音頻檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-02 20:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 數(shù)據(jù)處理，最后由打印機(jī)和 LED 數(shù)碼顯示輸出。 單元模塊設(shè) 計(jì) 傳感器 選擇 方案 音頻檢測(cè)系統(tǒng)的傳感器選擇 有 2 種 方案，一種是駐極體電容話筒，另一種是電磁感應(yīng)話筒。濾波電路建議采用二階帶通濾波方案，設(shè)計(jì)該系統(tǒng)。 1） 駐極體電容話筒 駐極體話筒簡(jiǎn)稱 ECM，通稱 MIC（ Microphone），是一種常用的能將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的聲 — 電轉(zhuǎn)換器件。它的突出特點(diǎn)是體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、壽命長(zhǎng)、頻響寬、靈敏度高，且價(jià)格也比較低廉。因而被廣泛應(yīng)用于盒式錄音機(jī)、無(wú)線話筒及聲控開(kāi)關(guān)等電子電路中。 圖 33 駐極體電容話筒工作原理圖 駐極體話筒的核心器件是駐極體振動(dòng)膜。它實(shí)際上是一種經(jīng)永久性極化處理的電介質(zhì)。其制作原理是，將一片極薄的塑料膜片的一面蒸發(fā)上一層純金薄膜，然后將其置于高壓電場(chǎng)之下駐極，使兩面分別駐有能長(zhǎng)期保持的異性電荷。膜片的蒸金一面向外，與金屬外殼相連通，膜片的另一面與金屬極板之間用很薄的絕緣襯圈隔離開(kāi)。這樣，蒸金吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣 信息工程系課程設(shè)計(jì) 5 膜與金屬極板之間便形成了一個(gè)電容。當(dāng)駐極體膜片受到聲波作用而振動(dòng)時(shí)，就引起電容兩端的電場(chǎng)發(fā)生變化，從而產(chǎn)生隨聲波變化的交變電壓信號(hào)。 駐極體的輸出阻抗值很高，約幾十兆赫以上。因此，使用時(shí)不能直接與音頻放大器匹配，需加一級(jí)阻抗變換器，將高阻抗變?yōu)閹装贇W或幾千歐的低阻抗。通常在駐極體話筒產(chǎn)品內(nèi)部加裝有由低噪聲結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的阻抗變換器，形成三端話筒。 圖 34駐極體話筒結(jié)構(gòu)外形和電路符號(hào) 圖 34是駐極體話筒的實(shí)物結(jié)構(gòu)分解、接線、外形和電路符號(hào)。 三端駐極體話筒應(yīng)用電路有兩種接法，分別可接成源極輸出或漏極輸出方式。 不少駐極體話筒產(chǎn)品內(nèi)部沒(méi)有加裝場(chǎng)效應(yīng)管，兩個(gè)輸出接點(diǎn)可以任意接人電路，但最好把接外殼的一點(diǎn)接地，另一點(diǎn)接人由場(chǎng)效應(yīng)管組成的高阻抗輸入前置放大器。 在選用駐極體話筒時(shí)，重點(diǎn)應(yīng)注意其靈敏度的高低。駐極體話筒的靈敏度通常用白、藍(lán)（綠）、黃、紅等色點(diǎn)來(lái)分擋，白點(diǎn)靈敏度最高，紅點(diǎn)最低。有的話筒則以防塵罩的相應(yīng)顏色來(lái)表示靈敏度，也有的用與型號(hào)有明顯區(qū)別的 A、 B、 C 等字母表示， A為最低靈敏度，順序逐次類推。 國(guó)產(chǎn)駐極體話筒的典型產(chǎn)品有 CRZ2 CBZ211和 ZCH12 等型號(hào)。其中 CRZ29的外形尺寸為Φ 19（ mm），引出線使用的是屏蔽線，為兩端引線方式，屏蔽層是正極。它的電壓靈敏度為 ，頻響范圍為 50~10 000Hz，輸出阻抗為 1kΩ 。 駐極體話筒的檢測(cè)包括電阻測(cè)量和靈敏度測(cè)量。 電阻測(cè)量時(shí)，將萬(wàn)用表置于 R100 或 R1k 擋，紅表筆接駐極體話筒的芯線或信號(hào)輸出點(diǎn)，黑表筆接引線的金屬外皮或話筒的金屬外殼。一般所測(cè)阻值應(yīng)在 500Ω~3kΩ范圍內(nèi)。若所測(cè)阻值為 ∞ ，則說(shuō)明話筒開(kāi)路，若測(cè)得阻值接近 0，則表明話筒有短路性吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣 信息工程系課程設(shè)計(jì) 6 故障。如果阻值比正常值小得多或大得多，都說(shuō)明被測(cè)話筒性能變差或已經(jīng)損壞。 靈敏 度檢測(cè)方法是：將萬(wàn)用表置于 R100 擋，將紅表筆接話筒的負(fù)極（一般為話筒引出線的芯線），黑表筆接話筒的正極（一般為話筒引出線的屏蔽層），此時(shí)，萬(wàn)用表應(yīng)指示出某一阻值（例如 1kΩ ），接著正對(duì)著話筒吹一口氣，并仔細(xì)觀察指針，應(yīng)有較大幅度的擺動(dòng)。萬(wàn)用表指針擺動(dòng)的幅度越大，話筒的靈敏度越高，若指針擺動(dòng)幅度很小，說(shuō)明話筒靈敏度很低，使用效果不佳。若吹氣時(shí)發(fā)現(xiàn)指針不動(dòng)，可交換表筆位置再次吹氣試驗(yàn)，若指針仍然不擺動(dòng)，則說(shuō)明話筒已經(jīng)損壞。另外，如果在未吹氣時(shí)，指針指示的阻值便出現(xiàn)漂移不定的現(xiàn)象，則說(shuō)明話筒穩(wěn)定性很差，這樣的 話筒是不宜使用的。 對(duì)三端駐極體話筒，只要正確區(qū)分出三個(gè)引出線的極性，將黑表筆接正電源端，紅表筆接輸出端，接地端懸空，采用上述方法仍可檢測(cè)鑒定話筒的性能優(yōu)劣。 2） 電磁感應(yīng)話筒 話筒是把 聲音 轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置 ， 圖 35是動(dòng)圈式話筒構(gòu)造原理圖，它是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，當(dāng) 聲波 使金屬膜片振動(dòng)時(shí)，連接在膜片上的線圈（叫做音圈）隨著一起振動(dòng)，音圈在 永久磁鐵 的磁場(chǎng)里振動(dòng)，其中就產(chǎn)生感應(yīng)電流（ 電信號(hào) ），感應(yīng)電流的大小和方向都變化，變化的振幅和頻率由聲波決定，這個(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器，從 揚(yáng)聲器 中就發(fā)出放大的聲音。 圖 35話筒工作原理圖 電磁感應(yīng)定律是因 磁通量 變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，閉合電路的一部份導(dǎo)體在 磁場(chǎng) 里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生 電流 ，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。 二級(jí)放大電路 由于音頻脈沖激振器激勵(lì)工件后經(jīng)傳感器傳出的信號(hào)是微弱信號(hào)，一般是毫伏級(jí)甚至是微伏級(jí)的微弱信號(hào)，不能直接進(jìn)行測(cè)量，因而需要這些信號(hào)放大并經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理，使之成為 05V 電壓或 420mA 電流。目前的信號(hào)放大電路可采用集成運(yùn)放電路，但隨著吉林建筑 大學(xué) 城建學(xué)院電氣 信息工程系課程設(shè)計(jì) 7 電子技術(shù)的發(fā)展，有越來(lái)越多的高性能的運(yùn)算放大器可供選擇，要求更高的還可以采用儀表放大器、復(fù)合放大器和高性能運(yùn)算放大器。 放大電路根據(jù)所選用的集成運(yùn)算放大器的不同可分為儀用放大電路，復(fù)合放大電路和高性能運(yùn)算放大電路。而最有用的也是最常用的放大電路――儀用放大電路，它又分為基本差分輸入儀用放大電路、緩沖差分輸入儀用放大電路、可變?cè)鲆娌罘州斎敕糯箅娐?，以及具有差分輸入前置放大?jí)的儀用放大電路。 iV 3R 4R5R 6R 7R8R1 K1 K1 K1 K1 0 K3 0 K+0V+ 1 5 V 1 5 V123++3C1 uAC 1：IT L 0 8 2T L 0 8 2BC 1：I765 圖 36 二級(jí)放大電路 放大電路部分如圖 ，第一級(jí)放大倍數(shù)為 ?? KKRR 1303430倍，第二級(jí)放大倍數(shù)為 ?? KKRR 11067 10倍，合計(jì)為 ??1030 300倍，因?yàn)橥ㄟ^(guò)傳感器所得到的音頻信號(hào)相當(dāng)微弱（為 mv 級(jí)）所以要經(jīng)過(guò)二級(jí)放大。 典型二階帶通濾波器電路 電路
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