CN108235182A - 能检测及显示声音频率的电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及声音频率检测技术，解决了目前检测人发音频率时费用昂贵，程序繁琐的问题。技术方案概括为：能检测及显示声音频率的电路，包括声音采集模块和至少3个检测回路，其中每个检测回路包括一个带通滤波模块、一个放大模块和一个电压比较显示模块，每个电压比较显示模块包括至少3个比较显示电路，其中声音采集模块的输出端与所有带通滤波模块的输入端连接，每个带通滤波模块的输出端与对应的放大模块的输入端连接，每个放大模块的输出端与对应的所有比较显示电路的输入端连接。有益效果是：本发明结构简单，显示方式直观，频率检测范围可调。特别适用于人发音频率的检测及显示。

Description

能检测及显示声音频率的电路

技术领域

本发明涉及声音频率检测技术，特别涉及人发音频率的检测及显示技术。

背景技术

现有技术中检测声音频率的电路各种各样，其中一些电路虽然检测精准度高，但是结构复杂，成本高，导致在某些场合并不适用。例如在生活中，人们可以去专业的录音室分析自己声音的特征，记录下声音频率在成长过程中的变化，但是此种方法费用昂贵，程序繁琐，在实际生活中使用起来不方便并且得不到普及。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的能检测及显示声音频率的电路，用于快捷直观地显示出当前所采集声音的频率的高低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：能检测及显示声音频率的电路，包括声音采集模块和至少3个检测回路，其中每个检测回路包括一个带通滤波模块、一个放大模块和一个电压比较显示模块，每个电压比较显示模块包括至少3个比较显示电路，其中声音采集模块的输出端与所有带通滤波模块的输入端连接，每个带通滤波模块的输出端与对应的放大模块的输入端连接，每个放大模块的输出端与对应的所有比较显示电路的输入端连接；

其中声音采集模块能输出频率与被测声音频率相同，幅值随被测声音频率变化而变化的电信号。

进一步的，带通滤波模块的通频带两两之间不相同或部分重叠，同一个电压比较显示模块中所有比较显示电路的基准电压不相同。

进一步的，带通滤波模块采用一个有源二阶低通滤波电路和一个有源二阶高通滤波电路构成。

进一步的，带通滤波模块包括电阻一、电阻二、电阻三、电阻四、电阻五、电阻六、电阻七、电阻八、电容一、电容二、电容三、电容四、运算放大器一、运算放大器二、电源和地线，其中电阻一的一端与声音采集模块的输出端连接，另一端与电阻二的一端、电容一的一端和电容二的一端连接，运算放大器一的同相端与电阻二的另一端连接，反相端与电阻三的一端和电阻四的一端连接，正极与电源连接，负极与地线连接，输出端与电容三的一端连接，电容一的另一端与电阻三的另一端连接，电容二的另一端和电阻四的另一端与地线连接，电容三的另一端与电容四的一端、电阻五的一端和电阻六的一端连接，运算放大器二的同相端与电容四的另一端连接，反相端与电阻七的一端和电阻八的一端连接，正极与电源连接，负极与地线连接，输出端与放大模块的输入端连接，电阻五的另一端与电阻七的另一端连接，电阻六的另一端和电阻八的另一端与地线连接。

进一步的，放大模块包括电阻九、电阻十、电阻十一、电阻十二、电阻十三、电容五、电容六、电容七、运算放大器三、电源和地线，其中运算放大器三的同相端与电容五的一端和电阻十一的一端连接，反相端与电阻九的一端和电阻十的一端连接，正极与电源和电阻十二的一端连接，负极与地线连接，输出端与电阻九的另一端和电容七的一端连接，电阻十二的另一端与电阻十一的另一端、电阻十的另一端、电阻十三的一端和电容六的一端连接，电阻十三的另一端和电容六的另一端与地线连接，电容五的另一端与带通滤波模块的输出端连接，电容七的另一端与对应的所有比较显示电路的输入端连接。

进一步的，比较显示电路包括电阻十四、电阻十五、电阻十六、发光二极管、电压比较器、电源和地线，其中电压比较器的同相端与对应的放大模块的输出端连接，反相端与电阻十四的一端和电阻十五的一端连接，正极与电阻十四的另一端、电阻十六的一端和电源连接，负极与地线连接，输出端与电阻十六的另一端和发光二极管的阳极连接，发光二极管的阴极和电阻十五的另一端与地线连接。

具体的，声音采集模块采用单指向并且灵敏度为43dB的驻极体电容传声器。

进一步的，采用3个检测回路，其中3个检测回路的带通滤波模块的通频带分别采用60HZ-200HZ、200HZ-800HZ及800HZ-1100HZ。

进一步的，每个检测回路的电压比较显示模块采用3个比较显示电路，其中每个电压比较显示模块的3个比较显示电路的基准电压分别采用电源电压的及

有益效果是：本发明采用模块化的设计思路，电路结构简单，显示方式直观，而且可以根据检测频率范围调整各模块数量，因此本发明能够更快捷直观的检测并显示出当前所采集声音的频率的高低。本发明特别适用于人发音频率的检测及显示。

附图说明

图1是本发明的系统结构图。

图2是本发明带通滤波模块的电路图。

图3是本发明放大模块的电路图。

图4是本发明比较显示电路的电路图。

其中，R1是电阻一，R2是电阻二，R3是电阻三，R4是电阻四，R5是电阻五，R6是电阻六，R7是电阻七，R8是电阻八，R9是电阻九，R10是电阻十，R11是电阻十一，R12是电阻十二，R13是电阻十三，R14是电阻十四，R15是电阻十五，R16是电阻十六，C1是电容一，C2是电容二，C3是电容三，C4是电容四，C5是电容五，C6是电容六，C7是电容七，VCC是电源，U1是运算放大器一，U2是运算放大器二，U3是运算放大器三，A是电压比较器，D是发光二极管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明的技术方案是：能检测及显示声音频率的电路，包括声音采集模块和至少3个检测回路，其中每个检测回路包括一个带通滤波模块、一个放大模块和一个电压比较显示模块，每个电压比较显示模块包括至少3个比较显示电路，其中声音采集模块的输出端与所有带通滤波模块的输入端连接，每个带通滤波模块的输出端与对应的放大模块的输入端连接，每个放大模块的输出端与对应的所有比较显示电路的输入端连接；

其中声音采集模块能输出频率与被测声音频率相同，幅值随被测声音频率变化而变化的电信号。

实施例

本例中的能检测及显示声音频率的电路，包括声音采集模块和至少3个检测回路，其中每个检测回路包括一个带通滤波模块、一个放大模块和一个电压比较显示模块，每个电压比较显示模块包括至少3个比较显示电路，其中声音采集模块的输出端与所有带通滤波模块的输入端连接，每个带通滤波模块的输出端与对应的放大模块的输入端连接，每个放大模块的输出端与对应的所有比较显示电路的输入端连接；

其中声音采集模块能输出频率与被测声音频率相同，幅值随被测声音频率变化而变化的电信号。

声音采集模块用于采集声音信号，并将声音信号变换为电信号输出到带通滤波模块；带通滤波模块用于区分信号频率范围并滤除干扰信号；放大模块用于放大信号幅值；电压比较显示模块用于判断信号频率并提供显示。

其中，带通滤波模块的通频带两两之间不相同或部分重叠，同一个电压比较显示模块中所有比较显示电路的基准电压不相同。带通滤波模块采用一个有源二阶低通滤波电路和一个有源二阶高通滤波电路构成。带通滤波模块包括电阻一、电阻二、电阻三、电阻四、电阻五、电阻六、电阻七、电阻八、电容一、电容二、电容三、电容四、运算放大器一、运算放大器二、电源和地线，其中电阻一的一端与声音采集模块的输出端连接，另一端与电阻二的一端、电容一的一端和电容二的一端连接，运算放大器一的同相端与电阻二的另一端连接，反相端与电阻三的一端和电阻四的一端连接，正极与电源连接，负极与地线连接，输出端与电容三的一端连接，电容一的另一端与电阻三的另一端连接，电容二的另一端和电阻四的另一端与地线连接，电容三的另一端与电容四的一端、电阻五的一端和电阻六的一端连接，运算放大器二的同相端与电容四的另一端连接，反相端与电阻七的一端和电阻八的一端连接，正极与电源连接，负极与地线连接，输出端与放大模块的输入端连接，电阻五的另一端与电阻七的另一端连接，电阻六的另一端和电阻八的另一端与地线连接。

放大模块包括电阻九、电阻十、电阻十一、电阻十二、电阻十三、电容五、电容六、电容七、运算放大器三、电源和地线，其中运算放大器三的同相端与电容五的一端和电阻十一的一端连接，反相端与电阻九的一端和电阻十的一端连接，正极与电源和电阻十二的一端连接，负极与地线连接，输出端与电阻九的另一端和电容七的一端连接，电阻十二的另一端与电阻十一的另一端、电阻十的另一端、电阻十三的一端和电容六的一端连接，电阻十三的另一端和电容六的另一端与地线连接，电容五的另一端与带通滤波模块的输出端连接，电容七的另一端与对应的所有比较显示电路的输入端连接。

比较显示电路包括电阻十四、电阻十五、电阻十六、发光二极管、电压比较器、电源和地线，其中电压比较器的同相端与对应的放大模块的输出端连接，反相端与电阻十四的一端和电阻十五的一端连接，正极与电阻十四的另一端、电阻十六的一端和电源连接，负极与地线连接，输出端与电阻十六的另一端和发光二极管的阳极连接，发光二极管的阴极和电阻十五的另一端与地线连接。

具体的，声音采集模块采用单指向并且灵敏度为43dB的驻极体电容传声器。采用3个检测回路，其中3个检测回路的带通滤波模块的通频带分别采用60HZ-200HZ、200HZ-800HZ及800HZ-1100HZ。每个检测回路的电压比较显示模块采用3个比较显示电路，其中每个电压比较显示模块的3个比较显示电路的基准电压分别采用电源电压的及

具体举例是：运算放大器一采用LM358，运算放大器二采用LM358，运算放大器三采用LM358，电压比较器采用LM339，声音采集模块采用单指向并且灵敏度为43dB的驻极体电容传声器，采用3个检测回路，每个检测回路的电压比较显示模块采用3个比较显示电路。

在本例中，包括声音采集模块和3个检测回路，其中每个检测回路包括一个带通滤波模块、一个放大模块和一个电压比较显示模块，每个电压比较显示模块包括3个比较显示电路，其中声音采集模块的输出端与所有带通滤波模块的输入端连接，每个带通滤波模块的输出端与对应的放大模块的输入端连接，每个放大模块的输出端与对应的所有比较显示电路的输入端连接。

具体的说，每个检测回路包括电阻一R1、电阻二R2、电阻三R3、电阻四R4、电阻五R5、电阻六R6、电阻七R7、电阻八R8、电阻九R9、电阻十R10、电阻十一R11、电阻十二R12、电阻十三R13、电阻十四R14、电阻十五R15、电阻十六R16、电容一C1、电容二C2、电容三C3、电容四C4、电容五C5、电容六C6、电容七C7、电源VCC、运算放大器一U1、运算放大器二U2、运算放大器三U3、电压比较器A、发光二极管D和地线。其中电阻一R1的一端与声音采集模块的输出端连接，另一端与电阻二R2的一端、电容一C1的一端和电容二C2的一端连接，运算放大器一U1的同相端与电阻二R2的另一端连接，反相端与电阻三R3的一端和电阻四R4的一端连接，正极与电源VCC连接，负极与地线连接，输出端与电容三C3的一端连接，电容一C1的另一端与电阻三R3的另一端连接，电容二C2的另一端和电阻四R4的另一端与地线连接，电容三C3的另一端与电容四C4的一端、电阻五R5的一端和电阻六R6的一端连接，运算放大器二U2的同相端与电容四C4的另一端连接，反相端与电阻七R7的一端和电阻八R8的一端连接，正极与电源VCC连接，负极与地线连接，电阻五R5的另一端与电阻七R7的另一端连接，电阻六R6的另一端和电阻八R8的另一端与地线连接。运算放大器三U3的同相端与电容五C5的一端和电阻十一R11的一端连接，反相端与电阻九R9的一端和电阻十R10的一端连接，正极与电源VCC和电阻十二R12的一端连接，负极与地线连接，输出端与电阻九R9的另一端和电容七C7的一端连接，电阻十二R12的另一端与电阻十一R11的另一端、电阻十R10的另一端、电阻十三R13的一端和电容六C6的一端连接，电阻十三R13的另一端和电容六C6的另一端与地线连接，电容五C5的另一端与运算放大器二U2的输出端连接，电容七C7的另一端与对应的三个比较显示电路的输入端连接。其中每个比较显示电路的电压比较器A的同相端与电容七C7的另一端连接，反相端与电阻十四R14的一端和电阻十五R15的一端连接，正极与电阻十四R14的另一端、电阻十六R16的一端和电源VCC连接，负极与地线连接，输出端与电阻十六R16的另一端和发光二极管D的阳极连接，发光二极管D的阴极和电阻十五R15的另一端与地线连接。

将本例的电路用于检测并显示人发音的频率，人发音频率范围是65HZ-1100HZ，因此可以将三个带通滤波模块的通频带分别设置为60HZ-200HZ、200HZ-800HZ及800HZ-1100HZ，如图2所示，带通滤波模块中的二阶有源低通滤波电路的上限截止频率为放大倍数Au＝1+(R3/R4)，二阶有源高通滤波电路的下限截止频率为放大倍数Au＝1+(R7/R8)，代入上、下限频率计算后各元件采用标准值即可。按照上述方法可以得到三个带通滤波模块中相关元件的取值。如图3所示，放大模块的放大倍数为Au＝1+(R9/R10)，其中电容五C5和电容七C7为隔直电容，电容六C6为滤波电容，电阻十二R12和电阻十三R13对直流电源分压后抬高运算放大器三U3两端的电压，为了减少输入失调电流的影响，电阻十一R11要等于电阻九R9与电阻十R10的并联阻值。如图4所示，比较显示电路将电压比较器A同相端的输入电压与反相端的基准电压进行比较后控制发光二极管D的导通，其中基准电压根据频率范围和电源电压范围进行估算，例如带通滤波模块的通频带设置为60HZ-200HZ，电压比较显示模块的电源VCC电压为6V，当电阻十四R14采用1KΩ，电阻十五R15采用16KΩ时，基准电压为5.65V，对应频率192HZ，当电阻十四R14采用4.7KΩ，电阻十五R15采用4.7KΩ时，基准电压为3V，对应频率130HZ，以此类推。

使用时，声音采集模块输出频率与被测声音频率相同，幅值随被测声音频率变化而变化的电信号，该信号经对应频带范围的带通滤波模块处理后，输出到对应的放大模块将信号幅值按比例进行放大，然后比较显示电路将放大后的信号与基准电压进行比较，若电压比较结果在允许范围内，则相应的发光二极管D点亮，即可知道当前所测声音的频率。

Claims (9)

1.能检测及显示声音频率的电路，包括声音采集模块，其特征在于：还包括至少3个检测回路，所述每个检测回路包括一个带通滤波模块、一个放大模块和一个电压比较显示模块，每个电压比较显示模块包括至少3个比较显示电路，所述声音采集模块的输出端与所有带通滤波模块的输入端连接，每个带通滤波模块的输出端与对应的放大模块的输入端连接，每个放大模块的输出端与对应的所有比较显示电路的输入端连接；

所述声音采集模块能输出频率与被测声音频率相同，幅值随被测声音频率变化而变化的电信号。

2.如权利要求1所述的能检测及显示声音频率的电路，其特征在于：所述带通滤波模块的通频带两两之间不相同或部分重叠，所述同一个电压比较显示模块中所有比较显示电路的基准电压不相同。

3.如权利要求1所述的能检测及显示声音频率的电路，其特征在于：所述带通滤波模块采用一个有源二阶低通滤波电路和一个有源二阶高通滤波电路构成。

4.如权利要求3所述的能检测及显示声音频率的电路，其特征在于：所述带通滤波模块包括电阻一、电阻二、电阻三、电阻四、电阻五、电阻六、电阻七、电阻八、电容一、电容二、电容三、电容四、运算放大器一、运算放大器二、电源和地线，所述电阻一的一端与声音采集模块的输出端连接，另一端与电阻二的一端、电容一的一端和电容二的一端连接，运算放大器一的同相端与电阻二的另一端连接，反相端与电阻三的一端和电阻四的一端连接，正极与电源连接，负极与地线连接，输出端与电容三的一端连接，电容一的另一端与电阻三的另一端连接，电容二的另一端和电阻四的另一端与地线连接，电容三的另一端与电容四的一端、电阻五的一端和电阻六的一端连接，运算放大器二的同相端与电容四的另一端连接，反相端与电阻七的一端和电阻八的一端连接，正极与电源连接，负极与地线连接，输出端与放大模块的输入端连接，电阻五的另一端与电阻七的另一端连接，电阻六的另一端和电阻八的另一端与地线连接。

5.如权利要求1所述的能检测及显示声音频率的电路，其特征在于：所述放大模块包括电阻九、电阻十、电阻十一、电阻十二、电阻十三、电容五、电容六、电容七、运算放大器三、电源和地线，所述运算放大器三的同相端与电容五的一端和电阻十一的一端连接，反相端与电阻九的一端和电阻十的一端连接，正极与电源和电阻十二的一端连接，负极与地线连接，输出端与电阻九的另一端和电容七的一端连接，电阻十二的另一端与电阻十一的另一端、电阻十的另一端、电阻十三的一端和电容六的一端连接，电阻十三的另一端和电容六的另一端与地线连接，电容五的另一端与带通滤波模块的输出端连接，电容七的另一端与对应的所有比较显示电路的输入端连接。

6.如权利要求1所述的能检测及显示声音频率的电路，其特征在于：所述比较显示电路包括电阻十四、电阻十五、电阻十六、发光二极管、电压比较器、电源和地线，所述电压比较器的同相端与对应的放大模块的输出端连接，反相端与电阻十四的一端和电阻十五的一端连接，正极与电阻十四的另一端、电阻十六的一端和电源连接，负极与地线连接，输出端与电阻十六的另一端和发光二极管的阳极连接，发光二极管的阴极和电阻十五的另一端与地线连接。

7.如权利要求1所述的能检测及显示声音频率的电路，其特征在于：所述声音采集模块采用单指向并且灵敏度为43dB的驻极体电容传声器。

8.如权利要求1-7任一项所述的能检测及显示声音频率的电路，其特征在于：采用3个检测回路，所述3个检测回路的带通滤波模块的通频带分别采用60HZ-200HZ、200HZ-800HZ及800HZ-1100HZ。

9.如权利要求8所述的能检测及显示声音频率的电路，其特征在于：所述每个检测回路的电压比较显示模块采用3个比较显示电路，所述每个电压比较显示模块的3个比较显示电路的基准电压分别采用电源电压的及