2.3　區(qū)分客人與家人的門鈴

這臺門鈴對來訪客人與家人有初級的識別判定功能：當(dāng)客人來訪習(xí)慣性地按下門口的按鈕開關(guān)時(shí)，門鈴會發(fā)出“叮咚，您好，請開門”語音聲；當(dāng)自家人歸來按事先約定連續(xù)快速地按動(dòng)按鈕開關(guān)3～4次時(shí)，門鈴即發(fā)出三遍“叮——咚”聲，您可放心去開門，不必再窺門鏡或詢問來者何人。

2.3.1　工作原理

區(qū)分客人與家人的門鈴電路如圖2-7所示。非門（反相器）Ⅰ～Ⅲ與晶體二極管VD1和VD2、電容器C1和C2、電阻器R2等組成了一個(gè)短脈沖信號鑒別電路，其輸出高電平用于觸發(fā)模擬聲集成電路A1；非門Ⅳ～Ⅵ與晶體二極管VD3、電容器C3、電阻器R3等組成了一個(gè)長脈沖信號鑒別電路，其輸出高電平用于觸發(fā)語音集成電路A2。

當(dāng)客人來訪按下門鈴按鈕開關(guān)SB時(shí)，門Ⅰ、門Ⅳ均輸出高電平（長正脈沖信號），并分別通過電容器C1、晶體二極管VD2和電阻器R3對電容器C2、C3充電，約經(jīng)1s時(shí)間，電容器C3兩端充電電壓大于1/2VDD，門Ⅴ和門Ⅵ先后翻轉(zhuǎn)，門Ⅵ輸出高電平，語音集成電路A2受觸發(fā)工作，其OUT端輸出內(nèi)儲的“叮咚，您好，請開門”語音電信號，經(jīng)晶體三極管VT2功率放大后，推動(dòng)揚(yáng)聲器B發(fā)聲。這一過程中，由于電容器C1的隔直流電作用，電容器C2兩端不會獲得大于1/2VDD的充電電壓，門Ⅱ輸入端和門Ⅲ輸出端仍保持原來低電平，故模擬聲集成電路A1不會受觸發(fā)工作。

當(dāng)家人以每秒鐘至少1次的速度連續(xù)按動(dòng)SB按鈕3～4次時(shí)，在門Ⅰ輸出端就會連續(xù)輸出短促的正脈沖信號，經(jīng)電容器C1耦合（晶體二極管VD1為其提供放電回路）、晶體二極管VD2隔離，使電容器C2兩端充電電壓積累到大于1/2VDD，于是門Ⅱ、門Ⅲ先后翻轉(zhuǎn)，門Ⅲ輸出高電平，觸發(fā)模擬聲集成電路A1工作，A1的OUT端輸出內(nèi)儲“叮——咚”聲電信號，經(jīng)晶體三極管VT1功率放大后，推動(dòng)揚(yáng)聲器B發(fā)聲。此時(shí)，門Ⅳ雖然也輸出高電平脈沖，但每次高電平保持時(shí)間小于1s，電容器C3充電電壓達(dá)不到1/2VDD，而在下一個(gè)正脈沖到來之前，C3又通過晶體二極管VD3、門Ⅳ 輸出端快速地泄放掉了充電電荷，故C3兩端電壓一直達(dá)不到門Ⅴ的翻轉(zhuǎn)閾值電壓，語音集成電路A2不會受觸發(fā)工作。

由上可知，只要叫開門者用不同方式按動(dòng)SB，這種門鈴就會發(fā)出截然不同的聲響來，從而達(dá)到區(qū)別客人和家人的目的。

2.3.2　元器件選擇

A1選用KD-153H型“叮咚”門鈴專用集成電路。該集成電路用黑膏封裝在一塊尺寸為24mm×12mm的小印制板上，外形參見圖2-9右上角，并給有插焊外圍元器件（主要是音響功率放大三極管）的孔眼，安裝使用很方便。KD-153H的主要參數(shù)：工作電壓范圍1.3～5V，觸發(fā)電流≤40μA；當(dāng)工作電壓為1.5V時(shí)，實(shí)測輸出電流≥2mA、靜態(tài)總電流＜0.5μA；工作溫度范圍-10～60℃。如果讀者制作時(shí)手頭無KD-153H型芯片，也可用外觀和引腳功能完全相同的KD-9300系列或HFC1500系列音樂集成電路芯片來代替。

A2選用HFC5223型語音門鈴專用集成電路。該集成電路用黑膏封裝在一塊尺寸為20mm×14mm的小印制板上，外形參見圖2-9右下角所示，并給出外圍元件焊接腳孔，使用很方便。HFC5223的主要參數(shù)：工作電壓范圍2.4～5V，輸出電流≥1mA，靜態(tài)總電流＜1μA，工作溫度范圍-10～60℃。

A3（Ⅰ～Ⅵ）選用一塊CD4069型CMOS六反相器數(shù)字集成電路。它采用塑料雙列直插形式封裝，共有14個(gè)引出腳，其引腳排列如圖2-8所示。CD4069也可用CC4069、TC4069或MC14069型同類數(shù)字集成電路塊來直接進(jìn)行代換。

晶體管VT1、VT2均用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3DG12型硅NPN中功率三極管，要求電流放大系數(shù)β＞150。VD1～VD3均用1N4148型硅開關(guān)二極管，也可用1N4001型硅整流二極管來代替。

R1～R4均用RTX-1/8W型碳膜電阻器。C1～C3均用CD11-10V型電解電容器，要求選用漏電小的正品；C4用CT1型瓷介電容器。

B用?57mm、8Ω動(dòng)圈式揚(yáng)聲器。SB用普通門鈴按鈕開關(guān)。G用兩節(jié)5號干電池串聯(lián)（配專用電池架）而成，電壓3V。

2.3.3　制作與使用

如圖2-9所示為該門鈴的印制電路板接線圖，印制電路板實(shí)際尺寸約為50mm×35mm。焊接時(shí)，模擬聲集成電路A1、語音集成電路A2通過7mm長的細(xì)銅絲直接插焊到電路板對應(yīng)數(shù)標(biāo)孔內(nèi)，數(shù)字集成電路A3直接焊在電路板銅箔一面。須特別注意的是：電烙鐵外殼一定要良好接地，以免交流感應(yīng)電壓擊穿A1～A3內(nèi)部CMOS電路。

除按鈕開關(guān)SB外，焊接好的電路板連同揚(yáng)聲器B、電池G等全部安裝到一個(gè)體積合適的塑料香皂盒（或普通電子門鈴專用外殼）內(nèi)，盒面板應(yīng)事先為揚(yáng)聲器B開出釋音孔。

該門鈴只要元器件質(zhì)量有保證，焊接無誤，一般無須調(diào)試即可正常工作。 如果發(fā)現(xiàn)電路容易產(chǎn)生自激振蕩，可通過在集成電路A1及A2的電源端跨接一只47～100μF的電解電容器（正極接VDD、負(fù)極接VSS）來加以排除。如嫌語音聲節(jié)奏過快（或過慢），可通過適當(dāng)增大（或減小）電阻器R4的阻值來加以調(diào)整，直到滿意為止。R4阻值選擇范圍一般為620kΩ～1MΩ。

實(shí)際使用時(shí)，該門鈴的安裝方法與普通門鈴?fù)耆粯樱@里不再贅述。由于整個(gè)門鈴的靜態(tài)電流經(jīng)實(shí)測小于0.5mA，工作時(shí)超不過150mA，故用電十分節(jié)省；每換一次新電池，一般可使用半年多時(shí)間。