CN210958282U

CN210958282U - 一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路及电路板

Info

Publication number: CN210958282U
Application number: CN201922249960.2U
Authority: CN
Inventors: 郑继忠; 江彬; 张俊华; 郑修武
Original assignee: Fujian Newland Payment Technology Co ltd
Current assignee: Fujian Newland Payment Technology Co ltd
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2029-12-16

Abstract

本实用新型提供了一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路及电路板，其特征在于，包括顺序连接的一级放大电路、二级放大电路，蜂鸣器音频信号从所述一级放大电路输入，所述二级放大电路输出放大之后的音频信号；所述一级放大电路包括第一运算放大器U15A及其第一外围电路，所述二级放大电路包括第二运算放大器U16B及其第二外围电路；所述第一运算放大器U15A、所述第二运算放大器U16B型号均为TLC274CDR。

Description

一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路及电路板

技术领域

本实用新型涉及智能检测技术领域，特别涉及一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路及电路板。

背景技术

目前，生产制造领域，在测试蜂鸣器的过程中，多采取人耳聆听的方式来检测蜂鸣器的优劣好坏，此测试方法主观性强，每个人对声音的辨别有一定的差异，并且不能准确判断出蜂鸣器的性能及参数，在长时间的测试过程中，易出现错检漏检等情况的出现。为了实现品质的统一，就要求一种可靠便利准确的检测识别方案，在检测的时候，如果直接采集蜂鸣器的音频信号，由于原始声音的频率和幅值的限制，仪器一般不能准确获取和采集到，导致检测工作不能正常进行。

实用新型内容

本实用新型提供了一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路及电路板，可以对蜂鸣器的音频信号进行放大处理，得到检测仪器可以识别的信号，有效解决上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路，包括顺序连接的一级放大电路、二级放大电路，蜂鸣器音频信号从所述一级放大电路输入，所述二级放大电路输出放大之后的音频信号；所述一级放大电路包括第一运算放大器U15A及其第一外围电路，所述二级放大电路包括第二运算放大器U16B及其第二外围电路；所述第一运算放大器U15A、所述第二运算放大器U16B型号均为TLC274CDR。

作为进一步改进的，所述第一外围电路包括：电容C16、电阻R115、第一电压V5.0、第二电压Vref、电阻R116、电容C17、电容C18、电阻R117、电位器VR1、电容C15、电阻R119、电容C19；所述电容C16一端接地，所述电容C16另一端串联电阻R115之后连接至所述第一运算放大器U15A的第 2脚，所述第二电压Vref连接至所述电阻R116的一端，所述电阻R116的另一端连接至所述第一运算放大器U15A的第3脚、所述电容C17的一端，所述电容C17的另一端接地，所述电容C18的一端、所述电阻R117的一端均连接至所述第一运算放大器U15A的第2脚，所述电阻R117的另一端串联所述电位器VR1之后与所述电容C18的另一端均连接至所述第一运算放大器U15A的第1脚，所述电阻R119与所述电容C19并联之后的一端连接至所述第一运算放大器U15A的第1脚，所述电阻R119与所述电容C19并联之后另一端连接至所述二级放大电路的输入端，所述电容C15一端接地，所述电容C15另一端连接至所述第一运算放大器U15A的第8脚，所述第一运算放大器U15A的第8脚连接所述第一电压V5.0，所述第一运算放大器 U15A的第4脚接地；所述蜂鸣器音频信号从所述第一运算放大器U15A的第 3脚输入。

作为进一步改进的，所述一级放大电路进一步包括焊接话筒JP2，连接至所述第一运算放大器U15A的第3脚，所述蜂鸣器音频信号从所述焊接话筒JP2输入。

作为进一步改进的，所述第二外围电路包括电阻R120、电容C20、电阻R121、电容C21、电阻R128、电阻R125、电容C22；所述电阻R120的一端与所述电阻R121的一端连接作为所述二级放大电路的输入端，所述电阻 R120的另一端串联所述电容C20之后接地，所述电阻R121的另一端、所述电容C21的一端、所述电阻R128的一端均连接至所述第二运算放大器U16B 的第6脚，所述电容C21的另一端、所述电阻R128的另一端均连接至所述第二运算放大器U16B的第7脚，所述第二电压Vref连接所述电阻R125之后连接至所述第二运算放大器U16B的第5脚，所述第二运算放大器U16B 的第4脚接地，所述第二运算放大器U16B的第8脚连接至所述第一电压 V5.0，所述第二运算放大器U16B的第7脚连接所述电容C22之后作为所述二级放大电路的输出端。

作为进一步改进的，所述二级放大电路进一步包括音频输出接口JP1，连接至所述二级放大电路的输出端，所述蜂鸣器音频信号经放大之后从所述音频输出接口JP1输出。

作为进一步改进的，进一步包括电源电路，所述电源电路的输入电压是所述第一电压V5.0，所述电源电路的输出电压是所述第二电压Vref，所述电源电路包括：电阻R123、电阻R124、电容C25、电容C24、电容C23；所述电阻R123的一端、所述电容C25的一端、所述电容C24的一端均连接至所述第一电压V5.0，所述电容C25的另一端与所述电容C24的另一端并联之后接地，所述电阻R123的另一端、所述电阻R124的一端、所述电容 C23的一端均连接至所述第二电压Vref，所述电阻R124的另一端、所述电容C23的另一端连接之后接地。

一种电路板，是基于上述任一项所述一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路而制作。

本实用新型的有益效果是：

(1)对蜂鸣器的音频信号采用两级放大，使得放大后的音频信号精度较高，满足后续处理需求；

(2)一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路，电路模块化，在工业测试运用上，当蜂鸣器发声时，只需将此放大电路连接测试主机，即可获取适用于测试主机检测的音频信号；放大电路模块化提高检测效率；

(3)可以同时输入两路信号进行放大。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提的一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路的框图；

图2是本实用新型实施例提供一种蜂鸣器检测装置的框图；

图3是本实用新型实施例提供的一种蜂鸣器驱动电路图；

图4是本实用新型实施例提供的音频信号接收及放大电路图；

图5是本实用新型实施例提供的蜂鸣器测试方法流程图；

图6是本实用新型实施例提供的软件编程示意图；

图7是本实用新型实施例提供的电脑端用户操作界面图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1及图4所示，在本实施例中，一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路，包括顺序连接的一级放大电路、二级放大电路，蜂鸣器音频信号从所述一级放大电路输入，所述二级放大电路输出放大之后的音频信号；所述一级放大电路包括第一运算放大器U15A及其第一外围电路，所述二级放大电路包括第二运算放大器U16B及其第二外围电路；所述第一运算放大器U15A、所述第二运算放大器U16B型号均为TLC274CDR。

所述第一外围电路包括：电容C16、电阻R115、第一电压V5.0、第二电压Vref、电阻R116、电容C17、电容C18、电阻R117、电位器VR1、电容C15、电阻R119、电容C19；所述电容C16一端接地，所述电容C16另一端串联电阻R115之后连接至所述第一运算放大器U15A的第2脚，所述第二电压Vref连接至所述电阻R116的一端，所述电阻R116的另一端连接至所述第一运算放大器U15A的第3脚、所述电容C17的一端，所述电容C17 的另一端接地，所述电容C18的一端、所述电阻R117的一端均连接至所述第一运算放大器U15A的第2脚，所述电阻R117的另一端串联所述电位器 VR1之后与所述电容C18的另一端均连接至所述第一运算放大器U15A的第 1脚，所述电阻R119与所述电容C19并联之后的一端连接至所述第一运算放大器U15A的第1脚，所述电阻R119与所述电容C19并联之后另一端连接至所述二级放大电路的输入端，所述电容C15一端接地，所述电容C15 另一端连接至所述第一运算放大器U15A的第8脚，所述第一运算放大器 U15A的第8脚连接所述第一电压V5.0，所述第一运算放大器U15A的第4 脚接地；所述蜂鸣器音频信号从所述第一运算放大器U15A的第3脚输入。所述一级放大电路进一步包括焊接话筒JP2，连接至所述第一运算放大器 U15A的第3脚，所述蜂鸣器音频信号从所述焊接话筒JP2输入。

所述第二外围电路包括电阻R120、电容C20、电阻R121、电容C21、电阻R128、电阻R125、电容C22；所述电阻R120的一端与所述电阻R121 的一端连接作为所述二级放大电路的输入端，所述电阻R120的另一端串联所述电容C20之后接地，所述电阻R121的另一端、所述电容C21的一端、所述电阻R128的一端均连接至所述第二运算放大器U16B的第6脚，所述电容C21的另一端、所述电阻R128的另一端均连接至所述第二运算放大器 U16B的第7脚，所述第二电压Vref连接所述电阻R125之后连接至所述第二运算放大器U16B的第5脚，所述第二运算放大器U16B的第4脚接地，所述第二运算放大器U16B的第8脚连接至所述第一电压V5.0，所述第二运算放大器U16B的第7脚连接所述电容C22之后作为所述二级放大电路的输出端。所述二级放大电路进一步包括音频输出接口JP1，连接至所述二级放大电路的输出端，所述蜂鸣器音频信号经放大之后从所述音频输出接口 JP1输出。

所述音频信号接收及放大器电路进一步包括电源电路3，所述电源电路 3的输入电压是所述第一电压V5.0，所述电源电路的输出电压是所述第二电压Vref，所述电源电路包括：电阻R123、电阻R124、电容C25、电容C24、电容C23；所述电阻R123的一端、所述电容C25的一端、所述电容C24的一端均连接至所述第一电压V5.0，所述电容C25的另一端与所述电容C24 的另一端并联之后接地，所述电阻R123的另一端、所述电阻R124的一端、所述电容C23的一端均连接至所述第二电压Vref，所述电阻R124的另一端、所述电容C23的另一端连接之后接地。

所述音频信号接收及放大电路中，运算放大器采用了TLC274CDR，这种型号的运算放大器低成本,微功耗。它的主要作用是对蜂鸣器发出的声音，通过话筒接收最后进行电压放大。所述一级放大电路增加电位器VR1，可用来调节电压放大的倍数，最后输出给软件进行频率的选择。所述音频信号接收及放大器可设计成模块，在产线上使用时很方便，直接与电脑连接即可，放大电路模块化提高检测效率。并且，可以同时输入两路信号进行放大。

所述一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路一般适用于蜂鸣器的检测，在蜂鸣器检测过程中，对蜂鸣器的音频信号进行处理，得到更适用于工业检测的音频信号，可以以此来判断蜂鸣器的优劣。为此，本实用新型实施例提供了一种蜂鸣器测试装置，参照图2所示，一种蜂鸣器测试装置，其外接一待测试的蜂鸣器，且所述蜂鸣器测试装置包括:控制芯片,用于发出控制信号给所述蜂鸣器，所述蜂鸣器接收所述控制信号并发出音频信号；音频信号接收及放大器，用于接收所述蜂鸣器的音频信号，并对所述音频信号进行放大处理；数据采集卡，用于将放大之后的音频信号转换为采样点数组；处理单元，用于将所述采样点数组进行傅里叶变化，并将时域信号转换为频域信号；所述处理单元进一步用于获取经过处理之后的蜂鸣器信号的频率和峰值振幅，根据所述频率、所述峰值振幅来判断蜂鸣器测试结果；显示单元，用于显示所述频率、所述峰值振幅的检测数值。

在本实施例中，所述控制芯片、所述处理单元、所述数据采集卡、所述显示单元可以集成在一起，比如可以集成在电脑中。所述处理单元可以是电脑的CPU，所述显示单元可以是电脑的显示屏。所述数据采集卡可以通过USB总线连接至所述电脑并集成设置于所述电脑。所述控制芯片也可以集成设置于所述电脑中。所述蜂鸣器通过蜂鸣器驱动电路与所述控制芯片连接。

本实用新型实施例还提供了一种蜂鸣器测试方法，参照图5所示，一种蜂鸣器测试方法，包括以下步骤：

S0，发出控制信号，所述控制信号用于驱动接入的蜂鸣器发声；

S1，接收所述蜂鸣器的音频信号，并对所述音频信号进行放大处理；

S2，将放大之后的音频信号转换为采样点数组；

S3，将所述采样点数组进行傅里叶变化，将时域信号转换为频域信号；

S4，获取经过处理之后的蜂鸣器信号的频率和峰值振幅；

S5，根据所述频率、所述峰值振幅来判断蜂鸣器测试结果。

在所述步骤S0中，所述控制信号是脉冲信号，所述脉冲信号的频率是 2.7KHz。所述步骤S2中，所述采样点数组的设置方式是：单位时间为1s，每秒采样点为100000点，采集时长5S；将放大之后的音频信号经采样后保存至所述采样点数组中。所述步骤S5中，所述基准频率是2.7kHz，当检测的所述频率在范围2.68～2.73kHz中，判定所述蜂鸣器的频率满足条件；所述步骤S5中，所述基准峰值振幅的数值是1，当检测的所述峰值振幅大于等于1时，判定所述蜂鸣器的峰值振幅满足条件；所述测试结果合格需同时满足所述频率合格以及所述峰值振幅合格。所以当所述频率在 2.68～2.73kHz范围之外时，判定蜂鸣器不合格；或者当所述峰值振幅小于 1时，判定蜂鸣器不合格。

参照图6所示，在本实施例中，在所述电脑中安装Labvi ew软件，将上述测试方法编写适用于Labview软件的图形程序，可生成如图7所示的用户界面，在编程过程中，将用户界面定位为“蜂鸣器采集模块”。在生成的用户界面中，可在预设好的输入框中输入对测试参数进行配置，用户界面上也有蜂鸣器检测到所述频率与所述峰值振幅的结果。

在本实施例中，在蜂鸣器测试装置连接好之后，通过电脑将蜂鸣器设置为间隔发声，由电脑端控制发声时间长度、发声次数，同时在发声时控制电路，采集音频信号，采集到此音频信号后，软件在时域上将音频信号转换为采样点数组。通过已编好程序的软件对此多组采样点数组进行傅里叶变化，将时域信号转换为频域信号，此时可以获取到频域峰值，此时即可在外界嘈杂的环境下获取到单频响动的蜂鸣器信号，如果未找到所需频率信号，则说明蜂鸣器未发声。如果找到了所需频率信号，在用户界面上显示了频率、幅值，同时根据此单频信号的幅值强度，从侧面反映蜂鸣器音量大小。通过此两项信息，来判定蜂鸣器的测试结果。

当用户界面上显示所述频率在范围2.68～2.73kHz之内的数值，并且所述峰值振幅在范围大于等于1之内的数值时，说明蜂鸣器是合格的。当所述频率在2.68～2.73kHz范围之外或者所述峰值振幅在小于1的范围之内时，判定蜂鸣器不合格。或者当所述峰值振幅小于1时，判定蜂鸣器不合格。这样一来，就可以通过人工在PC端操作即可轻松准确的检测蜂鸣器的优劣。

这种蜂鸣器测试方法，可将蜂鸣器测试方法步骤通过编程输入至电脑中安装的Labview软件，在电脑显示器上生成蜂鸣器采集模块用户界面，在用户界面中输入控制命令，控制蜂鸣器发声，然后通过数据采集卡采集经过处理的音频信号，通过软件预先编写的程序进行分析，得到蜂鸣器的检测结果；检测精确；此测试方法也可拓展应用于测试单频声信号的测试。

通过简单的电路和成熟的定理理论，可以有效优化解决单频声信号的检测，并且不需要任何屏蔽箱和隔音设备，便于目前大多数产线的使用，将人工判断改为电脑软件控制判断，实现了稳定高效的鉴别检测。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路，其特征在于，包括顺序连接的一级放大电路、二级放大电路，蜂鸣器音频信号从所述一级放大电路输入，所述二级放大电路输出放大之后的音频信号；所述一级放大电路包括第一运算放大器U15A及其第一外围电路，所述二级放大电路包括第二运算放大器U16B及其第二外围电路；所述第一运算放大器U15A、所述第二运算放大器U16B型号均为TLC274CDR。

2.根据权利要求1所述一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路，其特征在于，所述第一外围电路包括：电容C16、电阻R115、第一电压V5.0、第二电压Vref、电阻R116、电容C17、电容C18、电阻R117、电位器VR1、电容C15、电阻R119、电容C19；所述电容C16一端接地，所述电容C16另一端串联电阻R115之后连接至所述第一运算放大器U15A的第2脚，所述第二电压Vref连接至所述电阻R116的一端，所述电阻R116的另一端连接至所述第一运算放大器U15A的第3脚、所述电容C17的一端，所述电容C17的另一端接地，所述电容C18的一端、所述电阻R117的一端均连接至所述第一运算放大器U15A的第2脚，所述电阻R117的另一端串联所述电位器VR1之后与所述电容C18的另一端均连接至所述第一运算放大器U15A的第1脚，所述电阻R119与所述电容C19并联之后的一端连接至所述第一运算放大器U15A的第1脚，所述电阻R119与所述电容C19并联之后另一端连接至所述二级放大电路的输入端，所述电容C15一端接地，所述电容C15另一端连接至所述第一运算放大器U15A的第8脚，所述第一运算放大器U15A的第8脚连接所述第一电压V5.0，所述第一运算放大器U15A的第4脚接地；所述蜂鸣器音频信号从所述第一运算放大器U15A的第3脚输入。

3.根据权利要求2所述一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路，其特征在于，所述一级放大电路进一步包括焊接话筒JP2，连接至所述第一运算放大器U15A的第3脚，所述蜂鸣器音频信号从所述焊接话筒JP2输入。

4.根据权利要求2所述一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路，其特征在于，所述第二外围电路包括电阻R120、电容C20、电阻R121、电容C21、电阻R128、电阻R125、电容C22；所述电阻R120的一端与所述电阻R121的一端连接作为所述二级放大电路的输入端，所述电阻R120的另一端串联所述电容C20之后接地，所述电阻R121的另一端、所述电容C21的一端、所述电阻R128的一端均连接至所述第二运算放大器U16B的第6脚，所述电容C21的另一端、所述电阻R128的另一端均连接至所述第二运算放大器U16B的第7脚，所述第二电压Vref连接所述电阻R125之后连接至所述第二运算放大器U16B的第5脚，所述第二运算放大器U16B的第4脚接地，所述第二运算放大器U16B的第8脚连接至所述第一电压V5.0，所述第二运算放大器U16B的第7脚连接所述电容C22之后作为所述二级放大电路的输出端。

5.根据权利要求4所述一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路，其特征在于，所述二级放大电路进一步包括音频输出接口JP1，连接至所述二级放大电路的输出端，所述蜂鸣器音频信号经放大之后从所述音频输出接口JP1输出。

6.根据权利要求4所述一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路，其特征在于，进一步包括电源电路，所述电源电路的输入电压是所述第一电压V5.0，所述电源电路的输出电压是所述第二电压Vref，所述电源电路包括：电阻R123、电阻R124、电容C25、电容C24、电容C23；所述电阻R123的一端、所述电容C25的一端、所述电容C24的一端均连接至所述第一电压V5.0，所述电容C25的另一端与所述电容C24的另一端并联之后接地，所述电阻R123的另一端、所述电阻R124的一端、所述电容C23的一端均连接至所述第二电压Vref，所述电阻R124的另一端、所述电容C23的另一端连接之后接地。

7.一种电路板，其特征在于，是基于如权利要求1-6任一项所述一种蜂鸣器音频信号接收及放大电路而制作。