专利名称：多功能声控器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多功能声控器。
目前的声控器，尚有较多不完善之处，如抗干扰能力不强，不便用来启闭彩电等电器；功能不多，使用缺乏灵活方便性等，因而尚未进入广大家庭生活之中。以《中国专利公报》1992年1月1日公告的申请号为91207472.8的“自动控制照明开关”为例，它为解决抗干扰问题，“在声电转换和放大电路与可控硅触发电路之间，接入连续声响抗扰、定时清零式抗扰电路。”其灵敏度较高，可对人的说话声、脚步声起作用。它多隔7秒清零一次，只有在7秒内接受到三次有效信号时才定时开启照明灯。它比以往未加抗干扰电路的声控器和较大抗干扰性的声控器前进了一步。但如果环境干扰较大，可能由于连续声响抗扰而不能声控开启照明灯，并且仍有较大的误开启可能性，不适宜用来开启彩电等电器，而且其应用范围也较窄。
本实用新型的目的就是提供一种方便与美化家庭生活的多功能声控器，其识别声响的能力极强，可实现“密码”启闭各种电器。同时，还可用来作音乐门铃、防盗报警、催眠、停电声控灯照明、断电保护等。
本实用新型的目的是如下达到的让放大电路具有一定的负反馈作用，使声控器主要对声响的突然增大起作用，抑制普通说话声、脚步声；灵敏度可调范围极广，可以从灵敏度极高到很低调节，以适应各种场合使用；设置逻辑判断处理单元，它有两种处理信号方式，其中一种对一定时间内掌声次数起作用，既有一定的抗干扰性，又可以方便地实现防盗报警、音乐门铃、定时开启电器等，而另一种对掌声间隔和次数有着严格的要求，可实现“密码”启闭各种电器。由于对时间间隔严格限制后，其启闭便具有一定的难度和密码性，因此设置了声光指示电路，并还可以对有效信号暂时维持，使用户能方便的启闭电器，对信号的逻辑判断处理是在电容充放电过程中，将电容上电压与CMOS门电路的转换电平进行严格的比较，使模拟信号转换成数字信号，进而控制各种电路，因而其控制可靠、界限分明。它还设有三个转换开关与几个可变电阻，供用户选择不同的功能。
图1是本实用新型的逻辑框图，图2是本实用新型的电路原理图，图3、图4为逻辑判断与处理单元的实施例。
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。
电源电路包括C1、DW1、BCR2、D1、DW2、C2等，C1通过DW1串接BCR2的一个阳极，另一个阳极接地。
逻辑判断处理单元包括IC9、IC10、IC2、C6、C7、C8、T3、D9、R10、W4、C14等。IC9的Q端通过R11连到电容C6和IC9的R端，C6的另一端接地，IC9的Q端还通过R13连到C7，C7的另一端接地，C6、C7分别连有D11、D13，D11、D13的另一端通过R12连到IC9的Q端，R13、C7的公共端通过D12连到R14、W2的一端，R14的另一端接地，W2的另一端连到C8、T3的集电极和IC2的一个输入端，C8的另一端接地，T3的发射极接地，T3的基极通过R16连到D15、D17的一端，D15的另一端连到C9、R17的一端，C9的另一端连到IC10的Q端，R17的另一端接地，D17的另一端连到C10、R21的一端，它们的另一端分别接IC10的Q端和接地，IC9、IC10的S端均接地，它们的D与Q端相连，IC9的CP端连到IC1，IC2的另一个输入端接IC1的输出端，IC2的输出端通过D16连到IC10的CP端。IC1通过D9串接R10、W4再连到C14，IC1还通过C5连到R9、D8和D7，D7的另一端接IC1的输入端，R9、D8的另一端均接地。
声光指示及音响电路包括LED、R20、D14、R18、IC11、扬声器、T4、IC7、IC8等。IC9的Q端通过R20、D14连到LED，IC10的Q端通过阻值较大的R18，亦连到LED，LED另一端接地，C8通过R26、K′1连到IC7、IC8及其外围元件构成的脉冲发生器，IC8通过D28连到T4基极，T4发射极连到IC11的正极与扬声器的一端，扬声器的另一端连到IC11的c端，IC11的c、b、e还连有T5。
停电声控灯包括灯泡L、T7、T6、IC4等，IC4的输出端通过R24连到T7的基极，灯泡跨在T7集电极与地之间，T7、T6发射极相连，T6基极通过R2连到BCR2控制极，还通过D10连到IC9的Q端，还通过D21连到IC6。
由C1、D1、DW2、C2、DW1、BCR2等组成容性整流滤波电路。当BCR2导通时，C1存在放电回路，通过DW2稳压可获得直流电压V＋；当BCR2不导通时，C1不存在放电回路，A点为低电平，基本上不耗市电，以节省电能。HTD完成声电转换，T1、T2组成放大电路，W1跨接在T1的基极与集电极之间，具有一定的负反馈作用。调节W1可使T2的集电极电压从OV到接近于V＋连续可调，并极大地改变整个电路的灵敏度。当K2、D6接受一个瞬态高电平时，IC1输出高电平，并经C5、D7反馈到输入端，自动将高电平保持0.3秒。D8的作用是当高电平跃为低电平时，C5上的电荷可迅速放掉，从而保证IC1每接受一个高电平便自动输出0.3秒的高电平。IC9接成定时清零方式，经1.2秒自动清零。由C14、W5、IC5、IC6等组成延时控制电路1，由C12、W3、IC3等组成延时控制电路2。在IC1输出低电平时，逻辑判断与处理单元处于静态，IC9、IC2输出为低电平，此时若有声响使IC1输出0.3秒的高电平，则通过D9、R10、W4对C14充电，当C14充至IC5的转换电平以上(以下简称为高电平)时，IC5、IC6翻转。当K′2置K′2－2，3时，集成音乐片IC11工作，扬声器播音，作音乐门铃、防盗报警。当IC1输出高电平时，IC9立即翻转输出高电平。若C6充电期间，IC1接受声响再次跃变为高电平，IC9立即输出低电平；若IC1不再跃变为高电平，IC9经R11对C6充电，设计时使C7电压经0.5秒充到IC2的转换电平C*2，则约1.0秒充至接近于电源电压V＋。当C8<<C7成立时，可认为前0.5秒流过R13的电流主要对C7充电，后0.2～0.5秒主要对C8充电。当W2调至较小时，IC9一个高电平期间，C8上的电压便可充到V*2，此时再来一次掌声，则IC2输出高电平，IC10翻转，LED较亮。当K3置K3－2时，IC3亦输出高电平，BCR1导通，负载ZL工作。当W2调至较大时，IC9输出低电平时，C6、C7上的电量经D11、D13、R12迅速放完，以保证IC9再次输出高电平时，仍需1.2秒才清零，C7仍需0.5秒才充至V*2，从而保证了IC9一个完整的高电平期间(1.2秒)，前零点几秒对C8基本上不充电，后零点几秒才对C8有效地充电。同时，C8经W2、R14放电，若两次掌声的间隔较小，C8不仅得不到有效充电，其电压反而会因放电而下降。实验表明，当掌声设置到两次以上，C8电压充至一定程度，尚须IC9下一个高电平期间才可充至V*2时，若掌声间隔小于0.7～0.8秒，则一个周期内C8电压会下降，若掌声间隔为0.9秒左右，C8电压亦上升较小，只有掌声间隔达到1.2秒左右，C8才能获得最有效的充电，其电压才能达到V*2。但掌声间隔又不能较大，否则C8经W2、R14放电较多，电压降至V*2以下，再来掌声时，IC2不能翻转。这表明它对掌声间隔提出了严格的要求，一方面可极大地提高抗干扰性，达到“密码”启闭电器的效果，另一方面，用户启闭电器亦有较大难度，因而设置了声光指示电路。IC9输出高电平，经R20、D14可使LED很亮；当C8有高电平经R26或D26送到K1′端时，由IC7、IC8等组成的非对称脉冲发生器输出0.3秒的高电平，此高电平经D28送到T4基极，IC11工作，扬声器发声指示应立即击掌。由于从听到声音到完成击掌尚须0.2～0.4秒，因而击掌时C8电压可能降至接近V*2，IC10不能有效翻转，这进一步表明掌声间隔是极严格的。为了进一步方便用户，设置了有效信号暂维持电路。当K1′置K1－2′时，若C8已充至高电平，IC8输出0.3秒的高电平，此高电平经D29、K1－2′、R26给C8进行维持性充电，并使其电压略有升高，这样便保证了用户在听到指示声响0.6秒内击掌能使IC2、IC10有效翻转。若未及时击掌，在IC8输出低电平期间，C8电压会降至IC5转换电平以下，IC7、IC8进入静态，IC8不再输出高电平。IC10每翻转一次，D15或D17便可得到0.1秒的高电平，使T3导通，迅速抽取掉C8上的电量，使IC10若需再翻转，必须重复以前的过程。闭电器类似，用户只要看到指示灯变暗或听到指示声响后立即击掌便可。
下面再结合开关位置说明其余几项功能。
K1置K1－1时，V＋经D4、R2使BCR2导通，可强制给电池充电；同时V＋送至IC10的CP端，直接改变IC10的状态，以方便用户。此时若击掌到设定次数，IC6输出高电平，并经C13保持较长时间，使IC7、IC8等组成的脉冲发生器工作。若K2′置K2－2，3′，扬声器发出断续的音调较高的声响，调节W6可改变音量；若K2′置K2－1′，则扬声器发生清晰而低沉的“嘣嗒”声，催眠效果很好。“嘣”与“嗒”的间隔由R22、R23、C15决定。由于条件有限，只能大致地推测原因如下K1′置K1－1′时，D28输出高电平使T4导通，但此时IC11的触发端电压比IC11的正极电压还高，IC11仅能短暂工作便截止，扬声器发出短促的“嘣”声。当IC8变为低电平时，T4基极电压逐渐下降并波动，集成音乐片反复地截止与导通，扬声器发出动听的“嗒”声，并逐渐变弱消失。当K1置K1－2时(使用时一般可置此位置)，则电路处于静态，BCR2不导通时，由电池提供电源。当K1置K1－3时，则电路停止工作后，由于没有供电电源而使声控器实现总关，并不耗电。HTD由导线可引出声控器外，当K2置K2－3时，调节W1使T2集电极电压达到2～3V时，电路的灵敏度极高，当环境安静时，可实现脚步声等声响便可报警。调节W1使T2集电极电压为0～0.5V，此时其灵敏度仍较高，用细线将门、窗或所需保护物体连到HTD上，将W4调至最小，可实现细线一动便可报警。当K2置K2－2时(使用时一般可置此位置)，调节W1，T2集电极电压可从0～V＋连续变化，当电压小于2V时，灵敏度较高，当电压接近于V＋时，灵敏度较低或很低，可适合不同的场合使用。停电时，IC4必输出低电平，C12的电量经D30、R4、IC4迅速放掉；来电时，IC4的瞬态正极性脉冲经C11给IC10清零，达到断电保护的效果。停电时，IC4必输出低电平，此时T6基极若有高电平，则T6、T7导通，停电声控灯L亮。因此停电时，一次掌声灯L至少亮1.2秒(由IC9提供T6基极电流)。掌声达到设定次数，IC6输出高电平，灯L定时照明，并在来电时立即熄灭。未停电时，即使T6基极为高电平，但此时BCR2必导通，A点为高电平，IC4输出高电平，灯L也不亮。K3置K3－1可实现延时关断电器，K3置K3－3可结合W4、W5的调整，实现抗干扰性较强的定时开启电器，并还可结合W1的调节，将K2置K2－3，实现无节目或无声响时自动关电视机、收录机等电器。
实施例(1)IC1～IC4为CM)S4081，IC5～IC8为CMOS4011，IC9～IC10为CD4013，HTD为HTD－27，并配有助声腔，IC11为市售集成音乐片。设计时取τ＝KRC，K为比例系数，其大小一般在0.7～1.4之间。取KR9C5＝0.3秒，KR11C6＝1.2秒，0.7R13C7＝0.5秒，K(R13＋W2max)C8＞2秒，KR23C15＝0.3，K(R23＋R22)＝0.7，DW1、DW2可为2CW15，BCR1、BCR2为双向可控硅。
实施例(2)逻辑判断与处理单元可以有多种变更方式，图3为一般形式，可根据需要将可变电阻有选择地去掉若干个或改成固定电阻。图4为另一个实施例。它们的实质都是通过电容的充放电，电容电压与门电路的转换电平相比较，使门电路输出逻辑“0”或“1”。其余同实施例〈1〉。
本实用新型的最大特点是对掌声的时间间隔和次数作出了严格的限定，当掌声次数超过两次时，便具有较强的密码性，较彻底地解决了抗干扰问题；并设置了声光指示、有效信号暂维持，使用户可方便、灵活地启闭电器。它的另一显著特点是成本不高而功能齐全，还可作音乐门铃、防盗报警、催眠、断电保护、停电声控灯照明以及实现节目完毕或无声响自动延时关电器，关电器后可再声控开启或不再开启等。它还具有耗电省、性能稳定、调节选择范围大，使用十分灵活方便等优点，适合于各种场合，尤其适合于广大家庭使用。
权利要求1.一种多功能声控器，它包括电源电路、声电转换、放大电路、触发电路、逻辑判断与处理单元、延时与控制电路、转换开关与调节系统，本实用新型的特征在于(a)逻辑判断与处理单元，它的IC9连有电容C7、C8，C8连到IC2，IC2连到IC10，(b)它还包括有声光指示及音响电路，它的发光器件和发声器件均连到逻辑判断与处理单元。
2.根据权利要求1所述的多功能声控器，其特征还包括它还具有电池、停电声控灯。
3.根据权利要求1所述的多功能声控器，其特征在于在逻辑判断与处理单元，IC9接成定时清零方式，在其高电平其间对C7、C8充电，在其低电平期间，C7可迅速放电，C8可缓慢放电。
4.根据权利要求1或者3所述的多功能声控器，其特征在于在逻辑判断与处理单元，IC9的Q端通过R11连到电容C6和IC9的R端，C6的另一端接地，IC9的Q端还通过R13连到C7，C7的另一端接地，C6、C7分别连有D11、D13，D11、D13的另一端通过R12连到IC9的Q端，R13、C7的公共端通过D12连到R14、W2的一端，R14的另一端接地，W2的另一端连到C8、T3的集电极和IC2的一个输入端，C8的另一端接地，T3的发射极接地，T3的基极通过R16连到D15、D17的一端，D15的另一端连到C9、R17的一端，C9的另一端连到IC10的Q端，R17的另一端接地，D17的另一端连到C10、R21的一端，它们的另一端分别接IC10的Q端和接地，IC9、IC10的S端均接地，它们的D与Q端相连，IC9的CP端连到IC1，IC2的另一个输入端接IC1的输出端，IC2的输出端通过D16连到IC10的CP端。
5.根据权利要求1所述的多功能声控器，其特征在于在逻辑判断与处理单元，IC1通过D9串接R10、W4再连到C14，IC1还通过C5连有R9、D8、D7，D7的另一端连到IC1的输入端。
6.根据权利要求1所述的多功能声控器，其特征在于声光指示及音响电路部分的发光器件可以是发光二极管LED，发声器件可以是扬声器，LED通过D14、R20连到IC9的Q端，还通过R18连到IC10的Q端，扬声器连在IC11的正极与c端，IC11的正极通过T4、D28连到IC7、IC8及其外围元件组成的脉冲发生器上，该脉冲发生器通过K1′、R26连到电容C8，T4还通过D19连到IC6。
7.根据权利要求1或者2所述的多功能声控器，其特征在于在停电声控灯部分，IC4的输出端连有T7、T6，灯泡L跨接在T7集电极与地之间，T6还通过二极管D10、D21分别连到IC9的Q端和IC6。
8.根据权利要求1所述的多功能声控器，其特征在于在电源电路部分，C11通过DW1串接BCR2的一个阳极，BCR2的另一个阳极接地。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能声控器，它设有逻辑判断与处理单元、声光指示及音响电路，可作延时关断电器、音乐门铃、防盗报警、音乐催眠与模拟“嘣嗒”雨滴声催眠，还具有充电、断电保护、停电声控灯照明等。它最大的特点是设置了一种“密码”启闭电器的方式，即必须按照用户调节、设置的规律进行严格的击掌方可启闭电器，抗干扰性极强。成本不高，而功能齐全、性能稳定、耗电省、使用十分灵活方便，尤其适于广大家庭使用。
文档编号H03K17/94GK2146817SQ9323309
公开日1993年11月17日 申请日期1993年1月19日 优先权日1993年1月19日
发明者刘放明 申请人:刘放明