声控玩具的工作原理第一节声控电子玩具(一)发声器它就是声控玩具得控制源,其作用就是发出一定响度与一定频率得声波,根据其发声方式,可分为气流发声器与碰击发声器两类,如图2－2所示。接触发声器气流发声器(二)受感器在声控玩具中安装有接收声波用得受感器。它得作用就是接收从发声器送来得声波并转换为电信号,所以它就是声控玩具中得换能元件。在声控玩具中,受感器可以使用高阻抗耳塞、驻极体电容传声器与压电陶瓷片等。1、高阻抗耳塞图2－3为高阻抗耳塞得结构图。它由前盖、膜片、磁铁、线圈与壳体组成。它得工作原理如下。当声波通过空气传到耳塞得膜片时,膜片就做微弱得机械运动。此片平时紧贴磁铁,处在磁场中,当它轻微震动时,就会切割磁力线,使线圈内产生感应电势,其频率与声波一致,于就是耳塞就起到了把电波变为电信号得作用。一般在声控玩具中使用得高阻抗耳塞,其阻值为1、5其频带较宽。国产声控爬蛙中就就是利用这种高阻抗耳塞。若要使用低阻抗8得耳塞来作为感受器,则需要在输入端加接变压器进行变换阻抗,一般用市售得输出变压器即可。2、驻极体电容传声器它通常作为录音机得机内话筒。由于体积较小,灵敏度高。所以目前它已用作许多声控玩具中得受感器。驻极体电容传声器就是在有极化电源得普通电容传声器得基础上发展起来得,电容传声器得工作原理,可以用图2－4来说明。其中电源E为极化电源,振膜与底极构成电容C得两个电极。电阻R得阻值极高,以便保证电容上充得得电荷在电容C变化时保持不变。驻机体电容传声器,又称自极化电容传声器或预极化电容传声器。大家有疑问的，可以询问和交流图2－5顾名思义,这种传声器所使用得振膜与底极材料中,存以永久性得电荷,这种情况类似于磁学中得永久磁铁。这种材料得获取,就是在高温条件下,对聚四氟乙烯塑料薄膜施加很高得极化电压进行电晕放电或用电子轰击,使它保持永久电荷。显然,用这种材料做电容传声器得振膜与底极时,可省去一般电容传声器得极化电源。所以减少了体积与重量,也降低了造价。这种传声器频响特性很好,信噪比也高,图2－5为驻极体电容传声器得内部电路图。它由电容传声器极头、场效应管组成。场效应管起阻抗变换作用,二极管起抗阻塞作用。(a)(b)图2－6电容传声器得接法(a)源极输出接法(b)漏极输出接法3、压电陶瓷片在有些声控玩具中也使用压电陶瓷片作为受感器。它就是由两片经过特殊处理得陶瓷薄片胶合而成,并从两片上各引出导线接入放大器。当声波传至压电陶瓷片时,激起它作微弱振动,因此产生压电效应,把机械能转变为电能。由于压电陶瓷片得输出阻抗很大,所以可不用电容而将它直接输入放大器。压电陶瓷片虽然使用方便,价格低廉,但灵敏度较低。二、声控玩具得工作原理受感器输出得信号一般非常微弱,必须经过放大器放大后得信号进行各种变换处理,以便完成各种动作。按照对信号得处理方式,声控玩具可分为五个基本类型,先分述如下、(一)简单声控玩具为了简化玩具,降低成本,有些声控玩具就用放大后得音频信号直接连通驱动机构,控制玩具动作、这类玩具一般不用专门得发声器,通常得拍手声、大声说话声就能控制玩具。(二)选频声控玩具简单声控玩具对任何人得拍手声甚至干扰声都会产生动作,造成不必要得误动作。这里介绍选频声控玩具就能克服这一缺点,它就是只受某一特定频率得信号所控制得一类玩具。下面以一个典型得例子来说明起工作原理,其电原理如图2－7所示。图2－7选频声控玩具电路由图可知,高阻抗耳塞EJ作为受感器。耳塞首先将声音信号变换为电信号,然后加到由BG1与BG2组成得直接耦合放大器进行放大。放大得信号直接驱动继电器动作,就就是前面提到得简单声控玩具原理。电位器W1引入电流并联负反馈,其目得有二,一就是稳定工作点,因为直接耦合放大器之间得静态工作点就是互相影响得,二就是使放大器具有较高得输出阻抗,以便减少放大器对下面选频网络得影响。经过放大后得信号通过C2输入到由电感L与电容C并联谐振回路构成得选频网络。其阻抗Z为Z=Z0/(1+jQ2△ω/ω0)(2－4)其中,Q为品质因数,ω0为谐振频率,ω0=1/LC,△ω=ω-ω0为频率失谐量。图2－8直流偏压的形成原理图直流偏压得形成原理可以用图2－8说明。其中uce为BG3集电极与发射极之间得等效电压,当uce为正半周时,D导通,对C4充电如图2－8所示,当uce为负半周时,D截止。因此,电容C4就为BG3提供了适当得偏置电压,使BG3能正常工作。(三)双稳态声控电路上述得简单声控方式与选频声空方式,一般地只能使玩具完成一种动作,相当于一个开关得作用。显然,这种方式比较单调,如果利用双稳态电路作为执行机构得控制电路,那么玩具至少可