CN201638550U - 一种随动控制的车用电子喇叭 - Google Patents
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Abstract
一种随动控制的车用电子喇叭，包括机械发声装置、电磁线圈、驱动电路，所述驱动电路的驱动输出信号接入电磁线圈，电磁线圈驱动所述机械发声装置发声；还包括声波传感器、随动控制开关电路；所述声波传感器获取所述机械发声装置的声波信号，并将信号传输至所述随动控制开关电路的信号输入端；所述随动控制开关电路的输入信号与本身基本振荡频率信号合成输出触发信号到所述驱动电路；随动控制开关电路根据喇叭的环境变化自动调整触发信号频率和占空比。
Description
技术领域：
本实用新型是涉及一种电子喇叭，特别是一种随动控制技术的车用电子喇叭。
背景技术：
现在车用喇叭的发声控制原理可分两种，一是主动发声，一是被动发声。
主动发声是指电子喇叭的电子开关电路控制喇叭电磁线圈的通断而发声。这个开关电路的振动频率是人为确定的，该频率应调整在喇叭的机械振动系统固有频率上。
主动发声的优点是可以采用电子晶振电路来获得喇叭的稳定频率，问题是外界环境的变化因素多，如电压、线路电阻、温度湿度、气压、振动膜片材料弹性等。机械固有振动频率是随外界环境而变化的，而固定频率是难以适应的，因而造成喇叭声压级降低。
被动发声是指通过膜片振动的动作控制自身喇叭电磁线圈的通断而发声。这时发声的频率会自动进行调整，基本接近喇叭的机械振动系统固有频率。
被动发声的优点是能够自动调整喇叭到自身的固有频率，被广泛使用；喇叭类型目前有机械触点式，霍尔式，光电式，优点是以膜片位置决定发声，不管外界环境的变化因素，先下拉膜片到位，再释放膜片；理想的设计应该是膜片在下限时断电，在上限时通电，效果为最佳；当前被动发声的喇叭共同问题一是信号截点是一点，开关时机不适当，造成自身能量损耗，对产品调试增加困难；二是对信号采集的机械结构要求精密，长期使用不能变形，否则影响声级下降。
实用新型内容：
本实用新型目的是提供一种随动控制技术的车用电子喇叭，可以克服以上技术困难，使喇叭始终工作在的机械振动系统谐振频率上，提高喇叭的声压级。
本实用新型的目的可以通过以下方案实现，一种随动控制的车用电子喇叭，包括机械发声装置、电磁线圈、驱动电路，所述驱动电路的驱动输出信号接入电磁线圈，电磁线圈驱动所述机械发声装置发声；还包括声波传感器、随动控制开关电路；所述声波传感器获取所述机械发声装置的声波信号，并将信号传输至所述随动控制开关电路的信号输入端；所述随动控制开关电路的输入信号与本身基本振荡频率信号合成输出触发信号到所述驱动电路；随动控制开关电路根据喇叭的环境变化自动调整触发信号频率和占空比。
所述随动控制开关电路包括第一运算放大器、基本振荡电路；所述运算放大器的反相输入端用于连接声波信号输入，所述运算放大器的同相输入端连接所述基本振荡电路的输出端，所述运算放大器的输出端连接所述驱动电路。
还包括过载保护电路，过载保护电路的输入端连接随动控制开关电路的输出端，过载保护电路的输出端连接驱动电路的输入端。
所述过载保护电路包括所述第二运算放大器，电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C3、二极管D5，所述电阻R10和电阻R11串联后的参考分压接入所述第二运算放大器的同相输入端，所述电阻R12一端经电容C3接地，电阻R12另一端连接随动控制开关电路的输出端，电阻R12与电容C3得连接端与第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端通过所述反向连接的二极管D5接到连接驱动电路的输入端。
所述第一运算放大器和第二运算放大器采用双运放集成芯片。
所述声波传感器为驻极体传声器或者动圈式麦克风或咪头。
所述驱动电路包括电阻R4、场效应管T、双向二极管D2、电阻R5，所述场效应管T的栅极经电阻R4连接到所述随动控制开关电路的输出端，所述场效应管T的栅极经所述电阻R5、双向二极管D2连接其漏极，该漏极为驱动电路输出端；所述场效应管T的源极接地。
与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：
1、声波传感器是单独的电子元件，直接安装在电路板上，具有体积小，价格低廉，安装简单方便优点，省却了信号采集的机械结构；
2、随动控制开关电路只采用一个运算放大器，电路简单，有效降低了成本。
3、喇叭始终工作在的机械振动系统谐振频率上，在省电能的基础上提高喇叭的声压级
附图说明：
图1为本实用新型工作原理方框图；
图2为本实用新型实施例原理电路图。
具体实施方式：
如图1所示，本实用新型组成包括有机械发声装置1、电磁线圈2、声波传感器3、随动控制开关电路4、驱动电路5和过载保护电路6，感知喇叭发声装置振动声级的声波传感器3是主要信号来源，控制核心是随动控制开关电路4由一个运算放大器担当，随动控制开关电路4直接读取声波传感器3信号，与运算放大器本身基本振荡频率信号重合成为触发信号，随动控制开关电路4可随喇叭的环境变化(如电压，线路电阻，温度湿度，气压等)自动调整开关频率和占空比。
其中，机械发声装置1由壳体、号筒、膜片铆接上芯柱、下芯柱组成；电磁线圈2与下芯柱铆为一体，工作时，驱动电路5开关电磁线圈2的电流，电磁线圈2驱动机械发声装置1发声。上述声波传感器可以选用驻极体传声器或者动圈式麦克风或咪头。
机械发声装置1产生的声波到达放置在机械发声装置1的膜片附近的声波传感器3，声波传感器3产生的电信号送到随动控制开关电路4，其直接判断喇叭是否达到规定声级，并控制驱动电路5开关，周而复始，形成了随动控制开关电路4随动于机械发声装置1的自动工作系统，使喇叭工作在自身最佳谐振频率上。过载保护电路6可抑制大电流烧毁驱动电路5。
如图2所示为本实用新型所述的随动控制开关电路4中，IC选用双运算放大器LM358，电路组成：D1为防电源反接二极管，电阻R13、二极管D4用来稳压，运放IC之一IC1构成随动控制开关电路核心，其管脚1为输出，管脚2为负端输入，管脚3为正端输入，脚8接电源，脚4接地，运算放大器IC1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R6、电阻R7、二极管D3、电容C1、电容C2构成占空比可调的基本振荡电路，改变电阻R6、电阻R7、二极管D3、电容C1、电容C2的阻容值可决定随动控制开关电路IC1的基本振荡频率和占空比，改变电阻R1、电阻R2、电阻R3的阻值可决定反转信号的上限和下限值，可以配合各种灵敏度指标声波传感器M的使用，声波传感器M、电阻R8、电阻R9、电容C1、电容C2负责提取和处理声波信号，并将该信号与开关电路的初始振荡频率信号相加。
上电工作时，声波传感器无信号IC脚2为低电平，脚3上的电压为上截点，输出脚1相应出高电平，驱动电路5工作，膜片被吸引发声。
声波传感器获得足够信号强度后，IC脚2为电平升高，超过脚3上的电压上截点，输出脚1反转，输出低电平，驱动电路5断电，脚3上的电压跳变为下截点。
声波传感器信号下降，IC脚2电平下降，低于脚3上的电压下截点，输出脚1反转，输出高电平，驱动电路5工作，膜片被吸引发声，脚3上的电压跳变为上截点；如此反复转换，随动控制开关电路工作使喇叭发声。
所述的驱动电路5中，由电阻R4、场效应管T、二极管D2、电阻R5组成，通过电阻R4将运算放大器IC1输出开关控制信号加到场效应管T栅极上，场效应管T负责开关电磁线圈的电流，在电磁线圈2断电时场效应管T的漏极上会产生的自感电动势，自感电动势在达到一定较高电压峰值时，电阻R5和瞬态電压抑制双向二极管D2导通加电压到场效应管T栅极上，使场效应管T泄放电磁线圈的电动势能量；正因为能量全部作用在线圈上，所以耗散能量少，可以起到电流小，声级高的节能作用。
所述的过载保护电路6中，运放IC之二IC2构成过载保护电路核心，其管脚5为正端输入，管脚6为负端输入，管脚7为输出，电阻R10、电阻R11组成分压电路接管脚5，电阻R12、电阻C3提取输出开关控制信号接管脚6，运算放大器IC2判断是否过载，如过载运算放大器IC2的管脚7输出低电平，经二极管D5吸收场效应管T栅极上高电平信号，使电磁线圈2断电，达到过载保护。
Claims (7)
1.一种随动控制的车用电子喇叭，包括机械发声装置、电磁线圈、驱动电路；所述驱动电路的驱动输出信号接入电磁线圈，电磁线圈驱动所述机械发声装置发声；其特征在于还包括声波传感器、随动控制开关电路；所述声波传感器获取所述机械发声装置的声波信号，并将信号传输至所述随动控制开关电路的信号输入端；所述随动控制开关电路的输入信号与本身基本振荡频率信号合成输出触发信号到所述驱动电路；随动控制开关电路根据喇叭的环境变化自动调整触发信号频率和占空比。
2.根据权利要求1所述的车用电子喇叭，其特征在于所述随动控制开关电路包括第一运算放大器、基本振荡电路；所述运算放大器的反相输入端用于连接声波信号输入，所述运算放大器的同相输入端连接所述基本振荡电路的输出端，所述运算放大器的输出端连接所述驱动电路。
3.根据权利要求1所述的车用电子喇叭，其特征在于还包括过载保护电路，过载保护电路的输入端连接随动控制开关电路的输出端，过载保护电路的输出端连接驱动电路的输入端。
4.根据权利要求3所述的车用电子喇叭，其特征在于过载保护电路包括所述第二运算放大器，电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C3、二极管D5，所述电阻R10和电阻R11串联后的参考分压接入所述第二运算放大器的同相输入端，所述电阻R12一端经电容C3接地，电阻R12另一端连接随动控制开关电路的输出端，电阻R12与电容C3的连接端与第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端通过所述反向连接的二极管D5接到连接驱动电路的输入端。
5.根据权利要求2或4所述的车用电子喇叭，其特征在于：所述第一运算放大器和第二运算放大器采用双运放集成芯片。
6.根据权利要求1所述的车用电子喇叭，其特征在于：所述声波传感器为驻极体传声器或者动圈式麦克风或咪头。
7.根据权利要求1所述的车用电子喇叭，其特征在于所述驱动电路包括电阻R4、场效应管T、双向二极管D2、电阻R5，所述场效应管T的栅极经电阻R4连接到所述随动控制开关电路的输出端，所述场效应管T的栅极经所述电阻R5、双向二极管D2连接其漏极，该漏极为驱动电路输出端；所述场效应管T的源极接地。
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