电子电路综合实验声控报警电路设计与实现.docx

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电子电路综合实验声控报警电路设计与实现

电子电路综合实验设计

声控报警系统的设计与实现

学院：

信息与通信工程学院

班级：

学号：

姓名：

班内序号：

一、摘要

生活中常见的声控电路就是楼道里的声控节能灯。

在实际生活中，用麦克把声音信息转化为电信号继而经过一系列的处理最终达到报警的作用有很广的应用。

用声响使它点亮，然后延时熄灭。

本题目的设计实现要求对运算放大器、电压比较器和多谐振荡器的理论知识有很好的理解。

通过在麦克风近处击掌（模拟异常响动），电路能发出报警声。

二、关键词：

NE555延时电路、LM358放大器、电压比较器、驻极体式咪头、蜂鸣器

三、设计任务要求

1.基本要求：

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麦克，蜂鸣器用无源压电式蜂鸣器。

2.提高要求：

A、增加报警灯

B、增加输出功率，提高报警音量

四、设计思路与总体结构框图

A、

B、

五、分块电路和总体电路的设计

1.电路板及整体电路

整体电路

2.分块电路

（1）话筒放大电路

为实现声控功能，要设置话筒放大电路。

由R，MIC组成话筒拾音电路，话筒上端得到音频信号，通过C藕合到放大电路，C是输出耦合电容。

改变电路中R阻值大小和C容值大小，可调节声控的灵敏度。

放大电路由LM358来实现2级放大，我们加了一个下拉电阻及射随来让输出波形更好。

（2）电压比较器

为了实现电压比较的功能，首先我们使用了1N4148二极管。

然后我们使用了LM358制作了电压比较器，通过调节电位器阻值大小，来改变电位器与电阻的比值大小，改变参考电压。

实现输入高电平输出也是高电平的功能。

（3）延时电路

由R，C组成，检波二极管取得音频信号正半周时，对C充电，C充电后得到的直流电压。

要放电必须经过R，放电完的时间就是延迟时间，主要由C,R的参数控制，可以实现延长报警时间的功能。

（4）NE555组成的多谐振荡器

用555定时器构成的多谐振荡器电路如图所示：

图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。

定时器的触发输入端（2脚）和阀值输入端（6脚）与电容相连；集电极开路输出端（7脚）接R1、R2相连处，用以控制电容C的充、放电；外界控制输入端（5脚）通过0.01uF电容接地。

电路接通电源的瞬间，由于电容C来不及充电，Vc=0v，所以555定时器状态为1，输出Vo为高电平。

同时，集电极输出端（7脚）对地断开，电源Vcc对电容C充电，电路进入暂稳态I，此后，电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。

多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。

暂稳态Ⅰ的维持时间，即输出Vo的正向脉冲宽度T1≈0.7（R1+R2）C；暂稳态Ⅱ的维持时间，即输出Vo的负向脉冲宽度T2≈0.7R2C。

　　因此，振荡周期T=T1+T2=0.7（R1+2R2）C，振荡频率f=1/T。

正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比Ｄ，由上述条件可得D=（R1+R2）/（R1+2R2），若使R2>>R1，则D≈1/2，即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波（方波）。

六、所实现功能说明

已实现在麦克风近处发出声音，电路能够发出报警声，声音比较响亮，持续大概2s。

其中话筒放大器测出的放大后的脉冲输出放大了50倍，输入脉冲约为40mv左右，放大后为2V，10kHz左右波形比较好。

电压比较器设置参考电压约为2V，能够较好的实现电压比较的功能，输入高电平则输出高电平。

经过方波振荡器，我们能得到较好的方波，但幅度并不太理想，所以后面又加了一个LM358组成的放大电路，使得振荡器输出放大10倍，报警时蜂鸣器声音响亮。

由于设计的不完善，我们的延时电路没有达到预期的效果，只能达到延时大约2s，这是本次试验需要多加反思和改进的地方。

七、故障及问题分析

麦克风正极输出点信号后，通过电容连入放大级时需在电容后再添加一个下拉电阻，否则放大级的输入信号会有很大的直流分量，严重影响后续电压比较。

延时电路部分，需在之前加一个二极管，否则RC充电完延时开始放电时电流会倒灌进前一放大级。

八、总结与结论

本次试验是综合设计性实验，要求我们将以前学过的知识都综合

运用起来，融会贯通，设计出具有一定综合功能的电路。

在选题时，

我考虑到声控报警系统与生活联系较大，做起来比较有成就感，所以选择了这个实验。

这次实验与以往的实验不同，规模更大，更复杂，对我们的要也很高。

在前期搭电路板的过程中，由于各种原因，几次从头再来。

特别是做完后与实验结果不符，但又找不出原因，很是锻炼人的耐心，同时我的发现问题的能力和动手能力也不断提高。

这次实验，我收获到的不仅仅是多级放大器、振荡器等等，而是学会了一种学习方法，一种对待知识的态度，一种面对问题时钻研的精神。

从一开始的什么也不懂，到最后验收时的成竹在胸，仿佛经历了很多。

一连几天泡在实验室里，尽管枯燥，尽管辛苦，但与最后的成绩相比，都显得微不足道。

这让我明白，这就是科研，这就是学习，这也是生活。

我们会遇到各种各样的问题，有些我们不知道答案，只能打破从来。

但只要我们坚持下去，终究会等到成功的那一天！

九、仿真原理图、波形图

仿真波形图：

放大器：

（放大50倍）

电压比较器：

参考电压为300mv

NE555方波震荡器：

十、所用元器件及测试仪表

元器件清单

1、LM3583个

2、NE5551个

3、二极管1N41481个

4、驻极体麦克1个

5、无源压电式蜂鸣器1个

6、电解电容及瓷片电容若干

7、电阻若干

8、电位器2个

9、导线若干

仪器仪表

数字示波器，模拟示波器，直流稳压电源，多功能万用表，函数信号发生器，

十一、参考文献

1.《电子电路基础》高等教育出版社刘宝玲等

2.《电子测量与电子电路》综合设计性实验讲义北邮电路中心

3.《毕业论文——声光控报警系统》来源：

XX文库

4.北京邮电大学电路实验中心网站