2.1　小學生起床喚醒器

小學生早晨起床大都需要父母叫醒。對于大人和孩子分室睡覺的家庭來講，呼叫起來很不方便。這里介紹一種具有應答功能的家用小學生起床喚醒器，它通過導線傳遞呼叫信號，免去了大人一醒來就要披衣下床去叫醒孩子的麻煩，是一種很實用的家庭傳呼電子小裝置。

2.1.1　工作原理

小學生起床喚醒器的電路如圖2-1所示。清晨，當孩子上學時間快到來時，大人合上床頭開關SA，則音效集成電路A的觸發端TG腳就會經開關SA和電阻器R1從電池G的正極獲得高電平觸發信號，于是A受觸發工作，其輸出端OUT反復輪流輸出模擬“嘟喔、嘟喔……”聲和“該起床啦，快起來呀”語音聲電信號，經晶體三極管VT功率放大后，驅動揚聲器B發聲，呼喚孩子從香甜的睡眠中醒來并起床。與此同時，發光二極管VD2會跟隨叫起床聲同步閃光。

孩子被叫醒后，只要按下床頭按鈕開關SB（必須≥2s），一方面會使音效集成電路A的TG端觸發信號由高電平變為低電平，利用電平下降沿觸發A從OUT端輸出一遍內儲的“早晨好”語音電信號，并經晶體三極管VT功率放大后，驅動揚聲器B發出親切的問候語；另一方面，會使父母房內的發光二極管VD1點亮，告訴大人孩子已被叫醒，開始起床了。大人見VD1亮，便可斷開閉合的開關SA，使孩子手松開按鈕開關SB后A的觸發端繼續保持低電平，揚聲器B不再發聲。

電路中，R1是音效集成電路A的觸發電阻器，R2是VD1的限流電阻器。R3為音效集成電路A的外接振蕩電阻器，其阻值大小影響叫起床聲的速度和音調：增大R3阻值，叫起床聲速度放慢、音調變得低沉；反之，叫起床聲速度加快、音調變得高尖。R3典型取值為330kΩ，阻值太大或太小時，都會使聲音變調、失真，甚至變成嘯叫聲或無聲。R4主要用于降低動態時電路的耗電量。阻值太小時，會影響揚聲器B的發音量；阻值太大時，又會起不到應有的作用。R4的優選值在510Ω～1kΩ。

2.1.2　元器件選擇

A選用G2000型專用叫起床聲音效發生集成電路，它采用黑膏封裝形式制作在一塊尺寸為22mm×16mm的小印制板上，并給有插焊外圍元器件的孔眼，使用很方便。G2000的主要參數：典型工作電壓3V，觸發電流≤40μA，音頻輸出電流≥3mA，閃光輸出電流≥6mA，靜態總電流＜1μA，工作溫度范圍-10～60℃。

晶體管VT可用9013（集電極最大允許電流ICM=0.5A，集電極最大允許功耗PCM=625mW）或3DX201、3DG12、3DK4型硅NPN中功率三極管，要求電流放大系數β＞100。VD1、VD2可用?5mm紅色發光二極管。

R1～R3均用RTX-1/8W型碳膜電阻器。SA可用CKB-1型撥動開關；SB可用14mm×14mm小型輕觸開關，亦可用電子門鈴按鈕開關來代替。B用8Ω、0.25W小口徑動圈式揚聲器。G用兩節5號干電池串聯（配專用電池架）而成，電壓3V。

2.1.3　制作與使用

整個電路按照圖2-1所示虛線框劃分的兩個部分，分別焊裝在體積合適的一小一大兩個絕緣盒內，如圖2-2所示。小盒面板開孔固定開關SA和發光二極管VD1；大盒（如用硬塑料玩具娃娃或動物造型的外殼，效果更佳）面板固定按鈕開關SB和發光二極管VD2，并為揚聲器B開出釋音孔。兩盒之間通過適當長度（視實際應用情況而定）的普通雙股軟塑導線接通。

焊接時注意：電烙鐵外殼一定要良好接地，以免交流感應電壓擊穿A內部的CMOS集成電路。此裝置只要元器件質量有保證，焊接無誤，不用調試就能正常工作。將大、小電路盒分別固定在孩子和大人臥室的床頭上，兩者間用普通雙股軟塑導線分極性接通，就可投入使用了。

使用中如果發現電路容易產生自激振蕩，可通過在音效集成電路A的電源端跨接一只47～100μF的電解電容器（正極接VDD、負極接VSS）來加以排除；如嫌叫起床聲不夠逼真，可通過適當調換音效集成電路A的外接振蕩電阻器R3阻值（240～430kΩ）來加以調節，直到滿意為止。

由于整個裝置平時耗電甚微（實測靜態總電流＜1μA），工作時一般＜130mA，故用電很節省。每換一次新的干電池，一般可用半年以上時間。

2.1.4　芯片代換

讀者如果購買不到G2000型專用叫起床聲音效發生集成電路，也可用其他同類模擬聲集成電路來直接代換。一般來講，這類集成電路的內部電路幾乎是一樣的，所不同的是各生產廠家或訂貨商采用了不同的小印制電路板或標上了屬于自己企業的型號。讀者只要分清楚這類集成電路的電源正極（VDD端）、電源負極（VSS端）、高電平觸發端TG和音頻輸出端OUT等，不管型號、外形如何，均可直接接入電路代替G2000型集成電路。

如圖2-3所示給出了采用普通KD-153H型“叮咚”門鈴專用模擬聲集成電路的接線圖。該集成電路用黑膏封裝在一塊24mm×12mm的小印制板上，并給有插焊外圍元器件的孔眼，安裝使用很方便。KD-153H的主要參數：工作電壓范圍1.3～5V，觸發電流≤40μA；當工作電壓為1.5V時，實測輸出電流≥2mA、靜態總電流＜0.5μA；工作溫度范圍-10～60℃。注意：由于KD-153H的內部電路已經包含了圖2-1中的外接振蕩電阻器R3，所以可省去外接R3的麻煩。另外，圖2-1中的電阻器R4和發光二極管VD2均可省去不接，進一步簡化了電路。如果想接入發光二極管VD2，可將其并聯在揚聲器B兩端，具體是VD2的正極接揚聲器B靠近電源正極（VDD端）的一端、負極接靠近晶體三極管VT集電極的一端。