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1、邮电大学电路实验中心目录一、课题名称声控报警电路设计2二、摘要2三、关键词2四、设计任务要求21.根本要求22.提高要求2五、设计思路2六、分块电路和总体电路的设计21.麦克风的接入22.信号放大器33.延时电路34.电压比拟器45.方波振荡器46.射极跟随器与蜂鸣器57.总体电路5七、功能说明61.根本功能62.扩展功能8八、故障与问题分析8九、总结与结论8十、Multisim仿真波形图9十一、所用元器件与测试仪表清单10十二、参考文献11十三、附件11一、课题名称声控报警电路设计二、摘要声控电路在我们生活中非常常见，如各种家用电器、小电子产品和汽车防盗报警器等，此题目主要利用LM358运放
2、与CD4011四与非门实现声控报警功能，在锻炼搭建模拟电路能力的同时，具有极高的实践价值。整个实验时间约为12个小时，克制了种种故障问题，顺利完成了实验目标。三、关键词声控报警 LM358运放 CD4011四与非门四、设计任务要求1.根本要求在麦克风近处击掌模拟异常响动，电路能发出报警声，持续时间大于5 秒。 声音传感器用驻极体式咪头，蜂鸣器用无源压电式蜂鸣器。A.增加报警灯，使其闪烁报警。 B.增加输出功率，提高报警音量，加强威慑力。五、设计思路图 1总体结构框图如图1所示，麦克捕捉到声音信号后将其转变成微弱电信号，进入放大器进展放大，之后与电压比拟器设定的参考电压进展比拟，假如高于门限值，
3、比拟器输出电平翻转，控制振荡器产生方 波信号，使蜂鸣器发声。为使蜂鸣器发声持续一段时间，要用一个延时电路保持比拟器输 出电平维持相应的时长。六、分块电路和总体电路的设计的接入A图 2麦克风接入如图2所示，麦克风通过隔直电容接入电路，在这里用交流电压源代替麦克风，A端与后级放大器相连。放大器BA图 3信号放大器如图3所示，放大器由两级LM358运放构成，每级运放放大10倍，共放大100倍，A端接前级的麦克风，B端接后级的延时电路。CCB图 4延时电路如图4所示，B端接前级的放大器，二极管D1用于整流，得到直流信号，给电容C1充电，C1与R11构成RC延时电路，C端与后级电压比拟器相连。D图 5电
4、压比拟器如图5所示，C端与延时电路连接，由LM358运放构成比拟电路，比拟电压大约为1V左右，D端与后级方波振动器相连。ED图 6方波振动器如图6所示，D端连接电压比拟器的输出，由CD4011四与非门构成两个方波振荡器。上面的振荡器频率在10Hz左右，用于直接驱动LED二极管，报警闪烁；下面的振荡器频率在470Hz左右，用于蜂鸣器的声音报警输出，E端与后级的射极跟随器相连。6.射极跟随器与蜂鸣器E图 7射极跟随器与蜂鸣器如图7所示，E端与方波振荡器的输出相连，方波信号通过射极跟随器，输出到蜂鸣器上。与蜂鸣器串联的LED会在蜂鸣器报警时点亮，主要作用是限流，防止三极管烧坏。Multisim仿真电
5、路图如图8所示。图 8Multisim仿真电路图实物面包板如图9所示。图 9实物面包板七、功能说明驻极体麦克风感受到声音或吹气引发的空气震动时，电路会驱动喇叭报警。 麦克风收到的声音信号在其内部转化为10-100mV的电压信号，经过第一级LM358放大，放大倍数为100倍，见图10； 放大之后的电压信号约为1V-10V，经过延时电路延时约7-10秒后进入电压比拟电路，LM358电压比拟器的参考电压设为1V，见图11。假如有声音，如此输入端电压大于参考电压，比拟器输出延时高电平，延时高电平驱动方波振荡器产生7-10秒的方波，见图12，方波驱动喇叭发声。为了打印的清晰，对图10-12进展了反色处理
6、。图 10放大器输入、输出波形图 11电压比拟器电压传输特性曲线图 12方波振荡器输出波形CD4011与非门方波振荡电路与喇叭之间添加了一级8050射极跟随器提高输出功率，使报警声音更高，更具威慑力。B.并联两个方波振荡器，一个用于驱动蜂鸣器，另一个用于驱动LED二极管，报警闪烁，图9中的红色发光二极管即为闪烁报警灯。八、故障与问题分析输入端假如直接接在图2的A端，相当于输入端置空，将会输出一个12V的直流电压，使后级电路无法正常工作。解决方法是在在放大器输入端并联一个68k的电阻，有声音信号输入时，能正常传入放大器，没有声音信号时，电阻上没有电流，放大器输入端相当于接地，输出为0。局部，假如
7、输出直接连接蜂鸣器，通过三极管的电流将非常大，三极管过热，而在串联IN4148二极管后，蜂鸣器声音过低。解决方法是串联了一个绿色发光二极管，对声音影响较小，同时减少了三极管的发热。九、总结与结论声控报警电路的设计具有一定的难度；由于没有现成电路图，每一级电路均需自己调查研究，但是题目给出了系统框图，整体层次感清楚后，针对每一级进展电路选择，难度并不是很高，第一级LM358运算放大器，第二级LM358电压比拟器均为常见运放电路，第三级CD4011四与非门振荡电路的设计也较为简单。难点在于驻极体麦克风的接入、延时电路参数的选择和参考电压的选择上，均需在实验室中通过不断调试一步步修正以达到目的。总的
8、来说，本次试验圆满成功，不仅让我对模拟电路的知识运用有了更深的理解，更激发了我的学习兴趣，对电路实验也更为熟悉了解了。十、Multisim仿真波形图Multisim仿真的电路图在“六、分块电路和总体电路的设计 中已经给出，这里只附上Multisim仿真波形图。图 13仿真放大器输入输出波形图 14仿真比拟器电压传输特性曲线图 15仿真方波振荡器输出波形图 16仿真蜂鸣器输入波形十一、所用元器件与测试仪表清单元器件名称型号、规格数量运算放大器LM3582片四与非门CD40111片二极管3个无源蜂鸣器120851个驻极体话筒52DB1个电位器10k1个电阻假如干电容假如干三极管80501个导线假如干仪表名称型号在本实验中具体用途函数信号发生器TFG6035A生成输入信号双通道示波器MSO-X 2022A显示波形双路直流稳压电源SS1793D提供直流电源万用表UT805A测量电阻、电压等参数十二、参考文献1. 驻极体话筒应用电路2. LM358P数据手册3. CD4011中文使用说明书4. CD4011方波振荡器电路图5. 北邮电子电路综合实验声控报警电路设计6. 电子电路测量与设计实验主编 陈凌霄 赵晓磊7. 电子电路根底主编 X宝玲
