救护车扬声器发声电路

1、电子系统设计总结报告题 目： 救护车扬声器发生电路 班 级： 电气1002班 组 别： 第三组 指导教师： 赵 峰 设计时间：2012.7.6 指导教师评语：小组报告成绩：救护车扬声器发生电路一、引言1、选题意义经过一学期的学习，我们已掌握了一些简单的电路的特性以及元器件的作用，但我们对生活中已经应用了许久的电路依然陌生，比如简单的喇叭、闹钟、信号灯等。我们在学习中刚刚接触到一些皮毛知识，而把这些知识运用到炉火纯青的地步是有一些难度的，所以我们以模拟救护车声响电路为题设计电路，可以提高我们对555芯片的认识，可以巩固我们所学的相关理论知识，实践所掌握的电子制作技能，完成一个实际的电子产品，进一步提高分析问题、解决问题的能力。2、设计目标在电子技术课中我们学到了许多有关电子技术方面的知识，其中我们学到了555芯片的原理与功能，那些只是书本上的理论知识，我们没有将这些所学的知识应用到实践中去，不能说明我们对555芯片已经熟知，所以通过此次的设计我们要对555芯片的内部结构及其级联等方面的应用有更深层次的了解。比如应用一个555芯片可以带动扬声器发出声响，但这种声响声音单一，发音效果不太好听

2、。此次课程设计不仅为了提高我们对555芯片的认识，也是为了拓宽我们的知识面，提高综合素质。通过电子元器件认识与系统设计，能够进一步熟悉电子元件的结构、工作原理和使用方法。其次，了解电路理论的实际应用，掌握电子系统的装配和调试工艺，提高我们自己的实际操作的能力。巩固课堂所学的知识，提高把理论知识应用于实际中的能力，同时通过实习活动，既要我们收集与自己设计题目有关的设计资料，又要掌握救护车声电路的设计方法和调试技术，数字模拟救护车声电路的综合设计、分析与调试方法。我们所做的是模拟救护车声的装置，该装置简单易懂，制作比较方便，通过对电路的设计，以及对电子市场中元器件的调查和焊接的过程，大大提高了我们的动手能力。3、 小组成员及分工小组成员及分工情况如表1所示。表1 小组成员及分工情况小组构成学号姓名分工组长201009106沈韬市场调研、设计、调试与模拟、审核成员201009121王亚虎市场调研、设计、查找并买元器件、焊接201009142聂仁杰市场调研、设计、查找并买元器件、焊接201009116任彬彬市场调研、查找并买元器件、写报告201009117李盼市场调研、查找并买元器件、写报告2

3、01009122韩永宇市场调研、查找并买元器件、写报告201009132路玉杰市场调研、查找并买元器件、写报告201009141武奇市场调研、查找并买元器件、写报告200911007牟小莉市场调研、查找并买元器件、审核报告二、作品说明1、功能本设计题目名称为救护车声模拟电路的设计。经过电路设计和市场调查,选择出简单可行且成本较低的救护车声模拟电路。该设计是由两片555芯片、五个电阻、两个电解电容、两个瓷片、一个扬声器、一节6V的干电池以及若干导线组成的。若电路焊接成功，则第一片555组成的多谐振荡器将会产生低频信号，第二片555组成的多谐振荡器将会产生高频信号来运载之前产生的低频信号，当信号传递到扬声器之后，扬声器会发出“滴答 ，滴答”的声音。2、操作说明按下开关便可以发生“滴答 ，滴答”的声音，调节滑动变阻器的阻值，通过改变第一片的555芯片的占空比，进而控制高音与低音的时间TH、TL，可以任意调节滴答声的效果。三、基本原理1、原理图双极性型5G555的主要性能参数如表2所示。表2 双极性型5G555的主要性能参数参数名称符号单位参数电源电压VCCV516电源电流ICCmA阈值电压V

4、THV触发电压VTRV输出低电平VOLV1输出高电平VOHV13.3CMOS型7555的主要性能参数如表3所示。表3 CMOS型7555的主要性能参数参数名称符号单位参数电源电压VCCV318电源电流ICCA 60阈值电压VTHV触发电压VTRV输出低电平VOLV0.1输出高电平VOHV14.8(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516V范围内使用（TTL型，若为CMOS型的555芯片，则电压范围可在218V 内），电路的输出有缓冲器，因而有较强的带负载能力。基于以上对555定时器参数及性能的分析，认为以555定时器搭建的电路能够驱动小功率扬声器发音，选择适当的外部电阻电容等器件与555定时器配合使用能够使此设计得以实现。2、电路图设计及器件参数选择(1) 电路概述：所设计的救护车扬声器发声电路主要有两个连接为多谐振荡器的555定时器及相关外围组件组成。具体电路图如图1所示。通过555(1)控制高频声音和低频声音的持续时间，555(2)作为压控振荡器将555(1)输出的高低

5、电平转化为频率，驱动扬声器发出响声。(2) 扬声器高低音发声机理：555(1)主要通过V01输出占空比一定的方波信号控制555(2)的控制端电压，当V01输出为高电平时，555(2)控制电压端Vco为高电平，由振荡频率f的计算公式可知此时振荡频率较低，为低音；相对应，当V01输出为低电平时，555(2)控制电压端Vco为低电平，此时振荡频率较高，为高音。而高低音的持续时间则由555(1)决定。救护车扬声器发声电路如图1所示。图1 救护车扬声器发声电路图3、555定时器内部结构及工作原理(1)内部结构：555定时器内部结构如图2所示。图3 555定时器逻辑符号和引脚图2 555定时器内部结构555定时器逻辑符号和引脚如图3所示。Vi1(TH)：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH。Vi2()：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

6、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001F(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: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。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VT+=VCC，比较器C2反相输入端接参考电压VT-=VCC；当VCO接控制电压Ve时，比较器C1的同相输入端接参考电压VT+=Ve，比较器C2反相输入端接参考电压VT-=Ve。现做如下规

7、定：当TH端的电压VT+时，写为VTH=1，当TH端的电压VT-时，写为VTR=1，当端的电压VT-时，写为VTR=0。低触发：当输入电压Vi2VT- 且Vi1VT- 且Vi1VT+，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，VO0，T导通。这时称555定时器“高触发”。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,施密特触发器、单稳态触发器、自激多谐振荡器等。4、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。多谐振荡器原理图如图4所示。图4 多谐振荡器原理图(2) 多谐振荡形成机理：初始时刻，Vc为0时，Vi2VT- 且Vi1VT- ，Vi1VT+，555定时器处于高出发状态，VO0，T导通，电容C经过R2、T放电，Vc降低，当Vc下降到VT-时，Vi2VT- 且Vi1VT+，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VT-和VT+之间往复振

8、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。(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：四、元件的市场调研与选择表5 元件市场调研表名称符号规格型号价格（元）调研地点是否选用三极管V3DG60.2西北电子商贸城否BS1820.2西北电子商贸城否BSS840.2西北电子商贸城否IRFZ44N1.4西北电子商贸城否S80500.5西北电子商贸城否90130.2西北电子商贸城否90150.2西北电子商贸城否2N55510.5西北电子商贸城否2N54010.2西北电子商贸城否A10150.2西北电子商贸城否碳膜电阻R1002南关电子市场是5103南关电子市场否20K2南关电子市场否10K1.6南关电子市场是5K1南关电子市场否2南关电子市场是100K0.04南关电子市场否1M5南关电子市场否电容C1000pF1南关电子市场否10uF1.6南关电子市场是4.7uF1.6南关电子市场否0.01uF1

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