CN107264391A - 一种正弦波车载警报器及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正弦波车载警报器，包括控制手柄、警报控制器、数字音频功放和扬声器，控制手柄通过线缆与警报控制器和电源开关连接，用以向警报控制器发送指令；警报控制器通过通信线与控制手柄连接，警报控制器内置AVR单片机芯片，用以输出正弦波信号；数字音频功放通过音频信号线与警报控制器连接，用以放大正弦波信号；扬声器与数字音频功放电连接，用以将放大的正弦波信号转化成警报声音。该正弦波车载警报器成本低，发热量小且信号抗干扰性能优良，在同等输出电平幅值的情况下，对杨声器的损害明显减小。

Description

一种正弦波车载警报器及其处理方法

技术领域：

本发明涉及车载设备领域，具体讲是一种正弦波车载警报器及其处理方法。

背景技术：

车载警报器是一种安装在汽车上的警灯警报器中的装备。对于警报器系统既有一定的功率要求，也有按国家标准规定的音调变化要求。通常，功率要求是用音频功放来完成的，音调变化是用单片机及其固化在里面的软件来实现的。目前国内市场上在使用的车载警报器系统，考虑到成本问题均采用经典的模拟音频功放加方波输出的形式，这种放大器效率低，发热量大，而且信号在传输过程中容易受到外界电磁波的干扰。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种成本低，发热量小且信号抗干扰性能优良的正弦波车载警报器。

本发明的技术解决方案是，提供一种正弦波车载警报器，包括控制手柄、警报控制器、数字音频功放和扬声器，控制手柄通过线缆与警报控制器和电源开关连接，用以向警报控制器发送指令；警报控制器通过通信线与控制手柄连接，警报控制器内置AVR单片机芯片，用以输出正弦波信号；数字音频功放通过音频信号线与警报控制器连接，用以放大正弦波信号；扬声器与数字音频功放电连接，用以将放大的正弦波信号转化成警报声音。

本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种正弦波输出方式的正弦波车载警报器的处理方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种正弦波车载警报器的处理方法，包括以下步骤，

第一步，控制手柄向警报控制器发出指令；

第二步，警报控制器内置的AVR单片机芯片按国标要求提取发出指令时对应的信号频率和变化周期，软件通过查表的方法取得一个值，这个值的大小在0 到255之间，而AVR单片机芯片不停地读取这些值，值的大小按正弦波规律变化，并将这些值以相应于正弦波的脉宽调制波方式输出到数字音频功放；

第三步，数字音频功放通过逆变开关电源将汽车电瓶12V电压转换成所需电压值，并通过整形滤波电路将警报控制器传输过来的脉宽调制波信号进行限幅整形后，滤除掉干扰波，再还原成正弦波，然后通过音频功放主电路进行功率放大，最后在扬声器中产生一个所需要的警报声音。

本发明相比于现有技术具有以下优点：将传统模拟功放加方波的输出方式改进为数字音频功放加正弦波的输出方式，不仅成本与现有技术持平甚至更低，而且节能、发热量小且信号抗干扰性能优良，在同等输出电平幅值的情况下，对杨声器的损害明显减小。

附图说明：

图1为本发明的工作原理框图。

具体实施方式：

下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明：

如图1所述，一种正弦波车载警报器，包括控制手柄1、警报控制器2、数字音频功放3和扬声器4，控制手柄1通过线缆与警报控制器2和电源开关连接，用以向警报控制器发送指令；警报控制器2通过通信线与控制手柄1连接，警报控制器2内置AVR单片机芯片，用以输出正弦波信号；数字音频功放3通过音频信号线与警报控制器2连接，用以放大正弦波信号；扬声器4与数字音频功放3电连接，用以将放大的正弦波信号转化成警报声音。

其中，电源为汽车电瓶5，数字音频功放包括音频功放主电路，还包括逆变开关电源32和整形滤波电路31，整形滤波电路为传统的阻容滤波电路，其内容未做创新，故不再赘述。控制手柄是一个其表面带有多个按钮开关的，通过人为操作来达到向警报控制器发送控制指令的装置。控制手柄通过线缆与警报控制器及系统的电源开关相连，当打开电源开关时，使整个系统通电而进入工作状态。当按下某个按钮开关时，警报控制器便会进行相应动作，输出或关闭音频信号，或改变音频信号的变化规律，或改变音频信号的幅度大小等。AVR单片机芯片中固化有程序软件，芯片外围有多条输入/输出引脚，芯片的引脚接收到控制手柄来的操作指令后，由软件运行相应的程序段来进行控制，为了兼顾性价比，既要实现波形输出要求，又要价格实惠。本案例中采用的是Atmel公司生产的ATMEGA32单片机芯片，其晶振频率为11.0592MHz，经定时/计数器T0的 256次分频后，获得43.20KHz的频率。这样，输出正弦波的查表取值频率为 43.20KHz，即调制频率，而正弦波的最小变化梯度为1/256。输出方式为相应于正弦波的脉宽调制(PWM)波，由于该芯片的T0本身具有PWM功能，线路特别简单，而抗干扰能力也很强。数字音频功放采用的数字音频集成芯片是 IRFS2092，其取样频率为300KHz，搭配音频功放专用MOS管IRFB4227，组成高性能的音频功放主电路。另外，为了满足输出功率对电源电压的要求，这里通过一个逆变开关电源，将12V的汽车电压升高到要求值。还有，先将由警报控制器传输过来的，PWM信号经限幅整形后，滤除掉干扰波，再用阻容滤波电路还原成正弦波，然后送到数字音频功放进行功率放大，便会在扬声器中产生一个所需要的抗干扰性能优良的警报声音。

其处理方法如下，一种正弦波车载警报器的处理方法，包括以下步骤，

第一步，控制手柄向警报控制器发出指令；

第二步，警报控制器内置的AVR单片机芯片按国标要求提取发出指令时对应的信号频率和变化周期，软件通过查表的方法取得一个值，这个值的大小在0 到255之间，而AVR单片机芯片不停地读取这些值，值的大小按正弦波规律变化，并将这些值以相应于正弦波的脉宽调制波方式输出到数字音频功放；

第三步，数字音频功放通过逆变开关电源将汽车电瓶12V电压转换成所需电压值，并通过整形滤波电路将警报控制器传输过来的脉宽调制波信号进行限幅整形后，滤除掉干扰波，再还原成正弦波，然后通过音频功放主电路进行功率放大，最后在扬声器中产生一个所需要的警报声音。

本发明中，要制作正弦波警报器的关键，一个是能提供正弦波信号源，另一个是从效率和发热量的角度来看，这个系统采用模拟音频功放是不可取的。本发明的体积也比传统的模拟音频功放小，可以安装到车载警灯警报器里面，杨声器的边上，从而缩短了输出线路减少了线路损耗。另外，这个车载正弦波警报器的产品价格，可以和传统的车载警报器系统持平，甚至更低，因为为了散热，传统的车载警报器音频功放需要更大的散热材料。而本发明的发热量小，基本不需要特殊的散热材料。

Claims (4)

1.一种正弦波车载警报器，其特征在于：包括控制手柄、警报控制器、数字音频功放和扬声器，控制手柄通过线缆与警报控制器和电源开关连接，用以向警报控制器发送指令；警报控制器通过通信线与控制手柄连接，警报控制器内置AVR单片机芯片，用以输出正弦波信号；数字音频功放通过音频信号线与警报控制器连接，用以放大正弦波信号；扬声器与数字音频功放电连接，用以将放大的正弦波信号转化成警报声音。

2.根据权利要求1所述的正弦波车载警报器，其特征在于：电源为汽车电瓶。

3.根据权利要求1所述的正弦波车载警报器，其特征在于：数字音频功放包括音频功放主电路，还包括逆变开关电源和整形滤波电路。

4.根据权利要求1所述的正弦波车载警报器的处理方法，其特征在于：包括以下步骤，

第一步，控制手柄向警报控制器发出指令；

第二步，警报控制器内置的AVR单片机芯片按国标要求提取发出指令时对应的信号频率和变化周期，通过查表的方法取得一个值，这个值的大小在0到255之间，而AVR单片机芯片不停地读取这些值，值的大小按正弦波规律变化，并将这些值以相应于正弦波的脉宽调制波方式输出到数字音频功放；

第三步，数字音频功放通过逆变开关电源将汽车电瓶12V电压转换成所需电压值，并通过整形滤波电路将警报控制器传输过来的脉宽调制波信号进行限幅整形后，滤除掉干扰波，再还原成正弦波，然后通过音频功放主电路进行功率放大，最后在扬声器中产生一个所需要的警报声音。