【文章內(nèi)容簡介】 更高的傳輸效率。通過限制器將突發(fā)的信號(hào)、過強(qiáng)的信號(hào)、誤操作所產(chǎn)生的大信號(hào)和聲反饋，按一定的比例進(jìn)行壓縮或限幅，解決了功率放大器過載問題，從而保護(hù)了昂貴的功率放大器和揚(yáng)聲器。通過濾波器過濾掉不理想的信號(hào)，得到單一頻段的理想信號(hào)，保證了信號(hào)傳輸?shù)恼_。通過高峰活塞和比較器比較電壓，然后根據(jù)比較結(jié)果，把輸出電壓設(shè)定在數(shù)字高態(tài)。通過積分器將前后信號(hào)疊加。最后通過施密特觸發(fā)器對脈沖邊緣進(jìn)行整形和產(chǎn)生輸出方波脈沖，如圖33 所示。 外部應(yīng)用電路（1）該元件的外部應(yīng)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(yīng)和 Vcc 引腳和 GND 引腳緊密聯(lián)接 ②ON/OFF 脈沖寬度最好是小于 米*光照強(qiáng)度檢查檢測表面的紅外模塊是 0 Lux（照度單位）圖 35 抵達(dá)物距離試驗(yàn)條件LRT15CTM4S 紅外遙控接收頭與紅外發(fā)射裝置的夾角 θ 直接影響傳輸?shù)木嚯x，夾角越小傳輸距離越遠(yuǎn)，當(dāng)夾角 θ=0176。時(shí)傳輸距離最遠(yuǎn)為 28 m ；當(dāng)夾角 θ=45176。時(shí)傳輸距離為 15m。抵達(dá)物距離試驗(yàn)條件見圖 35。（2）當(dāng) LRT15CTM4S 系列受到一些干擾信號(hào)抑制時(shí)，它仍然可以接收數(shù)據(jù)信號(hào)。不過靈敏度降低到不能產(chǎn)生理想脈沖的水平。一些抑制 LRT15CTM4S 系列干擾信號(hào)的例子：①熒光燈信號(hào)電子鎮(zhèn)流器（參照圖 36，圖 37 ） ②頻率為 38KHz 的連續(xù)信號(hào)或在其他任何頻率③直流燈（鎢燈泡或節(jié)能燈）圖 36 和圖 37 顯示的信號(hào)來自一個(gè)用 60Hz 電子鎮(zhèn)流器作用的熒光燈。一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器造成的不同類型的干擾信號(hào)。如果燈的頻率在 50kHz100kHz 之間，那么通常的振蕩頻率是光學(xué)干擾信號(hào)，這個(gè)頻率是電氣振蕩驅(qū)動(dòng)電路鎮(zhèn)流器頻率的兩倍。所有 LRT15CTM4S 系列的紅外接收機(jī)模塊都可以制止這種干擾信號(hào)如圖36 和圖 37 所示。所以這些燈將不會(huì)產(chǎn)生不理想的輸出脈沖。不過敏感性會(huì)根據(jù)干擾信號(hào)的強(qiáng)弱而有所降低，更重要的是電子鎮(zhèn)流器的高調(diào)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(shù) 符號(hào) 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(hào)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(dá)物距離　　L　 圖 177。45176。 15 m通過下表可以看出當(dāng) LRT15CTM4S 紅外遙控接收模塊的供電電壓為 5V 時(shí)，其靈敏度最高；供電電壓和電流是成正比關(guān)系，即供電電壓越大電源電流越大，反之越??；距離和輸出脈沖寬度近似成反比例關(guān)系，即距離越遠(yuǎn)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(shù) 試驗(yàn)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(huán) Ta=30℃()+85℃() 20圈②，③屬性測試 高度=75cm 3次④①負(fù)載測試的供電電壓是 5V②光電學(xué)特性正常條件下應(yīng)在停止 2 小時(shí)后恢復(fù)正常 ③加熱周期測試應(yīng)在無負(fù)載條件下重復(fù) 20 次 無線收發(fā)模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)無線接收模塊的設(shè)計(jì)如圖 310 所示，LRT15CTM4S紅外接收遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)模塊的 Vcc 腳接+5V 電壓，GND 腳接地，Vout 腳接 AT89C51 單片機(jī)的 P00 口。當(dāng) LRT15CTM4S 紅外接收頭收到彩色電視遙控器的脈沖信號(hào)后，就能通過其內(nèi)部電路給單片機(jī) P00 口一個(gè) 高電平，完成無線收發(fā)模塊的工作環(huán)節(jié)。圖 310 無線收發(fā)模塊 本章小結(jié)本章介紹了作為本設(shè)計(jì)無線收發(fā)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(jù)其特性設(shè)計(jì)無線收發(fā)模塊。4 音樂集成電路模塊設(shè)計(jì)音樂集成電路報(bào)警模塊是該設(shè)計(jì)的信號(hào)觸發(fā)模塊和報(bào)警電路模塊的組合模塊，將彈簧開關(guān)作為信號(hào)觸發(fā)模塊，音樂集成電路作為報(bào)警電路模塊。下面將對該部分的設(shè)計(jì)做詳細(xì)的介紹。 音樂集成電路音樂集成電路是一種樂曲發(fā)生器，它可以向外發(fā)送固定存儲(chǔ)的樂曲。它具有聲音悅耳、外接元件少、價(jià)格低、功能全面及使用方便等特點(diǎn)，因而音樂集成電路在家用電器，時(shí)鐘，玩具等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 音樂集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其工作原理音樂集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖 41 所示，它由振蕩電路、音調(diào)發(fā)生器、包絡(luò)發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)電路、速度控制、節(jié)奏發(fā)生器、存儲(chǔ)器（ROM）和前置放大器等組成。圖 41 音樂集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(gòu)成完整的振蕩器，其振蕩頻率與 R 阻值的大小有關(guān)，一般振蕩頻率為 5OkHz 或 10OkHz，振蕩頻率是音調(diào)發(fā)生器和節(jié)奏發(fā)生器的時(shí)間基準(zhǔn)，該頻率用作音調(diào)、節(jié)奏、速度的時(shí)間基礎(chǔ)，它直接影響樂曲的質(zhì)量。（2）音調(diào)發(fā)生器音調(diào)發(fā)生器按存儲(chǔ)器（ROM）的數(shù)據(jù)分配產(chǎn)生不同音調(diào)的代碼。音調(diào)頻率范圍一般包括兩個(gè)八度音音階。（3）包絡(luò)發(fā)生器包絡(luò)發(fā)生器的功能是產(chǎn)生包絡(luò)信號(hào)，包絡(luò)信號(hào)的形狀決定著樂曲的音色。音調(diào)信號(hào)和節(jié)奏信號(hào)經(jīng)包絡(luò)發(fā)生器形成合成音樂信號(hào)后輸送給驅(qū)動(dòng)電路。（4）驅(qū)動(dòng)電路不同的集成電路驅(qū)動(dòng)電路各不相同，有的在輸出端輸出電流，可直接驅(qū)動(dòng)壓電蜂鳴器，有的集成電路內(nèi)還設(shè)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(nèi)，不能由外部選擇。（6）節(jié)奏發(fā)生器節(jié)奏發(fā)生器按存儲(chǔ)器（ROM）的數(shù)據(jù)分配，可提供八種節(jié)拍去控制 ROM 地址時(shí)鐘，如 1/1/3/3/2 、4 拍?！　?音樂集成電路使用過程中應(yīng)注意的問題（1）音樂集成電路種類很多，每一個(gè)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(shí)最好臨時(shí)搭接外圍元件視聽一下曲調(diào)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(gè)電壓音調(diào)就會(huì)失真，而 2850 系列的工作電壓為 ～5V。使用時(shí)應(yīng)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(diào)有關(guān)，阻值小時(shí)音調(diào)高，阻值大時(shí)音調(diào)低，調(diào)試時(shí)應(yīng)注意阻值的選取。（4）有的系列電路雖能驅(qū)動(dòng)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(shí)要注意。 音樂集成電路報(bào)警模塊設(shè)計(jì)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(gè)元件的工作原理及型號(hào)的選用做詳細(xì)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(gè)由 p 型半導(dǎo)體和 n 型半導(dǎo)體形成的 pn 結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于 pn 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)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(tài)。 當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí)，外界電場和自建電場的互相抑制作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí)，外界電場和自建電場進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流 I0。 當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí)，pn 結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為整流二極管的擊穿現(xiàn)象。 整流二極管的導(dǎo)電特性二極管最重要的特性就是單向?qū)щ娦?。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。下面通過簡單的實(shí)驗(yàn)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(fù)極接在低電位端，二極管就會(huì)導(dǎo)通，這種連接方式稱為正向偏置。當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí)，整流二極管仍然不能導(dǎo)通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值（這一數(shù)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(dǎo)通。導(dǎo)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(fù)極接在高電位端，此時(shí)二極管中幾乎沒有電流流過，此時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。整流二極管處于反向偏置時(shí)，仍然會(huì)有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當(dāng)整流二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會(huì)急劇增大，二極管將失去單向?qū)щ娞匦?，這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。在本設(shè)計(jì)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?qū)щ娦跃涂梢粤?，在電路中起到保護(hù)電子元件的作用。所以本設(shè)計(jì)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(fā)射極 E 三個(gè)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(jié)構(gòu)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(fā)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(fā)射極 E 的電流叫做基極電流 Ib；把從集電極 C 流至發(fā)射極 E 的電流叫做集電極電流 Ic。這兩個(gè)電流的方向都是流出發(fā)射極的，所以發(fā)射極 E 上就用了一個(gè)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(huì)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(shù) β。如果我們將一個(gè)變化的小信號(hào)加到基極跟發(fā)射極之間，這就會(huì)引起基極電流 Ib 的變化，Ib 的變化被放大后，導(dǎo)致了 Ic 很大的變化。如果集電極電流 Ic 是流過一個(gè)電阻 R 的，那么根據(jù)電壓計(jì)算公式可以算得，這電阻上電壓就會(huì)發(fā)生很大的變化。我們將這個(gè)電阻上的電壓取出來，就得到了放大后的電壓信號(hào)了。 三極管在實(shí)際的放大電路中使用時(shí)，還需要加合適的偏置電路。首先是由于三極管 BE 結(jié)的非線性（相當(dāng)于一個(gè)二極管） ，基極電流必須在輸入電壓大到一定程度后才能產(chǎn)生（對于硅管，常取 ） 。當(dāng)基極與發(fā)射極之間的電壓小于 時(shí)，基極電流 Ib 就可以認(rèn)為是 0。但實(shí)際中要放大的信號(hào)往往遠(yuǎn)比 要小，如果不加偏置的話，這么小的信號(hào)就不足以引起基極電流 Ib 的改變（因?yàn)樾∮?時(shí)，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(gè)合適的電流（叫做偏置電流，上圖中那個(gè)電阻 Rb 就是用來提供這個(gè)電流的，所以它被叫做基極偏置電阻） ，那么當(dāng)一個(gè)小信號(hào)跟這個(gè)偏置電流疊加在一起時(shí)，小信號(hào)就會(huì)導(dǎo)致基極電流 Ib 的變化，而基極電流 Ib 的變化，就會(huì)被放大并在集電極上輸出。另一個(gè)原因就是輸出信號(hào)范圍的要求，如果沒有加偏置，那么只有對那些增加的信號(hào)放大，而對減小的信號(hào)無效（因?yàn)闆]有偏置時(shí)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(dāng)輸入的基極電流 Ib 變小時(shí)，集電極電流