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* 电子CAD实习指导说明书 声光圣诞树 圣诞节许多场所都摆放了各式各样的圣诞树，它不仅给人们营造了浓郁的节日气氛，而且还给人们带来了一份祝福！　　这棵声光圣诞树不仅能够发出红、绿、黄等颜色的点点闪光，而且还会反复奏响悦耳动听的《圣诞歌》乐曲。制作这样一棵声光圣诞树，必将会给你的圣诞之夜增添欢快的节日气氛！ 第一页，共十三页。 　一、工作原理 第二页，共十三页。 声光圣诞树的电路如图1所示。音乐集成电路A和压电陶瓷片B组成了音乐演奏电路。由于A的触发端TG直接与VDD相接，所以只要一接通电源，B就会反复演奏出A内部所储存的乐曲。晶体三极管VT1～VT3以及外围电阻器R1、R3、R5和电容器C1～C3等组成了三管无稳态自激多谐振荡器。其中：发光二极管VD1～VD5、VD6～VD10、VD11～VD15分别通过对应的限流电阻器R2、R4和R6接入VT1～VT3的集电极回路，分别作为VT1～VT3的负载，使它们随着电路的振荡发出红色、绿色、黄色等三路循环闪光。 　　三管无稳态自激多谐振荡器的工作过程：闭合电源开关SA，VT1～VT3三只三极管争先导通。由于VT1～VT3三只管子的参数不可能完全一致，所以其结果是必然有一只管子截止，另两只饱和导通。例如VT1截止，VT2、VT3导通；或VT2截止，VT1、VT3导通；或VT3截止，VT1与VT2导通。假定VT3首先导通并饱和，则它的集电极电压接近零电压。由于电容器C3两端的电压不能突变，所以三极管VT1的基极也被拉到接近零电压，使三极管VT1无法再导通而截止。三极管VT1的截止，使它的集电极电压接近电源电压，通过电容器C1的耦合作用使三极管VT2的基极为高电压，三极管VT2因此而处于饱和导通状态。上述过程很快就会完成，此时三极管VT1处于截止状态，VT2和VT3处于饱和导通状态，与之相对应的发光二极管VD1～VD5不亮、而VD6～VD10和VD11～VD15均通电发光。 第三页，共十三页。 随着时间的延续，电源电压通过电阻器R1对电容器C3进行反向充电，使三极管VT1的基极电压不断升高，当达到一定程度时，三极管VT1开始导通，并由截止状态很快变为饱和导通状态。由于三极管VT1变为饱和导通状态，它的集电极电压随之下降，通过电容器C1的耦合作用使三极管VT2的基极电压也下跳。这样三极管VT2由饱和状态变为截止状态。此时三极管VT1和VT3都处于饱和导通状态，而三极管VT2处于截止状态，与之相对应的发光二极管VD6～VD10熄灭、而VD1～VD5和VD11～VD15均通电发光。　　紧接着电源又开始了对电容器C1的反向充电（通过电阻器R3和饱和导通的VT1进行），使三极管VT2的基极电压不断升高，三极管VT2开始导通，并由截止状态很快变为饱和导通状态，……如此循环下去。在每一时刻，电路中总有一只三极管处在截止状态，而另两只三极管是处在饱和导通状态；与截止状态三极管相对应的一路共五只发光二极管会熄灭，而另外两路共十只发光二极管则点亮。如果巧妙安排发光二极管在圣诞树上的位置，就能产生良好的视觉效果。 第四页，共十三页。 　电路中，自激多谐振荡器的振荡周期决定了VD1～VD5、VD6～VD10和VD11～VD15三路发光二极管循环交替闪光的速度，它由电阻器R1、R3、R5和电容器C1～C3的数值大小来确定。R2、R4和R6分别为对应各路发光二极管的限流电阻器，其阻值大小决定对应五只发光二极管的发光亮度。C4为退耦电容器，它能够有效地消除因电池内电阻增大而产生的压电陶瓷片B发声畸变等现象，相对延长电池的使用寿命。　　二、元器件选择　　A选用KD-9302型（内储《圣诞歌》曲）音乐集成电路，也可用同一系列产品中的KD-9304型（内储《快乐世界》等“圣诞三曲”）音乐集成电路，它们均采用软包封装形式制做在尺寸为23mm×14mm的小印制电路板上（参见图3左边所示），并给有外围元件焊接脚孔，使用很方便。该音乐集成电路的主要参数：工作电压范围1.3～5V，典型值为3V；触发电流≤40μA，静态总电流＜0.5μA；工作温度范围-10℃～60℃。 第五页，共十三页。 音乐集成电路A也可用外形基本上与KD-9302一致（须外接一只68kΩ、1/8W的碳膜电阻器，主要用于调节乐曲演奏速度）的CW9300系列音乐集成电路，如：CW9303（内储《圣诞钟声》曲）、CW9307（内储《圣诞钟声》+《红鼻鹿》+《欢乐世界》曲）、CW9317（内储《圣诞钟声》+《圣诞老人进城》+《圣诞快乐》曲）、CW9320（内储《圣诞树》曲）型等。　　B采用FT-27或HTD27A-1型（φ27mm）压电陶瓷片，要求购买时配上专门的简易助声腔盖（也叫共振腔盖