文档介绍：实验报告《电子测量与电子电路》实验名称: 声控报警电路设计实验学生: 所属班级班内序号: 所属学院: 《电子测量与电子电路》综合设计型实验实验报告 201 年月日《电子测量与电子电路》综合设计型实验——声控报警电路设计 1 摘要电子报警器应用于安全防范,系统故障,交通运输,医疗救护等领域,和社会生产密不可分。本课题基于应用需求,结合实验要求设计电路。报告介绍了简易的声控报警器的电路设计和电路的搭建调试。关键词: 报警器; CD4011 ;无源蜂鸣器; LM358P 引言本课程设计利用驻极体式咪头作为声传感器获得电压,经 LM358P 放大电路两级放大, 然后通过电压比较器和多谐振荡器, 输出驱动蜂鸣器和发光二极管工作报警。设计要求设计概述本设计是在指导老师给定课题的基础上经过分析, 采用驻极体式咪头作声传感器。能利用物体的撞击、行人的脚步声、车辆行驶的震动声作为触发信号(试验中用击掌模拟) ,使蜂鸣器发出报警信号。设计要求基本要求设计一个声控报警电路,在麦克风附近击掌,电路能发出报警声,持续时间大于 5秒。声音传感器采用驻极体式咪头,蜂鸣器用无源式蜂鸣器。提高要求①增加报警灯,使其闪烁报警; ②增加输出功率,提高报警音量,加强威慑力。元件及设计准备参考自资料及网络驻极体式咪头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。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样, 蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当驻极体膜片遇到声波振动时,引起电容两端的电场发生变化,从而产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小, 一般为几十 pF 。因而它的输出阻抗值很高(Xc =1/ 2~tfc) ,约几十兆欧以上。《电子测量与电子电路》综合设计型实验——声控报警电路设计 2 电路接法: 源极输出源极输出类似晶体三极管的射极输出,需用三根引出线。漏极 D 接电源正极。源极 S 与地之间接电阻 Rs 来提供源极电压,信号由源极经电容 C 输出。编织线接地起屏蔽作用。源极输出的输出阻抗小于 2k ,电路比较稳定,动态范围大。但输出信号比漏极输出小。漏极输出漏极输出类似晶体三极管的共发射极放入。只需两根引出线。漏极 D 与电源正极间接漏极电阻 RD, 信号由漏极 D 经电容 C 输出。源极 S 与编织线一起接地。漏极输出有电压增益, 因而话筒灵敏度比源极输出时要高,但电路动态范围略小。集成运放芯片 LM358P LM358 引脚图 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。 LM358 特性直流电压增益高(约 100dB) 。单位增益频带宽(约 1MHz) 。电源电压范围宽:单电源(3— 30V) ;双电源(± 一± 15V) 。《电子测量与电子电路》综合设计型实验——声控报警电路设计 3 低功耗电流,适合于电池供电。低输入失调电压和失调电流。共模输入电压范围宽,包括接地。差模输入电压范围宽,等于电源电压范围。输出电压摆幅大( 0至 Vcc-) 。 LM358 参数输入偏置电流 45 nA 输入失调电流 50 nA 输入失调电压 输入共模电压最大值 VCC~ V 共模抑制比 80dB 电源抑制比 100dB 与非门芯片 CD40011 CD4011 芯片引脚图 CD 4011 是集成了四个与非门的芯片, 即可采用单电源供电, 又可采用双电源供电。无源式蜂鸣器无源蜂鸣器内部没有自带的振荡源,需要由前级输出的频率在 2K-5K 的方波来驱动。试《电子测量与电子电路》综合设计型实验——声控报警电路设计 4 验中加一晶体管放大再接蜂鸣器增加蜂鸣器的输入功率,以保证更好的实验效果。发光二极管它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个 PN 结组成, 也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P 区注入到 N 区的空穴和由 N 区注入到 P 区的电子,在 PN 结附近数微米内分别与 N 区的电子和 P 区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于 5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过二极管的电流。限流电阻 R 可用下式计算: R= (E-U F) /I