CN1152159A

CN1152159A - 数字式多音调无触点汽车用电子喇叭

Info

Publication number: CN1152159A
Application number: CN 95113362
Authority: CN
Inventors: 蒋华东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1997-06-18

Abstract

本发明提供一种数字式多音调无触点汽车用电子喇叭，它包括一产生一较稳定的、频率较高的时钟基准的主振荡器；一用来将上述时钟基准进行分频的分频器；一用来对上述分频器输出的信号进行脉冲成型的脉冲宽度成型器；一对信号进行放大的功率放大器；以及声音发生器。该电子喇叭工作状态较稳定，音质优美，响度较高。

Description

数字式多音调无触点汽车用电子喇叭

本发明涉及一种电子喇叭，特别涉及一种数字式多音调无触点汽车用电子喇叭。

目前各类汽车使用的电喇叭，大多是触点式的喇叭，由于这种喇叭的发声是通过触点的通断来实现喇叭响板的振动，这样通过触点的瞬时电流通常是工作电流的几倍，因而在触点附近会产生电火花，即使使用了能消除电火花的电容，也不能避免触点的最终“烧毛”，以而影响了喇叭的正常工作，缩短了喇叭的寿命。申请号为89215173.0的专利提供了一种自动变音无触点的电子喇叭，该喇叭采用一主振荡器产生振荡信号来驱动功率晶体管，从而使用喇叭发出声音，而喇叭音调的改变由控制振荡器控制上述主振荡器的振荡频率来完成，于是喇叭可发出高音和低音。然而，上述喇叭在汽车设定的工作电压通常只有12V的情况下，高音的响度不够高，因而，高音和低音之间的差别不大，频率在400Hz，音量只有103分贝，使用不太方便。为此，申请号为92215329.9的专利提供了一种可调式多音调无触点电子喇叭，该喇叭采用了555电路，产生共6个音的震荡频率，从而产生一种方波信号等通过调整该方波信号的频率和宽度，即可调节喇叭发生的声音的频率和响度。然而，该专利忽略了许多问题，如稳定性、电路的干扰待因素。因为，该专利在调节脉冲宽度时，往往会使频率同时发生波动，影响了整个电路的工作稳定性，特别是在电路发生干扰，如汽车蓄电池电压下降等因素，引起工作电路的电压不稳定时，喇叭的响度也发生影响，从而影响了整个喇叭的工作稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种工作稳定较好的多音调无触点电子喇叭，它包括：

—主震荡器，它可以输出一较稳定的、频率较高的时钟基准；

—用来将上述时钟基准进行分频且输出设定频率的脉冲信号的分频器；

—对上述分频器输出的信号进行脉冲成型从而输出所需宽度的脉冲宽度成型器；

—接收上述脉冲信号并进行放大的功率放大器；以及

—接收上述功率放大器输出的音频信号以便发出一定频率和响度的声音发生器。

本发明的一方面，它还包括一用来对上述分频器及脉冲宽度成型器进行调节和控制的主控制器，通过该主控制器可分别得到所需频率和脉冲宽度的脉冲信号，从而得到一定的频率和响度的声音。

本发明的另一方面，它还包括一可对上述脉冲宽度进行补偿的脉冲宽度补偿器，当脉冲信号的电压低于设定值时，该补偿器可使上述脉冲信号的脉冲宽度增加，以适应上述声音发生器的特征，当上述脉冲信号的电压高于设定值时，该补偿器可使上述脉冲信号的脉冲宽度减小，以适应上述声音发生器的特征。

图1是本发明的工作原理图；

图2是本发明的一个实施例的原理方框图；

图3是本发明的振荡器和分频器部分的电子电路图；

图4是本发明的一个实施例的脉冲宽度成型器和脉冲宽度补偿器的电路图；

图5是本发明的主控制电路的电路图；

图6是本发明的一个实例的功率放大器和电源部分的电路图。

下面结合附图，对本发明的实施例作详细说明。

图1是本发明的工作原理图。如图所示，主振荡器1输出的稳定的时钟基准信号，该信号输入到一分频率2中，通过分频，输出一设定频率的脉冲信号，该脉冲信号再输入到脉冲宽度成型器3中，进行脉冲展宽，从而得到一所需脉冲宽度的脉冲信号。该脉冲信号输入到功率放大器4中，经过功率放大，再输出到声音发生器5中，从而得到一定频率和一定响度的声音(信号)。

图2是本发明的一个实施例的工作原理图。如图所示，主震荡器10产生的一稳定时钟基准的信号并分别输入到第一分频率11和第二分频器21中，输入到第一分频器11的信号经过分频，得到一定频率为f1的脉冲信号，该信号输入到第一脉冲宽度成型器12中，经过脉冲展宽，输出一定脉冲宽度的第一脉冲信号。于是该脉冲信号输入到第一功率补偿器13中，经过脉冲宽度补偿，可得到一稳定功率且适应相应的声音发生器特征的脉冲信号，该脉冲信号输入到第一功率放大器14中，经过放大，从而推动第一声音发生器工作，得到频率为f1响度为S1的声音信号。

同样，主震荡器10输出的稳定时钟基准信号输入到第二分频器21中，经过分频，得到一定频率f2的脉冲信号，该信号输入第二脉冲宽度成型器22中，经过脉冲展宽，得到一定脉冲宽度的第二脉冲信号。该脉冲信号输入到第二功率补偿器23中，经过脉冲宽度补偿，得到另一稳定功率且与相应的声音发生器的特征相适应的脉冲信号。该脉冲信号输入到第二功率放大器24中，经过放大，推动第二声音发生器工作，得到频率为f2，响度为S2的声音(信号)。

另外，在本发明的实施例中，为对上述第一分频器、第二分频器、第一脉冲宽度成型、第二脉冲宽度成型器、第一功率放大器和第二功率放大器进行有效的控制，特设有一主控制器55，当其输出的第一频率控制信号和第二频率控制信号分别输入到第一分频器11和第二分频器21中，通过上述控制信号，可分别调节第一分频器和第二分频器的分频率，从而得到所需频率的第一脉冲信号和第二脉冲信号。同样，该主控制器输出的第一脉冲宽度控制信号和第二脉冲宽度控制信号分别输入到第一脉冲宽度成型器12和第二脉冲宽度成型器22中，通过上述控制信号，可分别调节第一脉冲宽度成型器12和第二脉冲宽度成型器22产生的脉冲信号的脉冲宽度。类似地，该主控制器55输入的第一功放控制信号和第二功放控制信号可分别对上述第一功率放大器14和第二功率放大器24的工作状态，例如输出功率进行控制，从而保证它能处于较佳的工作状态。

在本发明的实施例中，为使汽车驾驶员了解汽车电瓶的低压工作状态，当该电瓶的工作电压处于一设定的低压值时，主控制器55则输出控制信号到低压显示器9中，于是低压显示器9显示出一低压信号，从而提醒驾驶员对电瓶进行充电。

另外，为便于驾驶员了解第一声音发生器15和第二声音发生器25的工作状态例如工作频率等，主控制器55输出的显示信号输入到工作状态显示器8中，使其能告知驾驶员其处于某种工作状态。

电源7用来对整个工作电路系统进行供电。

图3是本发明的主振荡器和分频器的电子电路图。如图所示，在本发明的实施例中，主振荡器10采用了稳定性较好的十四级二进制计数分频器集成电路CD4060；第一分频器11和第二分频器21分别采用分频精度较高的通用的数字集成电路CD40103。上述主震荡器10振荡后产生频率较高例如4M的脉冲信号，该脉冲信号分别输入到第一分频器11和第二分频器21中，经分频后可得到一较低频率例如62.5k的脉冲信号。该分频器只要输入(设定)不同的分频比，就可得到不同的频率，且分频比控制也较方便，不受外界条件的影响，在本发明的实施例中，为得到高中低三种不同的音响信号，由主控制器55(下面将要作详细描述)输出的高、中、低三种不同的控制信号HI、ME、LO分别输入到第一分频器11和第二分频器21中，通过矩阵两极管的编程从而在第一分频器11的输出端CP1和第二分频器21的输出端CP2可分得到三种不同频率的脉冲信号，即输入HI信号时，可得到频率较高的信号，输入ME信号时，可得到频率相对低的信号，输入信号LO时，则得到频率最低的信号。

图4本发明的实施例的脉冲成型器和电压补偿器部分的电路图。如图所示，在本发明的实施例中，第一脉冲宽度成型器12和第二脉冲宽度成型器22采用了通用数字集成电路CD40988，它是一种单稳态电路。它对上述脉冲信号CP1、CP2进行脉冲展宽。这种展宽的量，分别以不同的展宽以适应不同的声音发生器15和25(下面将要描述)的机械加工带来的离散性等特征，从而保证每一个喇叭都发生优美的音质。另外，由于音响发生器通常为机械喇叭，其对不同的电压有不同的脉宽要求，而通常的电子喇叭，电压不可能没有波动，为此本发明采用了第一脉冲宽度补偿器13和第二脉冲宽度补偿器23来根据脉冲的实际电平的不同，使脉冲音号CP1和CP2的脉冲宽度随之变化，以适应喇叭的特性。通常，汽车喇叭的电源为发电机提供的电源，其波动性较大，实际波动约为1.5V左右，采用这种补偿器很有必要。在本发明的实施例中，脉冲宽度补偿就13和23采用通用集成电路LM324。如图所示，从第一脉冲宽度成型器13和第二脉冲宽度成型路22输出也就是从集成电路CD4098输出的脉冲信号进入第一脉冲宽度补偿器13和第二脉冲宽度补偿器23的输入端，也就是集成电路LM324的“3”端和“5”端，这样，经过宽度补偿，分别从其输出端也就是集成电路LM324的“1”端和“7” 端输出，变成QP1、QP2信号。在本发明的实施例中，由主控制器55(下面将要描述)的控制信号HI、ME、LO是代表不同频率(从高到低)的控制信号，它们可分别输入到第一脉宽度成型器12和第二脉冲宽度成型器22中，即输入到集成块CD4098的“16”端和“1”端，从而使其分别得到相应脉冲宽度的脉冲信号。另外，在上述脉冲宽度补偿器中，其电源电压不是直接从电源电压取样，而是通过8.2V的稳压管对电源电压取样后，经平滑处理，送入运放器进行变换后提供取样电压，这样去除了电源电压的不稳定(波动)部分，增加了脉冲宽度补偿器集成块LM324的工作电平稳定性。

图5是本发明的一个实施例的主控制器和状态显示器的电路图。如图所示，本发明的该实施例的主控制器55采用通用数字集成电路CD4017，主控制器55的三个输出端即集成块CD4017的“4”、“2”和“3”端分别输出设定的对应于喇叭高、低、中三种音调的控制信号HI、ME、LO，另外，这三种控制信号也输入到工作状态显示器55中，从而用红、蓝、绿三个发生二极管显示它们的工作状态。当工作开关K按下时，与主控制器55相应的红、绿发光二极管DL显示正在工作的状态，同时，与工作状态显示器相近的9个发光二极管D1、D2…D9也进行显示，可增加装饰效果。另外，来自蓄电池的低压信号ZD将控制低压显示发光二极管闪烁，这样，当蓄电池电压低于一设定值时，可提醒驾驶员对该蓄电池充电。

图6是本发明的实施例的功率放大器和电源部分的电路图。如图所示，第一功率放大器14和第二功率放大器24采用两级放大，由三极管9013和8550构成前置推动，再由大功率管BV508进行放大，这样第一功率放大器14和第二功率放大器24输出的放大信号分别从OUT1和OUT2端输出，并经这两个端点输入到第一声音发生器15和第一声音发生器25中，从而激励它们发出一定频率和一定响度的喇叭信号。电源7输入蓄电池的工作电压12V，输出8V的稳定电压，供整个系统工作。

针对本发明的实施例，对本领域的一般技术人员，仍可作价可改变，例如

1.根据本发明提供的构思，采用功能相近的其他集成电路代替本发明的实施例所述的集成电路，同样可实现本发明的目的；

2.如果只需要一只喇叭发声(单声)，只需采用一分频器、一只脉冲宽度成型器、一个脉冲宽度补偿器、一只功率放大器来完成，同样，如需要超过两种以上的声音，则需采用二种以上的分频器，脉冲宽度成型器和功率放大器来完成；

3.本发明的分频器、脉冲宽度成型器、脉冲宽度补偿器和功率放大器既可几个合并采用一个集成电路，也可分别采用各后独立的电路，同样可实现本发明的目的。

Claims

1.本发明涉及一种数字式多音调无触点汽车用电子喇叭，它包括

—用来输出一般稳定的频率较高的时钟基准的主震荡器；

—对脉冲信号进行放大的功率放大器；

—接收上述放大的信号用来发出一定频率和一定响度的声音发生器；

其特征在于，它还包括一用来对上述时钟基准进行分频并输出设定频率的脉冲信号分频器；以及

—接收上述脉冲信号并进行脉冲成型并输出所需脉冲宽度的脉冲宽度成型器。

2.如权利要求1所述的数字式多音调无触点汽车用电子喇叭，其特征在于它还包括：

—用来对上述分频器及脉冲宽度成型器进行调节和控制的主控制器，通过主控制器可分别得到所需频率和脉冲宽度的脉冲信号，从而得到一定频率和响度的声音。

3.如权利要求1所述的一种数字式多音调无触点汽车用电子喇叭，其特征在于它还包括一可对上述脉冲宽度进行补偿的脉冲宽度补偿器，其输入端与上述脉冲宽度成型器的输出端相连；其输出端与上述功率放大器的输入端相连，当从上述脉冲宽度成型器输入的脉冲信号的电压低于设定值时，该补偿器可使上述脉冲信号的脉冲宽度增加，以适应上述相应的声音发声器的特征，当上述脉冲信号的电压高于设定值时，该补偿器可使上述脉冲信号的脉冲宽度减小以适应上述声音发生器的特征。