电工电子技术在声光双控开关设计中的应用

1．4 声音信号输入电路
驻极体话筒的基本结构是由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极(背电极)构成。驻极体面与背电极相对，中间有一个极小的空气隙，形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极。由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极板之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式：
Q=CU (7)
所以当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化，从而输出电信号，实现声一电的变换。由于实际电容器的电容量很小，输出的电信号极为微弱，输出阻抗极高，可达数百兆欧以上。因此，它不能直接与放大电路相连接，必须连接阻抗变换器。通常用一个专用的场效应管和一个二极管复合，组成阻抗变换器。声音信号输入电路的工作原理：当没有声音时，三极管Q1工作在饱和状态，CD4011的2脚为低电平；当有声音时，声音信号经话筒MIC转换为电信号后经C1耦合至三极管Q1放大，Q1由饱和进入放大状态，其集电极由低电平转变成高电平并送入集成电路CD4011的2脚。由图4中的驻极体话筒MIC、电阻R1、R2、R3、电容C1和三极管Q1组成。

1．5 光信号输入电路
光信号输入电路的工作原理：光的强弱经光敏电阻RG转换为高、低电平后送入集成电路CD4011的1脚。由降压滤波电路知，光敏电阻和R4的总电压U为12 V，白天光线射到光敏电阻RG上时，其阻值变得很小，约为20 kΩ，则光敏电阻的电压U1为：
U1=UxRG／(R4+RG)=12 Vx20／(180+20)=1．2 V (8)
CD4011的1脚为低电平，则3脚被锁定为高电平，与2脚的输入高低电平无关，所以电路封锁了声音通道，使声音信号不能通过，即灯泡亮灭不受声音控制。这时，门U1A的3脚输出的高电平经过门U1B、U1C、U1D 3次反相后成低电平，晶闸管D7无触发信号不导通，灯不亮。夜晚，RG因无光线照射呈高阻，约为10 M。则光敏电阻的电压U2为：
U2=UxRG／(R4+RG)=12 V×10 000 000／(180+10 000 000)≈12 V (9)
则与非门U1A的输入端1脚变成高电平，门U1A的3脚输出状态受2脚输入电平的控制，这为声音通道的开通创造了条件。它是由图5中的电阻R4和光敏电阻RG组成。