可控電動車警報器的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 更高的傳輸效率。通過限制器將突發的信號、過強的信號、誤操作所產生的大信號和聲反饋，按一定的比例進行壓縮或限幅，解決了功率放大器過載問題，從而保護了昂貴的功率放大器和揚聲器。通過濾波器過濾掉不理想的信號，得到單一頻段的理想信號，保證了信號傳輸的正確。通過高峰活塞和比較器比較電壓，然后根據比較結果，把輸出電壓設定在數字高態。通過積分器將前后信號疊加。最后通過施密特觸發器對脈沖邊緣進行整形和產生輸出方波脈沖，如圖33 所示。 外部應用電路（1）該元件的外部應用電路如圖 34 所示。①防止電壓包括任何噪音因素的影響，請將 RC 濾波器放在頂端. RC 濾波器應和 Vcc 引腳和 GND 引腳緊密聯接 ②ON/OFF 脈沖寬度最好是小于 米*光照強度檢查檢測表面的紅外模塊是 0 Lux（照度單位）圖 35 抵達物距離試驗條件LRT15CTM4S 紅外遙控接收頭與紅外發射裝置的夾角 θ 直接影響傳輸的距離，夾角越小傳輸距離越遠，當夾角 θ=0176。時傳輸距離最遠為 28 m ；當夾角 θ=45176。時傳輸距離為 15m。抵達物距離試驗條件見圖 35。（2）當 LRT15CTM4S 系列受到一些干擾信號抑制時，它仍然可以接收數據信號。不過靈敏度降低到不能產生理想脈沖的水平。一些抑制 LRT15CTM4S 系列干擾信號的例子：①熒光燈信號電子鎮流器（參照圖 36，圖 37 ） ②頻率為 38KHz 的連續信號或在其他任何頻率③直流燈（鎢燈泡或節能燈）圖 36 和圖 37 顯示的信號來自一個用 60Hz 電子鎮流器作用的熒光燈。一種熒光燈電子鎮流器造成的不同類型的干擾信號。如果燈的頻率在 50kHz100kHz 之間，那么通常的振蕩頻率是光學干擾信號，這個頻率是電氣振蕩驅動電路鎮流器頻率的兩倍。所有 LRT15CTM4S 系列的紅外接收機模塊都可以制止這種干擾信號如圖36 和圖 37 所示。所以這些燈將不會產生不理想的輸出脈沖。不過敏感性會根據干擾信號的強弱而有所降低，更重要的是電子鎮流器的高調制的振蕩幅度。 光電特性LRT15CTM4S 紅外接收模塊的光電特性見表 34。表 34 光電特性參數 符號 條件 最小 典型 最大 單位供電電壓 Vcc 　 5 V供電電流 Icc 無信號輸入 1 mA包過濾器中心頻率fo 　 3 fo 3 %峰值波長 λp 　 940 nm高層次的輸出電壓Voh 圖 V低層次的輸出電壓Vol 圖 V高層次輸出脈沖寬度Twh 圖 450 600 750 μs低層次輸出脈沖寬度Twl 圖 450 600 750 μs圖 177。0176。 28 m圖 177。30176。 22 m　到達物距離　　L　 圖 177。45176。 15 m通過下表可以看出當 LRT15CTM4S 紅外遙控接收模塊的供電電壓為 5V 時，其靈敏度最高；供電電壓和電流是成正比關系，即供電電壓越大電源電流越大，反之越小；距離和輸出脈沖寬度近似成反比例關系，即距離越遠輸出脈沖寬度越窄，反之越寬。測試條件如表 39 所示。表 35 靈敏度供電電壓 表 36 電源電流電壓表 37 輸出脈沖寬度與距離 表 38 方向性（水平/ 垂直）表 39 測試條件參數 試驗條件 備注高溫 Ta=+75,Vcc= t=500h①，②低溫 Ta=25, Vcc= t=500h①，②高氣溫/高濕度 Ta=+80℃ 90%RH, Vcc= t=500h①，②熱循環 Ta=30℃()+85℃() 20圈②，③屬性測試 高度=75cm 3次④①負載測試的供電電壓是 5V②光電學特性正常條件下應在停止 2 小時后恢復正常 ③加熱周期測試應在無負載條件下重復 20 次 無線收發模塊設計本設計無線接收模塊的設計如圖 310 所示，LRT15CTM4S紅外接收遠程控制系統模塊的 Vcc 腳接+5V 電壓，GND 腳接地，Vout 腳接 AT89C51 單片機的 P00 口。當 LRT15CTM4S 紅外接收頭收到彩色電視遙控器的脈沖信號后，就能通過其內部電路給單片機 P00 口一個 高電平，完成無線收發模塊的工作環節。圖 310 無線收發模塊 本章小結本章介紹了作為本設計無線收發模塊的LRT15CTM4S電子元件的一般特性外部尺寸等物理特性，并根據其特性設計無線收發模塊。4 音樂集成電路模塊設計音樂集成電路報警模塊是該設計的信號觸發模塊和報警電路模塊的組合模塊，將彈簧開關作為信號觸發模塊，音樂集成電路作為報警電路模塊。下面將對該部分的設計做詳細的介紹。 音樂集成電路音樂集成電路是一種樂曲發生器，它可以向外發送固定存儲的樂曲。它具有聲音悅耳、外接元件少、價格低、功能全面及使用方便等特點，因而音樂集成電路在家用電器，時鐘，玩具等方面得到了廣泛的應用。 音樂集成電路內部結構及其工作原理音樂集成電路的內部結構如下圖 41 所示，它由振蕩電路、音調發生器、包絡發生器、驅動電路、速度控制、節奏發生器、存儲器（ROM）和前置放大器等組成。圖 41 音樂集成電路的內部結構框圖下面將圖中各電路的功能作以簡要介紹。（1）振蕩電路振蕩電路與外接電阻 R 構成完整的振蕩器，其振蕩頻率與 R 阻值的大小有關，一般振蕩頻率為 5OkHz 或 10OkHz，振蕩頻率是音調發生器和節奏發生器的時間基準，該頻率用作音調、節奏、速度的時間基礎，它直接影響樂曲的質量。（2）音調發生器音調發生器按存儲器（ROM）的數據分配產生不同音調的代碼。音調頻率范圍一般包括兩個八度音音階。（3）包絡發生器包絡發生器的功能是產生包絡信號，包絡信號的形狀決定著樂曲的音色。音調信號和節奏信號經包絡發生器形成合成音樂信號后輸送給驅動電路。（4）驅動電路不同的集成電路驅動電路各不相同，有的在輸出端輸出電流，可直接驅動壓電蜂鳴器，有的集成電路內還設置有前置放大器。（5）速度控制速度控制可提供與放音速度相匹配的速度，這種速度已按編好的程序固化在集成電路內，不能由外部選擇。（6）節奏發生器節奏發生器按存儲器（ROM）的數據分配，可提供八種節拍去控制 ROM 地址時鐘，如 1/1/3/3/2 、4 拍。　　 音樂集成電路使用過程中應注意的問題（1）音樂集成電路種類很多，每一個系列的集成電路的外形和接線方式一樣，但樂曲不同。因此選購時最好臨時搭接外圍元件視聽一下曲調是否滿意。（2）不同系列的音樂集成電路，它們的工作電壓差異較大，如2830 系列最大工作電壓為 ，若大于這個電壓音調就會失真，而 2850 系列的工作電壓為 ～5V。使用時應注意正確選擇工作電壓，才能保證集成電路的正確工作。（3）外接電阻阻值大小與輸出樂曲的音調有關，阻值小時音調高，阻值大時音調低，調試時應注意阻值的選取。（4）有的系列電路雖能驅動壓電蜂鳴器，但輸出的電流極小，對于這類集成電路在外接功放時要注意。 音樂集成電路報警模塊設計該模塊用到了整流二極管、晶體三極管、直流繼電器及音樂集成電路等電器元件，下面將對各個元件的工作原理及型號的選用做詳細的介紹。 整流二極管的選用 整流二極管的工作原理 晶體二極管為一個由 p 型半導體和 n 型半導體形成的 pn 結，在其界面處兩側形成空間電荷層，并建有自建電場。當不存在外加電壓時，由于 pn 結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態。 當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑制作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓范圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流 I0。 當外加的反向電壓高到一定程度時，pn 結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過程，產生大量電子空穴對，產生了數值很大的反向擊穿電流，稱為整流二極管的擊穿現象。 整流二極管的導電特性二極管最重要的特性就是單向導電性。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負極流出。下面通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。（1）正向特性 在電子電路中，將整流二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導通，這種連接方式稱為正向偏置。當加在二極管兩端的正向電壓很小時，整流二極管仍然不能導通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數值（這一數值稱為“ 門檻電壓” ，鍺管約為 ，硅管約為 ）以后，整流二極管才能直正導通。導通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為 ，硅管約為 ） ，稱為二極管的“正向壓降” 。 （2）反向特性 在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止狀態，這種連接方式，稱為反向偏置。整流二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當整流二極管兩端的反向電壓增大到某一數值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單向導電特性，這種狀態稱為二極管的擊穿。在本設計中對整流二極管并沒有太多的性能要求，只要具備了二極管的單向導電性就可以了，在電路中起到保護電子元件的作用。所以本設計將采用 IN4007 型鍺二極管。 晶體三極管的選用 三極管放大電路的基本原理晶體三極管是一種電流放大器件，有集電極 C，基極 B，發射極 E 三個極。晶體三極管按材料分常見的有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有 NPN 和 PNP 兩種結構形式，使用最多的是硅 NPN 和PNP 兩種，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的。我們僅以 NPN 型硅三極管的共發射極放大電路為例來說明一下三極管放大電路的基本原理。圖 42 NPN 型硅三極管引腳圖如上圖 42 所示，我們把從基極 B 流至發射極 E 的電流叫做基極電流 Ib；把從集電極 C 流至發射極 E 的電流叫做集電極電流 Ic。這兩個電流的方向都是流出發射極的，所以發射極 E 上就用了一個箭頭來表示電流的方向。三極管的放大作用就是：集電極電流 Ic 受基極電流 Ib 的控制， 并且基極電流 Ib 很小的變化，會引起集電極電流 Ic 很大的變化，Ic 的變化量與 Ib 變化量之比稱作三極管的放大倍數 β。如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發射極之間，這就會引起基極電流 Ib 的變化，Ib 的變化被放大后，導致了 Ic 很大的變化。如果集電極電流 Ic 是流過一個電阻 R 的，那么根據電壓計算公式可以算得，這電阻上電壓就會發生很大的變化。我們將這個電阻上的電壓取出來，就得到了放大后的電壓信號了。 三極管在實際的放大電路中使用時，還需要加合適的偏置電路。首先是由于三極管 BE 結的非線性（相當于一個二極管） ，基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產生（對于硅管，常取 ） 。當基極與發射極之間的電壓小于 時，基極電流 Ib 就可以認為是 0。但實際中要放大的信號往往遠比 要小，如果不加偏置的話，這么小的信號就不足以引起基極電流 Ib 的改變（因為小于 時，基極電流都是 0） 。如果我們事先在三極管的基極上加上一個合適的電流（叫做偏置電流，上圖中那個電阻 Rb 就是用來提供這個電流的，所以它被叫做基極偏置電阻） ，那么當一個小信號跟這個偏置電流疊加在一起時，小信號就會導致基極電流 Ib 的變化，而基極電流 Ib 的變化，就會被放大并在集電極上輸出。另一個原因就是輸出信號范圍的要求，如果沒有加偏置，那么只有對那些增加的信號放大，而對減小的信號無效（因為沒有偏置時集電極電流為 0，不能再減小了） 。而加上偏置，事先讓集電極有一定的電流，當輸入的基極電流 Ib 變小時，集電極電流