采用多谐振荡器制造警笛声

　　人们经过对类似于美国电影中的警笛声的试听分析，得出它有以下特征：声音强弱不变，只有振荡频率的变化，不是混合多种信号声音；音调是连续重复改变，其音调频率改变规律近似于锯齿波。

　　电路原理

　　根据警笛声音特征分析，我们用电子技术把它制造出来。电路分为三部分：齿锯波发生器，多谐振荡器和放大器见下图。

　　1．锯齿波发生器

　　在更下图中V1和V2是直接耦舍的两级放大器。从第二级V2的集电极向第一级V1的基极通过10μF电容器施加正反馈，就成了锯齿波振荡器电路。其振荡周期大约为3秒。

　　振荡器是通过V2发射极输出，在这里并联一只10kΩ电阻和100μF电容器。电阻电容构成充放电电路，在V2导通时使100μ充电，形成锯齿上升部分；在V2截止时锯齿波电压达到最高点，100μ电容器通过lOk电阻放电，锯齿波电压开始下降，这样，反复进行充放过程就形成了一系列的锯齿波。计算振荡器的振荡频率是比较麻烦的。这里仅提供频率随元件数值的变化的发展趋势：施加正反馈的10μF电容器容量变大，其振荡周期变长；在第一级V1的基极一集电极间接入470k的电阻变小，其振荡周期变长。但是过份小就可能停止振荡。

　　2．多谐振荡器（非稳态触发器）

　　晶体管V3和V4构成多谐振荡器，从本刊2月号知道其集电极输出为一系列的矩形波。两只晶体管的集电极电阻和集电极对另一管基极耦合电容产生充放电作用，改变加在另一管基极的电压，使其导通或截止。

　　以两只晶体管为中心，构成了左右相对称的振荡电路，其动作相反，此晶体管导通，另一只截止，另一导通，此管就截止。两只管子分别输出矩形脉冲波。

　　但是在这里稍有不同。V3和V4的基极所连接的电阻（分别为15k和10k），不是直接接向电源电压，而是共同经过充放电电阻(10k)和电容(100μ)接到零电位。这样随着锯齿波变化就改变了加在两只管子基极上的电压，也就是随着锯齿波电压高低变化也就改变了集电极输出矩形脉冲的周期，即产生了多谐振荡器矩形波重复频率的改变，使我们听到警笛声调周期性地变化。

　　3．音频功率放大器

　　V5构成一级音频放大器，它是将V4输出的脉冲信号进行放大然后去驱动喇叭发出声响。但放大器处于零偏置状态，没有信号输入时V5基本上不流过电流，从而提高干电池使用时间。当振荡器输出足够大幅度脉冲经过3.3μF耦合后，滤除直流成分加到V5基极进行功率放大，电位VR是调节音量大小。此外还有电源部分的100μF电容器用于去耦，防止通过电池形成反馈，使电路工作不稳定。

　　元件选择

　　晶体管：V1—V4可用3DG6、9013、2SC1815等，hFE>100，或者用管脚相同的小信号放大用的NPN晶体管，例如3DG41、2SC945等。

　　V5用3DG2120、2SC2120、BCW90等，hFE>100,最大集电极电流Ie一800mA，或用管脚位置相同的NPN功放管也可，例如：2SC2001及2SD1246等。

　　电阻和电容值如图上所标注。电阻用碳膜型功率为1/4W;1μF以上容量的电容采用电解型，0.033μF采用聚酯型}VR采用带开关的10kΩ电位器；采用一般喇叭，但口径大的会发。出较强声音。

　　制作注意事项

　　1．元器件配置

　　为能使所设计的电路正常工作，元器件的配置也是十分重要的。通常仅仅在指定的尺寸空间内把元器件装入是不行的。电子技术在元器件配置、安装及结构方面的研究是一门专门学问。幸运的是在本文的电路中，只要按照电路连接好，没有错误，工作是不会出现问题的。因为在此装置中不存在处理微小电压的电路，只有较大电流流经喇叭。

　　从下图可知，元器件配置大致与电路图相一致。这里要注意元件之间要离开一定的距离。在通用电路板上，各元器件之间的连接是在焊接面上进行，用搪了锡的导线沿着元件插孔相连。在无法焊接时，在安装元件面用乙烯导线相连接。（本电路板仅供参数。以实验为目的，可用面包板或者用焊片式接线板更方便）

　　2．安装元件

　　初学者可在安装焊接前将元件插入孔用圆珠笔画上记号，以免插错位置，对熟练者就没有必要。插入元件剪短腿，并且向外弯折，防止焊接时元件掉下来。

　　3．元件腿与搪锡线相焊接。然后焊接电池盒喇叭，带开关的电位器等。

　　看电路能否工作

　　首先装入两节1.5V的干电池，将带开关的电位器钮从左向右边转动，听了“喀”的一声响，就接通了电源。从喇叭发出近似警笛声。继续向右旋转，达到右边位置，音量变为最大。向左旋转达到左边，关断电源，喇叭也发出声音。

　　如果电位器钮转动不发出声音，说明电路不工作，要重新检查元件走线、焊接、元件极性，以及电容、电阻是否损坏或容量和阻值是否相差太大等。一直达到正常工作为止。

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