG3与BG9 、BG10分别构成两个复 合管放大器；KD-9561为四声模拟；音响电路，KD- 152为内储“军港之夜”歌曲的模拟音响电路。,图4-23 双心靶的电路原理图,图4-23 双心靶的印刷板电路,七、电子摇马 这种摇马与普通摇马不一样，在摇动时，马的双 眼不仅闪烁发光，而且还能发出真的马蹄声与马 的嘶叫声，故称作电子摇马。 图4-25为电子摇马的电路原理图。本电路分成三部 分，第一部分是由晶体管BG1、BG8门电路F1F4组成 的模拟马蹄声与马眼闪烁的电路；第二部分是BG7、 BG8F7组成的马叫声的电路；第三部分是由IC4100 构成的功率放大器。,图4-25 电子摇马的电路原理图,第五节 拟形电子玩具,本节我们将通过几个例子来说明电子方法如何实现 拟形玩具的。 、吹电蜡烛 图4-26为这种玩具的电路原理图。BG1、BG2构成直 接耦合放大器，BG3为一反器，BG4、BG5构成射极耦 合单稳态触发