用音乐片设计微电流检测器的实验研究.doc

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1、用音乐片设计微电流检测器的实验研究摘要：本文对音乐片（即音乐集成电路）的结构及基本原理进行学习和探宄，并从生日卡片、废旧的玩具、工艺品中收集各种音乐卡片，开展物理实验的创新设计和制作，根裾咅乐集成电路具有工作电压低、耗电量极少的特点，设计制作成“微弱电流检测器”，可以用来验证“会产生微弱电流”的物理实验，将其用于物理实验，取代过去一些陈旧的方法，效果极佳，且颇为新颖有趣。关键词：音乐片；物理实验；微电流检测中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148（2017）2-0013-3笔者发现音乐卡片包含着不少物理知识，可以做很多物理实验，探索许多的物理现象。音乐片虽小

2、，但它是一种音乐集成电路，音乐集成电路是一种乐曲发生电路，它可以向外输出固定存储的乐曲。音乐集成电路具有外接元件少、工作电压低、耗电量极少、功能齐全和使用方便的特点。设计制作成“微弱电流检测器”可以用来验证“会产生微弱电流”的物理实验。现将其工作原理、设计、制作及在物理实验中的应用总结如下。1音乐集成电路的结构及基本工作原理音乐集成电路的芯片面积仅半颗黄豆大小，属大规模CMOS电路，它由音乐集成电路、声光集成电路、模拟声响集成电路三部分组成，总称音乐集成电路。音乐集成电路具有以下特点：（1）品种多，规格齐全。它有三大系列、数百个品种规格可供选择。（2）电路简单，制作容易，用途广泛，售

3、价便宜，特别适合于青少年课外业余电子制作活动。（3）工作电压为1.2〜3V,工作电流典型值为600mA,静态电流仅为0.5mA,可采用纽扣电池供电，使用寿命长达1〜2年。咅乐集成电路有许多系列，且在控制功能上也各不相同，但它们的基本电路结构和工作原理大都是相同的。音乐集成电路的内部电路结构如图1所示，它由控制电路、振荡电路、存储器（R0M）、节拍发生器、音阶发生器、调制器、音色发生器、音色和节拍选择器及前置放大器等组成。2“微弱电流检测器”设计制作笔者收集了很多型号的音乐卡片，有HY-100系列音乐集成电路、HY-1音乐集成电路、KD-930音乐集成电路、KD-152G音乐集成电路、

4、HFC93音乐集成电路、TS-021音乐集成电路等。由于KD-930音乐集成电路，结构简单、外接元件最少，所以笔者先用KD-930音乐集成电路制作物理实验仪器。笔者根据音乐集成电路（音乐片）具有工作电压低、耗电量极少的特点，利用音乐片设计制作了“微弱电流检测器”，将其用于物理实验，取代过去一些陈旧的方法，效果极佳，且颇为新颖有趣。笔者把KD-930音乐集成电路、开关、压电晶片如图2电路进行焊接，触发开关用热熔胶粘在塑料盒边，压电晶片粘在塑料盒盖上，整个原件组装在一个塑料盒中，这样就做成了一个多功能的“微弱电流检测器”，实物如图3所示。图中1脚接电源正极，2脚为正脉冲触发电极，4脚为地

5、接电源负极，3脚为输出。3、4脚两端可接压电晶片（发音片），其耗电量极低。在外界有电源接A、B的情况下，当2脚与1脚每接触一次则触发演奏一曲音乐，若两者相接则反复演奏。3用“微弱电流检测器”进行以下物理实验3.1检验电源电动势将两节电池申联，其正、负极分别与电路图2中的A、B相连。将2与1开关闭合短接，则奏响音乐，断开电源，音乐停止，说明电路正常。然后去掉一节电池，再按上述方法接通。音乐又响，但音量比前者小，这说明咅乐片所发的声音大小与电源电动势有关，在一定范围內电源电动势越高，加到电路上的电压越大，声音也越大。下面用此方法检验伏打电池（或水果电池）其效果会更为显著，因为这类电池产生

6、的电流较弱。若用小灯泡演示，由于耗电量大，电池放电快，演示好似昙花一现，灯很快便暗淡下去，改用音乐片则吋间延续很长，效果极为明显。具体方法：将锌（镁）和铜电极分别插入稀硫酸溶液杯（或水果中）。锌电极作为电源负极，铜电极作为正极，代替干电池分别与音乐片图2中的A、B相接，此时音乐响起，当把电极取出，音乐停止，重新插入，音乐又奏响，以此说明伏打电池（水果电池）可以代替干电池产生电源电动势，为音乐片提供电压和电流。3.2验证电容器能存储电能取200pF以上的电解电容一只，用其代替电池接到电路图2中的A、B端。此时音乐片不响，取下电容，用电池对其充电（注意极性）数分钟后，再将电容正负极分别接

7、到电路图2中的A、B端。此时音乐会响起，并且声音逐渐减弱。这说明电容能够存储电能，并随放电时间的延长，电容两端的电压和输出的电流会逐渐减小。3.3检验电感线圈的自感电动势实验电路如图4所示，无电感时，电路一接通，音乐片马上就响起，电路断幵，音乐戛然而止，但有电感线圈后，电路接通的瞬间，声音并不马上响起，而是逐渐变响，过一段时间后才达到稳定的响度。当电键扳到2时，音乐也不马上停止，而是逐渐消失。这说明当电键闭合时，电感线圈有自感电动势产生。其力*向与电源电动