摘  要： 基于CC7555 CMOS 集成電路設計制作的電臺發(fā)射機電源控制器,利用節(jié)目播放的音頻信號作為信號源控制發(fā)射機的開、關。此硬件成本低,操作簡單方便,能實現(xiàn)校園調頻電臺節(jié)目播放自動化，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，提高了工作效率。
關鍵詞： CC7555 CMOS集成電路； 電臺發(fā)射機； 電源控制器

    在高校語言教學中,校園調頻電臺作為一種獨特的教學輔助設施與手段，因其成本低、易維護、使用方便等諸多優(yōu)點得到普遍應用。而以計算機為硬件平臺，集錄音、編輯、存儲、播放等功能于一體的校園調頻電臺實現(xiàn)了節(jié)目播放自動化。在實際運行中，電臺發(fā)射機的開與關一般采用電源定時器控制，需由工作人員設置開啟、關閉時間，操作繁瑣、不易管理。(1)定時器時間的設定需和節(jié)目的播放時間相對應，如節(jié)目播放時間有變動，需重新設置定時器開啟、關閉時間；(2)定時器的時鐘與計算機的系統(tǒng)時間需經常調整，以求保持一致；(3)要求定時器有斷電保護措施。為此，采用電源定時器的工作模式，經過多次實踐,設計并制作了利用音頻信號來控制發(fā)射機開、關的電源控制器。計算機播放節(jié)目時,該電源控制器打開發(fā)射機電源，無節(jié)目播放時自動關閉發(fā)射機電源，實現(xiàn)了整個節(jié)目播放系統(tǒng)的自動化。該電源控制器性能穩(wěn)定并確保校園調頻電臺節(jié)目播出時間的準確性，實現(xiàn)了無人值守，提高了管理人員的工作效率。
1 設計原理

1.2 555 CMOS集成電路的改造
     將555 CMOS集成電路的⑥、②腳并接成只有一個輸入端Vi，就構成了施密特觸發(fā)器，如圖2所示。其電壓傳輸特性如圖3所示。

    由圖3可見，施密特觸發(fā)器輸出電壓和輸入電壓的關系是一個長方形的回線形，當輸入端Vi電壓為0時，輸出端Vo（3腳）為高電位（Vo=1）；當輸入端Vi電壓由0上升到>2/3VDD時，輸出端Vo為低電位（Vo=0）；當輸入端Vi電壓由最高位下降到<1/3 VDD時，輸出端Vo又變?yōu)楦唠娢唬╒o=1）。當輸入端Vi電壓處于1/3 VDD和2/3 VDD之間，輸出端Vo保持原狀態(tài)。由于它的輸入有兩個不同的閾值電壓，所以，這種電路常用于電子開關[1-2]。
2 總體設計方案及實現(xiàn)
2.1 設計方案概述
    校園調頻電臺節(jié)目自動播放系統(tǒng)主要由計算機、電源定時器、發(fā)射機等組成，可利用計算機技術修改計算機BIOS參數(shù)的設置及自動關機軟件來實現(xiàn)計算機自動開機或關機；利用音頻播放軟件及Windows系統(tǒng)自帶的“計劃任務”功能實現(xiàn)計算機自動播放節(jié)目[3-4]；設想利用播放節(jié)目的音頻信號及555 CMOS集成電路工作原理和特點，設計了簡單實用的發(fā)射機電源控制器，實現(xiàn)校園調頻電臺播放節(jié)目自動化。
2.2 電源控制器組成電路
    基于555 CMOS集成電路的電源控制器，主要由升壓、整流、濾波及延時控制電路等部分組成，其關鍵器件選用CC7555 CMOS 集成電路，CC7555集成電路具有功耗低、靜態(tài)電流較小(80 μA左右)、輸入阻抗極高(輸入電流僅為0.1 μA左右)、電源電壓范圍較寬(在3 V~18 V內均正常工作)等特點[1]。
　電源控制器電路模塊如圖4所示。

　電源控制器電路原理如圖5所示。

   電路中工作電源VDD采用12 V，將上限閥值輸入端VTH（⑥腳）和下限閥值輸入端VTR（②腳）短接作為觸發(fā)輸入端（Vi），當輸入電平（②、⑥腳）>2/3 VDD時(Vi>8V)，輸出端Vo（③腳）為低電位（Vo=0），當輸入電平（②、⑥腳）<1/3VDD時（Vi<4 V），輸出端Vo（③腳）變?yōu)楦唠娢唬╒o=1）。
2.3 利用音頻信號實現(xiàn)節(jié)目自動播放
    計算機播放節(jié)目輸出的音頻信號（Audio）是帶有語音、音樂和音效的有規(guī)律的聲波的頻率、幅度變化信息的載體，其電壓約在100 mV左右。
    當計算機輸出音頻信號時，送入電源控制器，通過隔離電阻，一部分信號輸出至發(fā)射機，另一部分通過三極管BG1、BG2進行有效放大，然后經由電容C3和二極管D1、D2組成的峰值檢波器（整流器）給電容C4充電，作為三極管BG3的偏置電壓。當電容C4上的電壓≥0.7 V時，BG3導通，從而使三極管BG4導通，其集電極上電容C5的電壓達到≥8 V，電容C5通過二極管D3和電阻R19給電容C6充電，因電容C6和CC7555集成電路的⑥腳（VTH）相接，當電容C6上的電壓≥8 V時，CC7555集成電路的6腳輸入高電平（Vi=1），因此輸出端③腳變?yōu)榈碗娖剑╒o=0）,使三極管BG5導通，與BG5集電級連接的繼電器得電，常開觸點吸合導通，接通電源，給發(fā)射機供電，發(fā)射機工作（發(fā)射機電源開關處于常開狀態(tài)），實現(xiàn)了節(jié)目自動播放功能。
2.4 利用音頻信號實現(xiàn)發(fā)射機的關閉
    當輸入信號終止，由于二極管D3反向截止，電容C6上的電壓只能通過電阻R20向電容C5及電阻R18緩慢放電，當電容C6的電壓降至4 V，CC7555集成電路的6腳輸入低電平（Vi=0），因此輸出端③腳變?yōu)楦唠娖剑╒o=1）,使三極管BG5截止，與BG5集電級連接的繼電器失電，閉合觸點放開，切斷發(fā)射機電源而關機，實現(xiàn)了利用音頻信號關閉發(fā)射機的功能。
2.5 其他技術要求
　①為防止音頻信號自然停頓期間，發(fā)射機忽關忽開，要求有音頻信號時，發(fā)射機迅速開機工作，無音頻信號時，發(fā)射機延遲數(shù)分鐘自動關機。設計方案：一般要求大約3-5 min電容C6的電壓由8 V放電至4 V，放電的快慢程度由電容C6及電阻R20組成的時間常數(shù)決定，調節(jié)電容C6或電阻R20的數(shù)值可調整放電時間。
?、跒榱朔乐乖肼暫透蓴_信號造成誤開機，整個電路的靈敏度調至音頻信號輸入≥50 mV。
    經過實際的運行檢測,基于CC7555 CMOS集成電路的電源控制器，并使校園調頻電臺發(fā)射機運行可靠、穩(wěn)定,操作簡單方便，輕松實現(xiàn)了校園調頻電臺節(jié)目播放自動功能，提高了工作效率。
參考文獻
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