擬聲擬形電子玩具電路設(shè)計(jì)第一節(jié)玩具安全標(biāo)簽知識(shí)

第四章擬聲擬形電子玩具電路設(shè)計(jì)第一節(jié)玩具安全標(biāo)簽知識(shí)為切實(shí)保證玩具產(chǎn)品的安全衛(wèi)生，保障兒童生命健康安全，國家質(zhì)檢總局、國家認(rèn)監(jiān)委按照有關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定，決定自2006年3月1日起，對(duì)童車、電玩具、塑膠玩具、金屬玩具、彈射玩具、娃娃玩具實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證。

玩具產(chǎn)品強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)志強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證，又稱CCC認(rèn)證，是我國政府為保護(hù)廣大消費(fèi)者的人身健康和安全，保護(hù)環(huán)境、保護(hù)國家安全，依照法律法規(guī)實(shí)施的一種產(chǎn)品評(píng)價(jià)制度。它要求產(chǎn)品必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)技術(shù)規(guī)范，通過制定強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證的產(chǎn)品目錄和強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證實(shí)施規(guī)則，對(duì)列入《目錄》中的產(chǎn)品實(shí)施強(qiáng)制性的檢測(cè)和工廠檢查。凡列入強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證目錄內(nèi)的產(chǎn)品，沒有獲得指定認(rèn)證機(jī)構(gòu)頒發(fā)的認(rèn)證證書，沒有按規(guī)定加施認(rèn)證標(biāo)志，一律不得出廠、銷售、進(jìn)口或者在其他經(jīng)營活動(dòng)中使用。強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)志的名稱為“中國強(qiáng)制認(rèn)證”，英文名稱是“ChinaCompulsoryCertification”，英文縮寫為“CCC”。CCC標(biāo)志分為不同認(rèn)證種類，在CCC標(biāo)志基本圖案的右部印制認(rèn)證種類標(biāo)注進(jìn)行區(qū)分，它是由代表認(rèn)證種類的英文單詞的縮寫字母組成。其中“S”代表“安全認(rèn)證”、“EMC”代表“電磁兼容認(rèn)證”、“S&E”代表“安全與電磁兼容認(rèn)證”、“F”代表“消防產(chǎn)品認(rèn)證”。如圖所示：第二節(jié)電子擬聲原理

用電子方法模擬聲音，可以用各種電路來實(shí)現(xiàn)。下面我們分別分析這些電路的工作原理。一、音頻間歇振蕩器當(dāng)模擬斷續(xù)的叫聲，例如鳥叫、槍聲時(shí)，通常采用音頻間歇振蕩器。最常用的兩種電路如圖4-1所示，（a)圖所示的音頻間歇振蕩器的音頻振蕩部分（即去掉R2、L2、C3支路），是一電感三點(diǎn)式LG振蕩器，其中L1、G1構(gòu)成調(diào)諧回路，G2為耦合電容，R1為偏置電阻。支路R2、L3、C3的作用是使用音頻振蕩呈間歇狀.圖4—1音頻間歇振蕩器（a)三點(diǎn)式音頻間歇振蕩器（b）互補(bǔ)式音頻間歇振蕩器表4-1電容C1與模擬聲的關(guān)系電容C1的數(shù)值（uF）0.0220.047550

模擬的叫聲小鳥蟈蟈母雞青蛙二、采用單結(jié)管的音頻間歇震蕩器

由圖4-1看出，為了實(shí)現(xiàn)間歇的音頻震蕩，必須在基極回路連入電感線圈L3或L1，通常，它們由收音機(jī)輸入變壓器的初級(jí)線圈代用，顯然，它增加了震蕩器的體積，這在某些情況下是不允許的。

這里介紹的電路是采用單結(jié)晶體積管實(shí)現(xiàn)音頻間歇震蕩的。圖4-2為其電路原理圖。BG1構(gòu)成鋸齒波發(fā)生器，BG2、BG3組成的音頻震蕩器。圖4-2采用單結(jié)管的音頻間歇震蕩器表4-2模擬聲與電路參數(shù)的關(guān)系R2（KΩ）C1(υF)C2(υF)C3(υF)C4(ρF)Ec(V)警笛鳥叫機(jī)槍6.914.79680.335.6×10-30.33300--664.5

三、模擬音響集成電路隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了所謂音樂晶片、語言電路、集成音響電路。音樂晶片（音樂卡）系指那些能存儲(chǔ)一首或數(shù)首歌曲的集成電路；語言電路系指那些存儲(chǔ)諸如”歡迎光臨”、”HappyBirthdag”等一句話的集成電路。集成音響電路系指能發(fā)出槍聲、笛聲、鳥叫、狗叫的集成電路。在這里，為了敘述方便，我們統(tǒng)稱為模擬音響集成電路，這些電路均屬于大規(guī)模集成電路，內(nèi)部電路較復(fù)雜，包括震蕩器、控制器、選擇器、地址器、只讀存儲(chǔ)器與音階發(fā)生器等。這些電路的型號(hào)與性能如表4-3所示。表4-3模擬音響集成電路型號(hào)性能簡(jiǎn)介KD-9300KD-150KD-151KD-152KD-152BKD-152GKD-152LKD-153KD-154KD-155KD-156KD-9561KD-9562KD-482KD-482BKD-482DKD-5603KD-5604KD-5605KD-5606KD-5607KD-5608KD-5609內(nèi)存一首世界名曲、時(shí)間約24s內(nèi)儲(chǔ)”十五的月亮”曲一首\時(shí)間約24s內(nèi)儲(chǔ)黃梅戲”天仙配”中的”夫妻雙雙把家還”、約20s內(nèi)儲(chǔ)”軍港之夜”曲一首、時(shí)間約20s內(nèi)儲(chǔ)臺(tái)灣民歌”梅花”時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)”濟(jì)公”曲內(nèi)儲(chǔ)”蘭花草”曲發(fā)”叮咚”聲帶光敏電阻的音樂片由口哨聲控制的音樂片、連蜂鳴片有余音的叮咚聲和鳥叫聲模擬槍聲、警報(bào)聲、警車聲、救護(hù)車聲的四聲電路模擬槍聲、步槍、機(jī)槍、炮彈、警車、手榴彈八聲電路內(nèi)儲(chǔ)12首曲.觸發(fā)一次演奏一曲內(nèi)儲(chǔ)12首曲.并能打鐘1~12下內(nèi)儲(chǔ)12首曲.并能打點(diǎn)1~12下,光控能講”歡迎光臨”能講”謝謝光臨”模擬貓叫能講”ILoveYou”能講”HappyBirthday”

模擬狗叫模擬公雞啼叫圖4-3KD-9300的接線圖與驅(qū)動(dòng)電路(a)KD-9300接線圖(b)磁控開關(guān)轉(zhuǎn)換電路(c)定時(shí)觸發(fā)發(fā)音電路(d)周期放音電路圖4-3KD-9300的接線圖與驅(qū)動(dòng)電路(e)光、熱控放音電路(f)觸摸控制與聲控放音電路圖4-4為KD-9561的接線圖

(a)應(yīng)用實(shí)例(b)印刷電路板接線圖圖4-5KD-9562模擬音響集成電路接線圖。ECB可以外接NPN型硅三極管，如3DG6、9013等;電阻可在160~200kΩ之間選用；k為選聲開關(guān)，共八檔，分別發(fā)出手槍、步槍、機(jī)槍、炮彈、警車、救護(hù)車等八聲模擬聲。圖4-5KD-9562接線圖利用模擬音響集成電路，可以很方便地組裝各種電子玩具，這僅減少了電路部分的體積，而且還大大地增加了玩具的功能，使電子玩具更具有魅力。第三節(jié)語言處理器

模擬音響集成電路雖給電子玩具推上一個(gè)臺(tái)階，但是它內(nèi)儲(chǔ)的歌曲模擬聲響語言等內(nèi)容是生產(chǎn)廠家事先存入的，用戶不能按自己的意愿存儲(chǔ)內(nèi)容，限制了它的進(jìn)一步應(yīng)用。隨著數(shù)字化語言處理與合成技術(shù)的法發(fā)展，出現(xiàn)了能對(duì)語言信號(hào)進(jìn)行記錄和再生的新語言處理集成電路。它可以按著用戶的意圖存入和放出語音信號(hào)，這無疑大大增加了電子玩具的趣味性。本節(jié)介紹UM5101與t6668兩種語言處理器。一、UM5101語言處理器

圖4-6（a）為UM5101的外形與引腳排列圖，它采用標(biāo)準(zhǔn)的四十腳雙列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。圖4-6（b）為UM5101的內(nèi)部功能方框圖。話筒方大部分是將話筒送來的微弱信號(hào)放大，并將信號(hào)控制在后級(jí)所需要的電平范圍以內(nèi)。A/D、D/A變換器分別負(fù)責(zé)模擬信號(hào)的分解與數(shù)字信號(hào)的合成。時(shí)鐘電路、讀/地址計(jì)數(shù)器、刷新地址計(jì)數(shù)器及存儲(chǔ)器控制電路，為外接存儲(chǔ)器提供地址和所需的各種控制信號(hào)。前置低放和功放動(dòng)級(jí)負(fù)責(zé)再生語言信號(hào)的放大?？刂七壿嫴糠謪f(xié)調(diào)其他功能塊的工作并輸出和接受各種控制信息。圖4-6UM5101引腳排列與框圖（a）外形與引腳排列圖（b）內(nèi)部功能方框圖（a）（b）圖4-7存儲(chǔ)器4164引腳排列與框圖（a）外形與引腳排列圖（b）內(nèi)部功能方框圖圖4-8UM5101的典型應(yīng)用電路（a）UM5101與4164的連線（b）應(yīng)用電路二、T6668語言處理器

圖4-9T6668引腳排列與內(nèi)部功能框圖a）外形與引腳排列圖

圖4-9T6668引腳排列與內(nèi)部功能框圖

（b）內(nèi)部功能方框圖

圖4-10T6668的典型錄放電路

第四節(jié)擬聲電子玩具

本節(jié)我們將結(jié)合實(shí)例分析擬聲電子玩具的工作原理。一、對(duì)唱的電子鳥這里模擬的鳥叫猶如兩只鳥對(duì)唱，顯得更加活波歡快、優(yōu)美動(dòng)聽，圖3—11為對(duì)唱電子鳥的電路原理圖。

圖4-11對(duì)唱電子鳥的電路原理圖圖4-12為其印刷版電路。BG1、BG2的β值一般選為20∽30，BG3的β值為40左右，電路的工作電流Imax>150mA為宜，B為晶體管收音機(jī)的輸出變壓器。圖4-12對(duì)唱的電子鳥印刷版電路二、金雞報(bào)曉圖4-13金雞報(bào)曉電路圖三、灑水車音響模擬器

圖4-14灑水車音響模擬器電路原理圖

圖4-15各點(diǎn)的輸出波形

圖4-16C033與C039的引線圖(a)C033引線圖(b)C039的引線圖四、報(bào)曉聲控狗

這個(gè)玩具狗采用了模擬音響集成電路KD-9300與KD-5608。在光控情況下，能演奏一首“天仙配”主題曲；在聲控情況下，能發(fā)出“汪汪”的狗叫聲。圖4-17為玩具的電路原理圖。

圖4-17報(bào)曉聲控狗的電路原理圖

圖4-18為印刷板電路圖與安裝實(shí)體圖。

(a)印刷電路板

(b)實(shí)體圖

圖4-18報(bào)曉聲控狗的印刷板電路圖與安裝實(shí)體圖

五、智能玩具狗圖4-19為這種玩具的外形圖。圖4-20為這種玩具的電路原理圖。

圖4-19智能玩具狗的外形圖

圖4-20智能玩具狗的電路原理圖

六、聲光槍與雙心靶

聲光槍可以連續(xù)發(fā)出閃光及交替發(fā)出機(jī)槍點(diǎn)射聲與步槍射擊聲.若槍的閃光對(duì)準(zhǔn)雙心靶的靶心“1”,雙心靶立即發(fā)出閃光和消防車聲,表示有了火情.如果在10S內(nèi),槍的閃光對(duì)準(zhǔn)了靶心“2”,消防車聲和亮光將全部小時(shí),并演奏一首“軍港的夜”歌曲,表示火情消滅,獲得勝利.如果在0S內(nèi)對(duì)不準(zhǔn)靶心“2”,等到10S時(shí),消防車和亮光在自動(dòng)消滅;如果此時(shí)閃光對(duì)準(zhǔn)靶心“2”,將不起任何反應(yīng).

1、聲光槍圖4-21為聲光槍的電路原理圖.其中,BG1構(gòu)成張弛振蕩器,BG2、BG3構(gòu)成直接耦合放大器,BG4、BG5構(gòu)成自激多諧振蕩器,KD-9562為八聲模擬音響集成電路,BG8為輸出放大器.電源開關(guān)K閉合后,BG1輸出脈沖信號(hào)經(jīng)BG2、BG3放大后,使小電珠ZD發(fā)出閃光.與此同時(shí),組成自激多諧振蕩器BG4、BG5兩管交替地導(dǎo)通與截止,于是KD-9562的選聲端“7”與“2”交替地被觸發(fā),分別發(fā)出步槍射擊聲與機(jī)槍聲,最后經(jīng)BG8放大由揚(yáng)聲器輸出.

圖4-21聲光槍的電路原理圖

圖4-21聲光槍的印刷板電路與外形圖

2、雙心靶圖4-23為雙心靶的電路原理圖。D1、D2為分別裝在靶心“1”、“2”的光電二極管；BG4、BG5與BG7、BG8分別構(gòu)成兩個(gè)模擬可控硅；BG8和BG11分別構(gòu)成兩個(gè)時(shí)間控制電路；BG2、BG3與BG9、BG10分別構(gòu)成兩個(gè)復(fù)合管放大器；KD-9561為四聲模擬；音響電路，KD-152為內(nèi)儲(chǔ)“軍港之夜”歌曲的模擬音響電路。

圖4-23雙心靶的電路原理圖

圖4-23雙心靶的印刷板電路

七、電子搖馬這種搖馬與普通搖馬不一樣，在搖動(dòng)時(shí)，馬的雙眼不僅閃爍發(fā)光，而且還能發(fā)出真的馬蹄聲與馬的嘶叫聲，故稱作電子搖馬。圖4-25為電子搖馬的電路原理圖。本電路分成三部分，第一部分是由晶體管BG1、BG8門電路F1~F4組成的模