CN207395886U - 一种静电激励器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种静电激励器，包括，外接交流电接口，用于接入低压交流电；电压跟随器，其输入端耦接于外接交流电接口，用于提高放大电路的输入阻抗；放大电路，其输入端耦接于电压跟随器的输出端，其输出端耦接有并联的第一交流电输出接口和第二交流电输出接口，所述第一交流电输出接口与第一直流电耦接，所述第二交流电输出接口与第二直流电耦接；电源电路，其输入端耦接于220V交流电源，其输出端输出第一直流电、第二直流电、第三直流电和第四直流电。本实用新型的一种静电激励器，以最大程度的避免声音传感器在检测时受到的环境干扰。

Description

一种静电激励器

技术领域

本实用新型涉及测试仪器技术领域，更具体地说，它涉及一种静电激励器。

背景技术

声音传感器用于接收声波，显示声音的振动图像，其内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒，声波使得话筒内的振动片振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压，这一电压随后被转化成0-5V的电压，经A/D转换被数据采集器接受，并传送给计算机。

声音传感器需要进行检测，而传统的检测方法则为通过声音进行测试，但是当通过声音进行测试时，会受环境因素的影响，干扰较大。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种静电激励器，以最大程度的避免声音传感器在检测时受到的环境干扰。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种静电激励器，包括，外接交流电接口，用于接入低压交流电；电压跟随器，其输入端耦接于外接交流电接口，用于提高放大电路的输入阻抗；放大电路，其输入端耦接于电压跟随器的输出端，其输出端耦接有并联的第一交流电输出接口和第二交流电输出接口，所述第一交流电输出接口与第一直流电耦接，所述第二交流电输出接口与第二直流电耦接；电源电路，其输入端耦接于220V交流电源，其输出端输出第一直流电、第二直流电、第三直流电和第四直流电。

通过采用上述技术方案，为避免声音传感器检测时受环境干扰，可以在对声音传感器进行检测时，在振动片上方加一极板（极板与振动片间隔0.3mm-0.4mm），通过给极板加一直流偏置高压以及30V-50V的交流电压，在振动片与极板之间形成电场，从而造成电容的变化，激励声音传感器的振动片，从而代替声音进行检测，最大程度的避免了干扰；而通过放大电路接收电压跟随器输出的低压交流电，输出放大后的交流电，又在第一交流电输出接口耦接第一直流电，在第二交流电输出接口耦接第二直流电，从而使得在第一交流电输出接口和第二交流电输出接口均可以输出一直流偏置高压以及30V-50V的交流电压，且可以选择直流偏置高压的大小，适应性更强。

本实用新型进一步设置为：所述电压跟随器的输出端与放大电路的输入端串接有电位器。

通过采用上述技术方案，因为放大电路的放大倍数已固定无法改变，故可通过调节电位器来调节输入交流电压信号的大小，从而改变输出交流电压的大小。

本实用新型进一步设置为：所述放大电路包括，运算放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端，所述同相输入端通过一第三电阻后接地，所述反相输入端串联一第二电阻后耦接于电压跟随器的输出端，所述输出端耦接于直流偏置电路；直流偏置电路，其输入端耦接于运算放大器，其输出端耦接于并联的第一交流电输出接口和第二交流电输出接口；反馈电路，包括第四电阻，其一端耦接于直流偏置电路的输出端，另一端耦接于第二电阻与运算放大器的连接点。

通过采用上述技术方案，通过运算放大器进行交流电压的放大，且其放大倍数取决于第二电阻与第四电阻的阻值比；设置直流偏置电路，以进一步扩大该放大电路的放大倍数。

本实用新型进一步设置为：所述直流偏置电路包括，NPN三极管Q1，其基极耦接于运算放大器的输出端，其发射极串接一第八电阻后接地，其集电极与第七电阻、第六电容依次串接后接地，且第七电阻与第六电容的连接点耦接于第三直流电；PNP三极管Q3，其基极耦接于NPN三极管Q1的集电极与第七电阻的连接点，其发射极耦接于第七电阻与第六电容的连接点，其集电极通过一第十一电阻耦接于NPN三极管Q1的发射极与第八电阻的连接点，且其集电极通过一第十三电阻耦接于并联的第一交流电输出接口和第二交流电输出接口；PNP三极管Q2，其基极耦接于运算放大器的输出端，其发射极串接一第九电阻后接地，其集电极与第十电阻、第七电容依次串接后接地，且第十电阻与第七电容的连接点耦接于第四直流电；NPN三极管Q4，其基极耦接于PNP三极管Q2的集电极与第十电阻的连接点，其发射极耦接于第十电阻与第七电容的连接点，其集电极通过一第十二电阻耦接于PNP三极管Q2的发射极与第九电阻的连接点，且其集电极通过一第十四电阻耦接于并联的第一交流电输出接口和第二交流电输出接口。

本实用新型进一步设置为：所述运算放大器的输出端耦接有二极管组件，所述二极管组件包括同向串联的二极管D1和二极管D2以及同向串联的二极管D3和二极管D4，所述二极管D1的阳极耦接于NPN三极管Q1的集电极，所述二极管D2的阴极耦接于运算放大器的输出端，所述二极管D4的阴极耦接于PNP三极管Q2的集电极，所述二极管D3的阳极耦接于运算放大器的输出端。

通过采用上述技术方案，实现钳位电压，防止运算放大器输出端的电压大于运算放大器的工作电压，从而防止运算放大器烧坏。

本实用新型进一步设置为：所述放大电路输出端与第一交流电输出接口之间串接有第五电容，所述放大电路输出端与第二交流电输出接口之间串接有第十四电容，所述第一直流电耦接于第五电容与第一交流电输出接口的连接点，所述第二直流电耦接于第十四电容与第二交流电输出接口的连接点。

通过采用上述技术方案，实现对放大电路输出的交流电进行滤波处理，通交流阻直流，使输出交流电更稳定。

本实用新型进一步设置为：所述外接交流电接口与电压跟随器输入端之间串接有第一电容。

通过采用上述技术方案，对输入放大电路的低压交流电进行滤波，使得放大电路的输入信号更加稳定，相互干扰小。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：为避免声音传感器检测时受环境干扰，可以在对声音传感器进行检测时，在振动片上方加一极板（极板与振动片间隔0.3mm-0.4mm），通过给极板加一直流偏置高压以及30V-50V的交流电压，在振动片与极板之间形成电场，从而造成电容的变化，激励声音传感器的振动片，从而代替声音进行检测，最大程度的避免了干扰；而通过放大电路接收电压跟随器输出的低压交流电，输出放大后的交流电，又在第一交流电输出接口耦接第一直流电，在第二交流电输出接口耦接第二直流电，从而使得在第一交流电输出接口和第二交流电输出接口均可以输出一直流偏置高压以及30V-50V的交流电压，且可以选择直流偏置高压的大小，适应性更强。

附图说明

图1为本实用新型的电路图；

图2为电源电路的电路图。

图中：1、外接交流电接口；2、电压跟随器；3、放大电路；41、第一交流电输出接口；42、第二交流电输出接口；5、电位器；6、直流偏置电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

一种静电激励器，如图1所示，包括，外接交流电接口1，用于接入低压交流电；电压跟随器2，其输入端耦接于外接交流电接口1，用于提高放大电路3的输入阻抗；放大电路3，其输入端耦接于电压跟随器2的输出端，其输出端耦接有并联的第一交流电输出接口41和第二交流电输出接口42，第一交流电输出接口41与第一直流电Vout_1耦接，第二交流电输出接口42与第二直流电Vout_2耦接；电源电路，其输入端耦接于220V交流电源，其输出端输出第一直流电Vout_1、第二直流电Vout_2、第三直流电Vout_3和第四直流电Vout_4。

为避免声音传感器检测时受环境干扰，可以在对声音传感器进行检测时，在振动片上方加一极板（极板与振动片间隔0.3mm-0.4mm），通过给极板加一直流偏置高压以及30V-50V的交流电压，在振动片与极板之间形成电场，从而造成电容的变化，激励声音传感器的振动片，从而代替声音进行检测，最大程度的避免了干扰；而本实用新型通过放大电路接收电压跟随器输出的低压交流电，输出放大后的交流电，又在第一交流电输出接口耦接第一直流电，在第二交流电输出接口耦接第二直流电，从而使得在第一交流电输出接口和第二交流电输出接口均可以输出一直流偏置高压以及30V-50V的交流电压，且可以选择直流偏置高压的大小，适应性更强。

本实用新型中，电源电路的电路图如图2所示，其输入端耦接于220V交流电源，其输出端输出第一直流电Vout_1，该第一直流电Vout_1为800V;第二直流电Vout_2,该第二直流电Vout_2为200V；第三直流电Vout_3，该第三直流电Vout_3为110V；以及第四直流电Vout_4，该第四直流电Vout_4为-110V。

为改变放大电路3输出交流电压的大小，如图1所示，在电压跟随器2的输出端与放大电路3的输入端之间串接有电位器5，电位器5具有三个接头，其第一接头耦接于电压跟随器2的输出端，其第二接头耦接于放大电路3的输入端，其第三接头接地；因为放大电路3的放大倍数已固定无法改变，故可通过调节电位器3来调节输入交流电压信号的大小，从而改变输出交流电压的大小。

其中，放大电路3包括，运算放大器TL062，具有同相输入端、反相输入端和输出端，同相输入端通过一第三电阻R3后接地，反相输入端串联一第二电阻R2后耦接于电位器5的第二接头，输出端耦接于直流偏置电路6；直流偏置电路6，其输入端耦接于运算放大器TL062，其输出端耦接于并联的第一交流电输出接口41和第二交流电输出接口42；反馈电路，包括第四电阻R4，其一端耦接于直流偏置电路6的输出端，另一端耦接于第二电阻R2与运算放大器TL062的连接点。通过运算放大器TL062进行交流电压的放大，且其放大倍数取决于第二电阻R2与第四电阻R4的阻值比；设置直流偏置电路6，以进一步扩大该放大电路3的放大倍数。

直流偏置电路6包括，NPN三极管Q1，其基极耦接于运算放大器TL062的输出端，其发射极串接一第八电阻R8后接地，其集电极与第七电阻R7、第六电容C6依次串接后接地，且第七电阻R7与第六电容C6的连接点耦接于第三直流电Vout_3；PNP三极管Q3，其基极耦接于NPN三极管Q1的集电极与第七电阻R7的连接点，其发射极耦接于第七电阻R7与第六电容C6的连接点，其集电极通过一第十一电阻R11耦接于NPN三极管Q1的发射极与第八电阻R8的连接点，且其集电极通过一第十三电阻R13耦接于并联的第一交流电输出接口41和第二交流电输出接口42；PNP三极管Q2，其基极耦接于运算放大器TL062的输出端，其发射极串接一第九电阻R9后接地，其集电极与第十电阻R10、第七电容C7依次串接后接地，且第十电阻R10与第七电容C7的连接点耦接于第四直流电Vout_4；NPN三极管Q4，其基极耦接于PNP三极管Q2的集电极与第十电阻R10的连接点，其发射极耦接于第十电阻R10与第七电容C7的连接点，其集电极通过一第十二电阻R12耦接于PNP三极管Q2的发射极与第九电阻R9的连接点，且其集电极通过一第十四电阻R14耦接于并联的第一交流电输出接口41和第二交流电输出接口42。

为防止运算放大器TL062损坏，在运算放大器TL062的输出端耦接有二极管组件，二极管组件包括同向串联的二极管D1和二极管D2以及同向串联的二极管D3和二极管D4；且二极管D1的阳极耦接于NPN三极管Q1的集电极，二极管D2的阴极耦接于运算放大器的输出端，二极管D4的阴极耦接于PNP三极管Q2的集电极，二极管D3的阳极耦接于运算放大器的输出端。实现钳位电压，防止运算放大器TL062输出端的电压大于运算放大器TL062的工作电压，从而防止运算放大器TL062烧坏。

在放大电路3输出端与第一交流电输出接口41之间串接有第五电容C5，放大电路3输出端与第二交流电输出接口42之间串接有第十四电容C14；第一直流电Vout_1耦接于第五电容C5与第一交流电输出接口41的连接点，第二直流电Vout_2耦接于第十四电容C14与第二交流电输出接口42的连接点；以实现对放大电路3输出的交流电进行滤波处理，通交流阻直流，使输出交流电更稳定。

在外接交流电接口1与电压跟随器2输入端之间串接有第一电容C1，对输入放大电路3的低压交流电进行滤波，使得放大电路3的输入信号更加稳定，相互干扰小。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种静电激励器，其特征在于：包括，

外接交流电接口（1），用于接入低压交流电；

电压跟随器（2），其输入端耦接于外接交流电接口（1），用于提高放大电路（3）的输入阻抗；

放大电路（3），其输入端耦接于电压跟随器（2）的输出端，其输出端耦接有并联的第一交流电输出接口（41）和第二交流电输出接口（42），所述第一交流电输出接口（41）与第一直流电耦接，所述第二交流电输出接口（42）与第二直流电耦接；

电源电路，其输入端耦接于220V交流电源，其输出端输出第一直流电、第二直流电、第三直流电和第四直流电。

2.根据权利要求1所述的一种静电激励器，其特征在于：所述电压跟随器（2）的输出端与放大电路（3）的输入端串接有电位器（5）。

3.根据权利要求1所述的一种静电激励器，其特征在于：所述放大电路（3）包括，

运算放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端，所述同相输入端通过一第三电阻后接地，所述反相输入端串联一第二电阻后耦接于电压跟随器（2）的输出端，所述输出端耦接于直流偏置电路（6）；

直流偏置电路（6），其输入端耦接于运算放大器，其输出端耦接于并联的第一交流电输出接口（41）和第二交流电输出接口（42）；

反馈电路，包括第四电阻，其一端耦接于直流偏置电路（6）的输出端，另一端耦接于第二电阻与运算放大器的连接点。

4.根据权利要求3所述的一种静电激励器，其特征在于：所述直流偏置电路（6）包括，

NPN三极管Q1，其基极耦接于运算放大器的输出端，其发射极串接一第八电阻后接地，其集电极与第七电阻、第六电容依次串接后接地，且第七电阻与第六电容的连接点耦接于第三直流电；

PNP三极管Q3，其基极耦接于NPN三极管Q1的集电极与第七电阻的连接点，其发射极耦接于第七电阻与第六电容的连接点，其集电极通过一第十一电阻耦接于NPN三极管Q1的发射极与第八电阻的连接点，且其集电极通过一第十三电阻耦接于并联的第一交流电输出接口（41）和第二交流电输出接口（42）；

PNP三极管Q2，其基极耦接于运算放大器的输出端，其发射极串接一第九电阻后接地，其集电极与第十电阻、第七电容依次串接后接地，且第十电阻与第七电容的连接点耦接于第四直流电；

NPN三极管Q4，其基极耦接于PNP三极管Q2的集电极与第十电阻的连接点，其发射极耦接于第十电阻与第七电容的连接点，其集电极通过一第十二电阻耦接于PNP三极管Q2的发射极与第九电阻的连接点，且其集电极通过一第十四电阻耦接于并联的第一交流电输出接口（41）和第二交流电输出接口（42）。

5.根据权利要求4所述的一种静电激励器，其特征在于：所述运算放大器的输出端耦接有二极管组件，所述二极管组件包括同向串联的二极管D1和二极管D2以及同向串联的二极管D3和二极管D4，所述二极管D1的阳极耦接于NPN三极管Q1的集电极，所述二极管D2的阴极耦接于运算放大器的输出端，所述二极管D4的阴极耦接于PNP三极管Q2的集电极，所述二极管D3的阳极耦接于运算放大器的输出端。

6.根据权利要求1所述的一种静电激励器，其特征在于：所述放大电路（3）输出端与第一交流电输出接口（41）之间串接有第五电容，所述放大电路（3）输出端与第二交流电输出接口（42）之间串接有第十四电容，所述第一直流电耦接于第五电容与第一交流电输出接口（41）的连接点，所述第二直流电耦接于第十四电容与第二交流电输出接口（42）的连接点。

7.根据权利要求1所述的一种静电激励器，其特征在于：所述外接交流电接口（1）与电压跟随器（2）输入端之间串接有第一电容。