【2017年整理】救护车扬声器发声电路.doc

数字电路课程设计报告 姓名;王开举 班级 学号：2010052110 设计项目名称：救护车扬声器发生系统 一 设计方案 该电路主要通过两片555定时器模拟救护车扬声器发声电路，输出周期性变化的高频信号和低频信号，驱动扬声器发出高音低音周期交替的警报声。 将两片555定时器分别连接成多谐振荡器，其中555（1）的作用是控制高频声音和低频声音的持续时间，其输出Vo1是555（2）的控制电压；555（2）的作用是控制高低音的频率，作为压控振荡器将555（1）输出的高低电平转化为频率，驱动扬声器发出响声。 技术原理 1．555定时器器件特性 555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。?集成时基电路555的电源电压范围较宽，可在5~16V范围内使用（TTL型，若为CMOS型的555芯片，则电压范围可在2~18V 内），电路的输出有缓冲器，因而有较强的带负载能力。双极型时基集成电路最大的灌电流和拉电流都在200mA左右，因而可直接推动TTL或CMOS电路中的各种电路，包括能直接推动蜂呜器、小型继电器、喇叭和小型电动机等器件。）：低电平触发端，简称低触发端，标志为。 VCO：控制电压端。 VO：输出端。 Dis：放电端。 ：复位端。 555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R组成的分压网络，产生VCC和VCC两个基准电压；两个电压比较器C1、C2；一个由与非门G1、G2组成的基本RS触发器（低电平触发）；放电三极管T和输出反相缓冲器G3。 是复位端，低电平有效。复位后, 基本RS触发器的端为1（高电平），经反相缓冲器后，输出为0（低电平）。VCO为控制电压端，在VCO端加入电压，可改变两比较器C1、C2的参考电压。不加控制电压时，要在VCO和地之间接0．01μF（电容量标记为103）电容。放电管Tl的输出端Dis为集电极开路输出。 2 工作原理： 分析图1的电路：在555定时器的VCC端和地之间加上电压， 当VCO悬空时，比较器C1的同相输入端接参考电压=VCC，比较器C2反相输入端接参考电压=VCC ； 当VCO接控制电压时，比较器C1的同相输入端接参考电压=Ve，比较器C2反相输入端接参考电压=Ve。 现做如下规定： 当TH端的电压时，写为VTH=1，当TH端的电压时，写为VTH=0。 当端的电压时，写为VTR=1，当端的电压时，写为VTR=0。 低触发：当输入电压Vi2 且Vi1时，VTR=0，VTH=0，比较器C2输出为低电平，C1输出为高电平，基本RS触发器的输入端=0、=1，使Q＝1，＝0，经输出反相缓冲器后，VO＝1，T截止。这时称555定时器“低触发”； 保持：若Vi2 且Vi1，则VTR=1，VTH=0，==1，基本RS触发器保持，VO和T状态不变，这时称555定时器“保持”。 高触发：若Vi1，则VTH=1，比较器C1输出为低电平，无论C2输出何种电平，基本RS触发器因=0，使＝1，经输出反相缓冲器后，VO＝0，T导通。这时称555定时器“高触发”。 555定时器的“低触发”、“高触发”和“保持”三种基本状态和进入状态的条件（即VTH、VTR的“0”、“1”）整理为表2 根据555定时器的控制功能，可以制成各种不同的脉冲信号产生与处理电路电路，例如,史密特触发器、单稳态触发器、自激多谐振荡器等。 3.555定时器接成多谐振荡器 1 连接方法： 将555定时器的Vi1 和Vi2连在一起结成施密特触发器，然后将VO经RC积分电路接回输入端即构成了多谐振荡器，如图3（a）所示。 2 多谐振荡形成机理： 初始时刻，Vc为0时，Vi2 且Vi1，555定时器处于低触发状态，VO＝1，T截止，电容C经过R1、R2充电；当Vc上升到时，Vi2 ，Vi1，处于保持状态，电容继续充电，Vc继续升高，VO＝1，T截止；当Vc= 时，Vi1，555定时器处于高出发状态，VO＝0，T导通，电容C经过R2、T放电，Vc降低，当Vc下降到时，Vi2 且Vi1，电路再次进入低触发状态，电容C经过R1、R2充电……以此循环往复，电容Vc上的电压在和之间往复振荡，Vo端输出具有一定占空比的方波脉冲，通过调节RW或电容C，可得到不同的时间常数；还可产生周期和脉宽可变的方波输出，波形如图3（b）所示。 3相关公式推导： 通过Vc的波形球的电容C的充电时间和放电时间计算公式如下： 充电时间计算公式： 放电时间计算公式： 故电路的振荡周期为： 当Vco悬空（接电容后接地），=VCC =VCC时， 振荡周期： 振荡频率：