摘  要： 基于CC7555 CMOS 集成电路设计制作的电台发射机电源控制器,利用节目播放的音频信号作为信号源控制发射机的开、关。此硬件成本低,操作简单方便,能实现校园调频电台节目播放自动化，该系统运行稳定、可靠，提高了工作效率。
关键词： CC7555 CMOS集成电路； 电台发射机； 电源控制器

    在高校语言教学中,校园调频电台作为一种独特的教学辅助设施与手段，因其成本低、易维护、使用方便等诸多优点得到普遍应用。而以计算机为硬件平台，集录音、编辑、存储、播放等功能于一体的校园调频电台实现了节目播放自动化。在实际运行中，电台发射机的开与关一般采用电源定时器控制，需由工作人员设置开启、关闭时间，操作繁琐、不易管理。(1)定时器时间的设定需和节目的播放时间相对应，如节目播放时间有变动，需重新设置定时器开启、关闭时间；(2)定时器的时钟与计算机的系统时间需经常调整，以求保持一致；(3)要求定时器有断电保护措施。为此，采用电源定时器的工作模式，经过多次实践,设计并制作了利用音频信号来控制发射机开、关的电源控制器。计算机播放节目时,该电源控制器打开发射机电源，无节目播放时自动关闭发射机电源，实现了整个节目播放系统的自动化。该电源控制器性能稳定并确保校园调频电台节目播出时间的准确性，实现了无人值守，提高了管理人员的工作效率。
1 设计原理

1.2 555 CMOS集成电路的改造
     将555 CMOS集成电路的⑥、②脚并接成只有一个输入端Vi，就构成了施密特触发器，如图2所示。其电压传输特性如图3所示。

    由图3可见，施密特触发器输出电压和输入电压的关系是一个长方形的回线形，当输入端Vi电压为0时，输出端Vo（3脚）为高电位（Vo=1）；当输入端Vi电压由0上升到>2/3VDD时，输出端Vo为低电位（Vo=0）；当输入端Vi电压由最高位下降到<1/3 VDD时，输出端Vo又变为高电位（Vo=1）。当输入端Vi电压处于1/3 VDD和2/3 VDD之间，输出端Vo保持原状态。由于它的输入有两个不同的阈值电压，所以，这种电路常用于电子开关[1-2]。
2 总体设计方案及实现
2.1 设计方案概述
    校园调频电台节目自动播放系统主要由计算机、电源定时器、发射机等组成，可利用计算机技术修改计算机BIOS参数的设置及自动关机软件来实现计算机自动开机或关机；利用音频播放软件及Windows系统自带的“计划任务”功能实现计算机自动播放节目[3-4]；设想利用播放节目的音频信号及555 CMOS集成电路工作原理和特点，设计了简单实用的发射机电源控制器，实现校园调频电台播放节目自动化。
2.2 电源控制器组成电路
    基于555 CMOS集成电路的电源控制器，主要由升压、整流、滤波及延时控制电路等部分组成，其关键器件选用CC7555 CMOS 集成电路，CC7555集成电路具有功耗低、静态电流较小(80 μA左右)、输入阻抗极高(输入电流仅为0.1 μA左右)、电源电压范围较宽(在3 V~18 V内均正常工作)等特点[1]。
　电源控制器电路模块如图4所示。

　电源控制器电路原理如图5所示。

   电路中工作电源VDD采用12 V，将上限阀值输入端VTH（⑥脚）和下限阀值输入端VTR（②脚）短接作为触发输入端（Vi），当输入电平（②、⑥脚）>2/3 VDD时(Vi>8V)，输出端Vo（③脚）为低电位（Vo=0），当输入电平（②、⑥脚）<1/3VDD时（Vi<4 V），输出端Vo（③脚）变为高电位（Vo=1）。
2.3 利用音频信号实现节目自动播放
    计算机播放节目输出的音频信号（Audio）是带有语音、音乐和音效的有规律的声波的频率、幅度变化信息的载体，其电压约在100 mV左右。
    当计算机输出音频信号时，送入电源控制器，通过隔离电阻，一部分信号输出至发射机，另一部分通过三极管BG1、BG2进行有效放大，然后经由电容C3和二极管D1、D2组成的峰值检波器（整流器）给电容C4充电，作为三极管BG3的偏置电压。当电容C4上的电压≥0.7 V时，BG3导通，从而使三极管BG4导通，其集电极上电容C5的电压达到≥8 V，电容C5通过二极管D3和电阻R19给电容C6充电，因电容C6和CC7555集成电路的⑥脚（VTH）相接，当电容C6上的电压≥8 V时，CC7555集成电路的6脚输入高电平（Vi=1），因此输出端③脚变为低电平（Vo=0）,使三极管BG5导通，与BG5集电级连接的继电器得电，常开触点吸合导通，接通电源，给发射机供电，发射机工作（发射机电源开关处于常开状态），实现了节目自动播放功能。
2.4 利用音频信号实现发射机的关闭
    当输入信号终止，由于二极管D3反向截止，电容C6上的电压只能通过电阻R20向电容C5及电阻R18缓慢放电，当电容C6的电压降至4 V，CC7555集成电路的6脚输入低电平（Vi=0），因此输出端③脚变为高电平（Vo=1）,使三极管BG5截止，与BG5集电级连接的继电器失电，闭合触点放开，切断发射机电源而关机，实现了利用音频信号关闭发射机的功能。
2.5 其他技术要求
　①为防止音频信号自然停顿期间，发射机忽关忽开，要求有音频信号时，发射机迅速开机工作，无音频信号时，发射机延迟数分钟自动关机。设计方案：一般要求大约3-5 min电容C6的电压由8 V放电至4 V，放电的快慢程度由电容C6及电阻R20组成的时间常数决定，调节电容C6或电阻R20的数值可调整放电时间。
　②为了防止噪声和干扰信号造成误开机，整个电路的灵敏度调至音频信号输入≥50 mV。
    经过实际的运行检测,基于CC7555 CMOS集成电路的电源控制器，并使校园调频电台发射机运行可靠、稳定,操作简单方便，轻松实现了校园调频电台节目播放自动功能，提高了工作效率。
参考文献
[1] 黄军勤,武永平,张志刚. 高校外语调频台自动播出系统研究[J].电声技术，2005（2）:66-68,75.
[2] 任为民. 电子技术基础课程设计[M]. 北京: 中央广播电视大学出版社,1999.
[3] 陈洪涛. 调频发射机的自动监测和控制 [J]. 科技资讯，2009(19):62
[4] 徐云笙.校园调频台全自动播控系统[J].外语电化教学，2002(2):57-59