实 验 报 告
《电子测量与电子电路》综合设计型实验
实验名称：声控报警电路设计
实验学生：____XXX_____
学生学号：____XXXXXXXXXX_
所属班级：____XXXXXXXXXX__
班内序号：_______XX_______
所属学院：___电子工程学院_
《电子测量与电子电路》综合设计型实验实验报告
2016年4月
摘要
我们生活中最常见的声控电路就是楼道里的声控节能灯。用声响是它点亮，然后延时熄灭。本实验设计虽为声控报警电路，但其原理与其它声控电路相似。由于声控报警器体积小，灵敏度高具有很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外，其价格低廉、技术性能稳定等特点也受到广大用户和专业人士的欢迎。以此电路为依据，只需更换相应的报警显示元件即可改装成不同类型的报警器，如红外报警器,?红外线声先报警器等。本课程主要进行了简易的声控报警器的电路设计并实现了报警功能。本设计利用麦克风模拟异常响动,信号经过运算放大器LM358放大，再经过延时电路进行延时，随后通过比较器输出，输出的直流经过方波振荡器产生一个方波使蜂鸣器工作。
关键词：LM358，延时电路，比较器，方波振荡器。 二．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咪头，蜂鸣器用无源压电式蜂鸣器。 2.提高要求：
A：增加报警灯，使其闪烁报警。
B：增加输出功率，提高报警音量，加强威慑力。 三.设计思路及总体结构框图 １．总体结构框图
放大比较方波振荡蜂鸣麦克 ２．设计思路 在麦克风近处击掌模拟异常响动，将声信号转化为交流电信号，此交流电信号经延时电过LM358集成运放放大，放大的信号经过RC延时电路使其放大输出的高电位能够维持一段时间，随后经过一个比较器使输出的电位高于某一值时能够被输送给至方波振荡器，此时方波振荡器接受的是一个直流，此直流使其起振，输出一个方波，此时可以再加一级LM358集成运放把方波放大，再输送给蜂鸣器使其工作，达到报警的效果。
四.分块电路和总体电路的设计 1、驻极体麦克电路设计
参数分析：
麦克风中的场效应管的UDS一般在1.5V~4.5V之间，而IDS一般在0.1mA~1mA之间。若供电电压VCC在6V~8V时，可知RD约在2.2K~5.1K之间。实验电路可预取2.8K。C为隔直电容，可采用22uF的电解电容。 2、两级放大电路的设计及其输出波形 仿真电路： 输出波形：
参数分析:
由于LM358内集成运放放大倍数有限，过大的倍数会引起波形的失真，所以我通过两级放大实现功能。前置放大两级都采用反相比例电路完成。第一级和第二级放大都通过一个可变电阻实现负反馈来调节放大倍数，放大倍数表达是
Av=Rf /R1 R1为信号输入端的限流电阻
经过实际电路的调试，第一级放大20倍左右为最佳，第二级放大20倍。第一级放大设置电阻为2kΩ和40kΩ，第二级放大设置电阻为2kΩ和40kΩ，两级共放大了400倍左右，可以满足电路需求。 3、电压比较器及其输出波形 仿真电路： 输出波形：
设置一个电位器来调节阈值电压，电路中采用的是无滞回同相电压比较器，若直流偏置设置为5V，则阈值电压应调节在0.1974V左右。
4、RC延时单元
仿真电路: 输出波形：
用开关来控制信号输入，开关闭合时信号输入，电容迅速充电，开关断开电容缓慢放电，通过电容的快充慢放达到延时效果
5.方波振荡单元
仿真电路: 输出波形：
向方波振荡器输入高电平，输出方波。
经过CD4011组成的振荡器，便可将高电平转化成方波输入蜂鸣器，使蜂鸣器发声。 参数分析：
门3和门4组成了振荡器，它能不能振荡要受到门2的输出电平控制。当门2输出为低电平“0”时，门3有一个输入端为“0”，它的输出端电位就被锁定在高电平“1”上，门4的输出就是低电平“0”，不会跟随门3另一个输入端E的变化而改变了。这就是说，门3和门4组成的多谐振荡器不能产生振荡，从而使蜂鸣器也不发声。只有当门2输出高电平“1”时，振荡器产生自激振荡，蜂鸣器发出声响。
6、总电路图
五.所实现的功能说明
1.基本功能：
在麦克风近处击掌，蜂鸣器能发出警报声，能够持续8秒钟时间。 2.扩展功能：
设置了LED灯，在报警的同时会发出红色的灯光警告。
并且在输出去部分附加以及放大以增大输出功率。
在方波振荡器后面接入一个由LM358构成的放大输出级，进行同向放大，实现功率的增大。 3.主要测试数据：
输入端接入方波信号电压幅度：200mV
频率：1kHz
比较器参考电压：4.5V
比较器输出高电平：8V
比较器输出低电平：-0.7V
方波输出幅度：7V
报警时长：8s
声控报警器实验报告
