电子设计2003版30

高保真警报模拟发声器 电气工程及其自动化072班第八组指导教师 任丽苗 引言 1 选题意义随着我国市场经济制度的建立 科学技术的发展 我国安防产业不断向前推进 因为随着我国经济的转轨 社会转型的变革向纵深发展和知识经济 信息时代的到来 社会生活产业化 经济活动全球化 信息传播网络化 高科技运用普及化趋势 智能犯罪 新类型犯罪等比重不断加大 手段更加隐蔽 破坏性将更加严重 影响更加广泛 近年市场上报警器报警信号失真严重 装置电磁兼容性差 对人们的正常生活造成了许多不必要的损失 随着电子报警装置便携化 易操作化 我们的设计将克服以上缺点 实现报警信号的高保真 反应迅速等传统警报信号所不具有的优点 2 设计目标本装置运用三极管非稳态调谐振荡模拟出高清晰的警报声 力求做到体积最小化 低耗能和消除电磁兼容的基本要求 改进了传统电机型发声器体积庞大 工作效率低下以及高耗能的缺点 其应用范围将更加广泛 简单便携容易控制 响应迅速 在控制方面 增加了可动开关以适应人们不同情况下的使用 还使用滑动变阻器满足声音高低的可控性 电路的优点得到了充分的展现 功能更加多样化 能够满足不同群体不同情况中的使用推广 值得一提的是该设计还可以通过限流和降压装置进一步嵌入到高压系统中 提高其利用效率 图中晶体管Tr1和Tr2构成两级放大器 通过10uF电容器 第二级的集电极向第一级的基级之间施加正反馈构成振荡回路 该回路的震荡周期约为0 3s 从第二级发射极取出 由与10k 并联的10uF电容器充放电 输出锯齿形波 晶体管Tr3和Tr4构成非稳态多谐振荡器 图中两个三极管在 Tr3饱和 Tr4截止 和 Tr3截止 Tr4饱和 二种状态周期性的互换 其工作原理如下 基本原理 1 如图1当Vcc接上瞬间 Tr3 Tr4分别由RB1 RB2获得正向偏压 同时C1 C2亦分别经RC1 RC2充电 图1当VCC通电瞬间 2 由于Tr3 Tr4的特性无法百分之百相同 假设某一三极管Tr3之电流增益比另一个三极管Tr4高 Tr3则Q会比Tr4先进入饱和 ON 状态 而当Tr3饱和时 C2由Q1CE极经VCC RB2放电 在Tr4BE极形成一逆向偏压 促使Tr3截止 同时C1经Rc2及Tr3的BE极于短时间内完成充电至VCC 如图2所示 图2C2放电 C1充电回路 3 Tr3ON Tr4OFF的情形并不是固定的 当C2放电完后 T2 0 7RB2C2秒 C2由VCC经RB2 Tr3C E极反向充电 当充到0 7V时 此时Tr4获得偏压而进入饱和 ON C1由Tr4CE极 Vcc RB1放电 同样地 造成Tr3BE极逆偏压 Tr3截止 OFF C2经RC1及Tr4B E极于短时间充至VCC 如图3所示 图3C1放电 C2充电回路 4 同理 C1放完电后 T 0 7秒 Tr3经RB1获得偏压而导通 Tr4OFF如此反覆循环下去 如图所示波形 锯齿波波形图 然后从Tr4的CE端取出的振荡信号通过3 3uF的电容器及电位器施加到Tr5上 经过Tr5的功率放大作用 将放大的信号加到扬声器两端模拟警报发声 3V的直流电压源在运行过程中为Tr1 Tr2 Tr3 Tr4和Tr5提供偏置电压 并为扬声器施加驱动电压 保障电路功能的正常实现 提高电路反应的灵敏度 焊接实物图 装置声音波形 音乐片声音波形 装置声音波形 音乐片声音波形 通过以上波形显示 装置波形频率和振幅明显大于音乐片的 物理声学告诉我们频率代表音调 就是波形图与横轴交点的疏密代表音调 振幅代表响度 就是波形图上一个周期内最高点与最低点之间的差距越大 响度越高 由此装置在音调和响度方面优于音乐片 调试结果计的最后结果基本达到了预前的设想 与音乐片产生的相比较 声音的高保真体现得最为明显 为了完善功能我们还特意增加了视觉可感知信号 作为在特殊群体中的推广 在控制方面 增加了可动开关以适应人们不同情况下的使用 还使用滑动变阻器满足声音高低的可控性 经过完善后 电路的优点得到了充分的展现 功能更加多样化 能够满足不同群体不同情况中的使用推广 改进方向本电路仅容许在低压系统中使用 信号频率和开关智能控制不理想 所以从以下几个方面进行改进与完善 1 功率放大电路采用了甲类功放 其在工作时效率太低 且没有收到信号时电源仍提供功率 这些功率转化为无用的管耗 所以在改进中可以采用OTL互补对称功率放大电路来克服上述缺点 2 三极管非稳态振荡回路中的定值电阻改为滑动可控变阻器