北邮电子电路综合实验——声控报警电路设计

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1、北邮电子电路综合实验声控报警电路设计摘要：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，本题目主要利用LM358运放与NE555多谐振荡器实现声控报警功能，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20个小时，克服了种种故障问题，顺利完成了实验目标。关键词：声控报警LM358运放NE555方波震荡器设计任务要求：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。提高要求：增加输出功率，提高报警

2、音量，加强威慑力。设计思路：电路的第一级应为驻极体麦克风，采集声音信号并将其转化为电信号，输出至第二级LM358放大电路，并采用双运放连接，一组放大一组作为电压跟随器稳定放大后的输出。第三级为LM358电压比较器，设置好参考电压后接收放大电路的输出信号并与其比较，若大于参考电压则输出高电平，高电平驱动下一级：NE555方波震荡电路，使其输出方波信号，再经过一级LM358放大电路后驱动喇叭报警。系统框图：放大端电路图注意这里只有一个只用到了一个LM358运放，图中是LM358的双运放连发。U1B为运放之一作为射级跟随器

3、稳定输出。电压比较器方波震荡电路：总体电路：功能说明：已实现的主要功能为：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50倍；放大之后的电压信号约为500mV-5V，经过延时电路延时约7-10秒后进入电压比较电路，LM358电压比较器的参考电压设为500mV，若有声音，则输入端电压大于参考电压，比较器输出延时高电平，延时高电平驱动NE555产生7-10秒的方波，方波驱动喇叭发声。扩展功能：在NE55

4、5振荡电路与喇叭之间可添加一级LM358放大电路提高输出功率，是报警声音更高，更具威慑力。故障及问题分析：驻极体麦克风的正负极分析，是用万用表进行测量，先测一次阻值，然后交换表笔再测一次阻值，两次测量中，电阻偏小的那一次测量中黑表笔端为麦克风的负极。若正负极连入电路颠倒，则不能正常的将声音信号转化为电压信号。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

5、前一放大级。总结：声控报警电路作为第一次在模拟电子电路实验中出现的题目，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，但其实有了系统框图，整体层次感分明后，针对每一级进行电路选择，难度并不是很高，第一级LM358运算放大器，第二级LM358电压比较器均为常见运放电路，第三级NE555更是振荡电路中常见的元件。难点在于驻极体麦克风的接入、延时电路的搭建与参考电压的选择上，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

6、学习兴趣，对电路实验也更为熟悉了解了。仿真波形图：放大器：电压比较器：NE555方波震荡器：所用元器件2-3个LM358运放1个NE555芯片1个驻极体麦克风1个喇叭/蜂鸣器1个1N4148二极管导线若干，电阻若干，电容若干，电位器若干所用仪器仪表：函数信号发生器1台双通道示波器1台双路直流稳压电源1台万用表1台交流毫伏表1台参考文献：LM358P数据手册NE555数据手册驻极体麦克风数据手册《LM358常用电路》等附：驻极体麦克风需在正极端加直流电源、保护电阻，且保护电阻阻值与麦克风声音电压转换灵敏度有关。