北邮电路综合实验大二下声控报警电路实验报告.doc

《电子测量与电子电路》 综合设计实验报告 题 目 实验八 声控报警电路设计 姓 名 学 院 信息与通信工程学院 专 业 通信工程 学 号 班 级 指导老师 日 期 课题名称 声控报警电路设计 摘要 现今报警系统越来越受到人们的重视。报警电路在我们的生活中非常常见，各种家用电器、小电子产品和汽车防盗报警器等，均是运用了相同的原理。 本设计利用获得，经放大后由NE555集成芯片构成的多谐振荡器,输出电压驱动蜂鸣器工作。多谐振荡器1.总体结构框图 2.设计思路 麦克捕捉到声信号后将其转变成微弱的电信号，进入放大器进行放大，之后与电压比较器设定的参考电压进行比较，若高于门限值，比较器输出电平翻转，控制震荡器产生方波信号，使蜂鸣器发声。为了使蜂鸣器发声持续一段时间，用比较器输出电平维持相应的时长。 设计驻极体麦克的直流偏置电路，并检测其灵敏度，便于设计放大倍数。 用LM358构成两级放大器，根据麦克的灵敏度设计放大倍数，在调试过程中麦克的输出信号可以用单向正脉冲模拟。放大器可选单电源供电，双电源供电，可选同相放大也可选反向放大。 用LM358构成电压比较器电路，可选滞回式和无滞回式电压比较器根据放大后的声信号的大小，调整参考电压值，使其有合适的灵敏度。 用RC电路构成延时电路，合理设计RC的值，计算时间常数，保证一定的延时时长 用NE555构成方波震荡器。输出方波的峰峰值要符合蜂鸣器的要求。 五．分块电路和总体电路设计 1.驻极体麦克偏置电路 （1）驻极体麦克简介 驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。 （2） 麦克偏置电路 通过示波器测量可知麦克输出的声信号的幅值大约在100mV。 2.LM358两级反向放大电路 LM358简介 LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。 LM358P型号标识及主要参数： LM358P 型号标识 LM358 基本型号 P 封装类型，PDIP8 LM358P 主要参数 SR 0.3 V/μs GBW 0.7 MHz Channels 2 工作温度 0℃ ～ 70℃ LM358放大电路 本实验选择双电源供电的两极反向放大器。 放大倍数：根据麦克的输出信号，选择100倍的放大倍数。 Av = (R2/R1)*(R3/R6) = (100k/10k)*(100k/10k)=100 所以：R4=R1//R2 ，R5=R6//R3 考虑到电阻箱中的器材，选择R4=R5=10kΩ 通道A：输出信号 通道B: 输入信号 通过波形图可知输入信号与输出信号之间有轻微的时延和失真，但这对后续实验设计并不构成影响。 LM358与RC构成的延时比较电路 （1）RC延时电路 根据实验要求报警声持续时间大于5秒，选择时间常数为10sRC延时电路 T=R7*C1=10s 根据电阻箱中的器材选择R7=1MΩ，C1=10μf （2）比较器 本实验选择双电源供电无滞回正向电压比较器 综合放大器输出的信号峰峰值，和灵敏度要求，选择比较电压为3V左右 VREF=VFF*R11 / (R10+R11) 根据电阻箱中的器材选择R10=1kΩ，R11=1.8kΩ，所得VREF=3.21V。 1N4148放在延时比较器的输入之前可以滤去放大器输出信号的低电平部分防止其对比较器产生干扰。 当有信号输入时延时比较电路输出10V的高电平；无信号输入时输出10V的低电平。 NE555方波振荡器 NE555芯片介绍 NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。 NE555参数功能特性： ?供应电压4.5-18V ?供应电流3-6 mA ?输出电流225mA (max) ?上升/下降时间100 ns NE555的相关应用: NE555的作用范围很广，但一般多应用于单稳态多谐振荡器（Monostabl