通用音調(diào)譯碼器集成電路LM567的道理及應(yīng)用

　567為通用音調(diào)譯碼器，當(dāng)輸入信號于通帶內(nèi)時提供飽和晶體管對地開關(guān)，電路由I與Q檢波器組成，由電壓節(jié)制振蕩器驅(qū)動振蕩器確定譯碼器中心頻率。用外接元件獨立設(shè)定中心頻率帶寬和輸出延遲。
　　主要用于振蕩、調(diào)制、解調(diào)、和遙控編、譯碼電路。如電力線載波通信，對講機(jī)亞音頻譯碼，遙控等。

　　用外接電阻20比1頻率范疇
　　邏輯兼容輸出具有接收100mA電流接收本領(lǐng)。
　　可調(diào)帶寬從0%至14%
　　寬信號輸出與噪聲的高抑制
　　對假信號抗滋擾
　　高不變的中心頻率
　　中心頻率調(diào)理從0.01Hz到500kHz
　　電源電壓5V--15V，推薦利用8V。
　　應(yīng)用舉例：輸入端接104電容，輸出端接上拉電阻10K，C1、C2為1uF。R1、C1抉擇振蕩頻率，一般C1為104電容，R1為10K--200K。電源電壓為8V。
　　單通道紅外遙控電路　　在不需要多路節(jié)制的應(yīng)用場所，可以利用由通例集成電路構(gòu)成的單通道紅外遙控電路。這種遙控電路不需要利用較貴的專用編譯碼器，因此本錢較低。
　　單通道紅外遙控發(fā)射電路如圖1所示。在發(fā)射電路中利用了一片高速CMOS型四重二輸入“與非”門74HC00。個中“與非”門3、4構(gòu)成載波振蕩器，振蕩頻率f0調(diào)在38kHz閣下；“與非”門1、2構(gòu)成低頻振蕩器，振蕩頻率f1不必準(zhǔn)確調(diào)解。f1 對f0舉辦調(diào)制，所以從“與非”門4輸出的波形是斷續(xù)的載波，這也是經(jīng)紅外發(fā)光二極管傳送的波形。幾個要害點的波形如圖2所示，圖中B′波形是A點不加調(diào)制波形而直接接高電平時B點輸出的波形。由圖2可以看出，當(dāng)A點波形為高電平時，紅外發(fā)光二極管發(fā)射載波；當(dāng)A點波形為低電平時，紅外發(fā)光二極管不發(fā)射載波。這一停一發(fā)的頻率就是低頻振蕩器頻率f1。 在紅外發(fā)射電路中為什么不回收價值低廉的低速CMOS四重二輸入“與非”門CD4011，而回收價值較高的74HC00呢？主要是由于電源電壓的限制。紅外發(fā)射器的外殼有多種多樣，但電源一般都設(shè)計成3V，利用兩節(jié)5號或7號電池作電源。固然CD4011的標(biāo)稱事情電壓為3～18V，但卻是對處理懲罰數(shù)字信號而言的。因為這里CMOS“與非”門是用作振蕩發(fā)生方波信號的，即模仿應(yīng)用，所以它的事情電壓至少要4.5V才行，不然不易起振，影響利用。而74HC系列的CMOS數(shù)字集成電路最低事情電壓為2V，所以利用3V電源便“駕輕就熟”了。74HC00的引腳成果如圖3所示。

　　圖4為紅外吸收解調(diào)節(jié)制電路。圖中，IC1是LM567。LM567是一片鎖相環(huán)電路，回收8腳雙列直插塑封。其⑤、⑥腳外接的電阻和電容抉擇了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率f2，f2≈1/1.1RC。其①、②腳凡是別離通過一電容器接地，形成輸出濾波網(wǎng)絡(luò)和環(huán)路單級低通濾波網(wǎng)絡(luò)。②腳所接電容抉擇鎖相環(huán)路的捕獲帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。①腳所接電容的容量應(yīng)至少是②腳電容的2倍。③腳是輸入端，要求輸入信號≥25mV。⑧腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個集電極開路的三極管，答允最大灌電流為100mA。LM567的事情電壓為4.75～9V，事情頻率從直流到500kHz，靜態(tài)事情電流約8mA。LM567的內(nèi)部電路及具體事情進(jìn)程很是巨大，這里僅將其根基成果概述如下：當(dāng)LM567的③腳輸入幅度≥25mV、頻率在其帶寬內(nèi)的信號時，⑧腳由高電平釀成低電平，②腳輸出經(jīng)頻率/電壓調(diào)動的調(diào)制信號；假如在器件的②腳輸入音頻信號，則在⑤腳輸出受②腳輸入調(diào)制信號調(diào)制的調(diào)頻方波信號。在圖4的電路中我們僅操作了LM567吸收到溝通頻率的載波信號后⑧腳電壓由高變低這一特性， 22UF 16V，來形成對節(jié)制工具的節(jié)制。

　　弄清了LM567的根基事情道理和成果后，再來闡明圖4電路便很是簡樸了。IC1是紅外吸收頭，它吸收發(fā)射器發(fā)出的紅外信號，個中心頻率與發(fā)射器載波頻率f0溝通，經(jīng)IC1解調(diào)后，在輸出端OUT輸出頻率為f1的方波信號，也就是與圖1中A點波形溝通的信號。我們將LM567的中心頻率調(diào)到與發(fā)射器中“與非”門1、2振蕩頻率溝通，縱然f2= f1。則當(dāng)發(fā)射器發(fā)射信號時，LM567便開始事情，⑧腳由高電平變?yōu)榈碗娖剑僮鬟@個變革的電平便可去節(jié)制各類工具。操作圖4的電路，我們可以做成遙控開關(guān)，遙控家里的各類家用電器。
　　實際上，操作圖1和圖4所示的電路，我們也可以較容易地將其改革成多路遙控電路。要領(lǐng)是：在發(fā)射器（圖1）中將電阻R＊釀成若干擋差異的數(shù)值，由此形成若干種頻率差異的調(diào)制信號；在吸收電路中，配置若干只LM567，其輸入均來自紅外吸收頭，各個LM567的振蕩頻率差異但與發(fā)射端一一對應(yīng)。這樣當(dāng)發(fā)射器按壓差異的按鈕，接入差異的調(diào)制信號時，在吸收端對應(yīng)的LM567的⑧腳的電平就會產(chǎn)生變革，由此形成多路節(jié)制。嚴(yán)格說來，這屬于一種頻分多路，與數(shù)字編譯碼多路節(jié)制對比，缺點是調(diào)試較量巨大。但在有些場所，如在多路報警中，也有其一席之地。因在報警應(yīng)用場所中，需要辦理兩路以上同時報警的問題時，用時分多路存在巨大的同步問題，在頻寬答允的環(huán)境下用頻分多路則很容易辦理。
　　超聲波遙控電路
　　1、超聲波遙控電燈開關(guān)
　　這種遙控開關(guān)，電路簡樸，且免調(diào)試，很是適合初學(xué)者建造。
　　一、事情道理
　　為發(fā)射電路。電路回收分立器件組成，VT1和VT2以及R1~ R4、C1、C2組成自激多諧振蕩器，超聲發(fā)射器件B被聯(lián)接在VT1和VT2的集電極回路中，以推挽形式事情，回路時間常由R1、C1和R4、C2確定。超聲發(fā)射器件B的共振頻率使多諧振蕩電路觸發(fā)。因此，本電路可事情在最佳頻率上。

(圖2)為吸收電路，結(jié)型場效應(yīng)VT1組成高輸入阻抗放大器，可以或許很好地與超聲吸收器件B相匹配，可得到較高吸收敏捷度及選頻特性。VT1回收自給偏壓方法，改變R3即可改變VT1的亮相事情點，超聲吸收器件B將吸收到的超聲波轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，經(jīng)VT1和VT2南北極放大后，再經(jīng)VD1和VD2舉辦半波整流變?yōu)橹绷餍盘?，由C3積分后浸染于VT3和基極，使VT3由截至變?yōu)閷?dǎo)通，其集電極輸出負(fù)脈沖，觸發(fā)器JK觸發(fā)D，使其翻轉(zhuǎn)。JK觸發(fā)器Q端的電平直接驅(qū)動繼電器K，使K吸合或釋放。由繼電器K的觸點節(jié)制電路的開關(guān)。
　　二、元件選用
　　發(fā)射電路中，VT1和VT2用CS9013或CS9014等小功率晶體管，≥100。超聲發(fā)射器件用SE05—40T，電源GB回收一塊9V疊層電池,以減小發(fā)射器體積和重量。
　　吸收電路中，VT1和3DJ6或是3DJ7等小功率結(jié)型場效應(yīng)晶體管。VT2~ VT3用CS9013，≥100。VD1和VD2用IN4148。JK觸發(fā)器263B。超聲吸收器件用SE05—40R，與SE05—40T配對利用。繼電器K用HG4310型。
　　超聲波遙控風(fēng)扇變速器
　　一、事情道理
(圖3)為發(fā)射電路。它回收的是國產(chǎn)蝙蝠牌FS—A5A型電電扇的遙控發(fā)射器。這種發(fā)射器具有體積小、耗電省、事情靠得住、電路簡樸等特點。在利用時，每按一下發(fā)射鍵，發(fā)射器發(fā)出約為500ms的40KHZ的超聲波。發(fā)射電路的事情道理如下。

　　VT2和VT3組成直接耦合正反饋振蕩電路，B為40KHz超聲發(fā)射器件，并兼振蕩電路反饋先頻元件。因此，此電路可精確地振蕩于超聲發(fā)射器件的中心頻率40KHZ。VT1和R2、C1構(gòu)成500ms延時電路。R1、VD1是C1的放電通路，當(dāng)按下發(fā)射鍵S時，VT2組成的振蕩電路事情，發(fā)出超聲波，同時，電源通過R2向C1充電，當(dāng)C1上的電位充到1.4V時(約顛末500ms),VT1導(dǎo)通,VT2基極以及VT3集電極電位下降為0.3V閣下,振蕩器遏制事情,當(dāng)松開拓射鍵S時,C1通過VD1和R1迅速放電,為下一次發(fā)射作好籌備.VD3和R4組成發(fā)射指示電路,當(dāng)按發(fā)射鍵時,VD3發(fā)光。
(圖4)為吸收電路。CMOS非門D1~ D3由R1偏置為線性放大器，總增益可達(dá)60bB以上，由于CMOS電路的輸入阻抗較高，故可以或許很好與超聲吸收器件匹配。放大后的信號由C1耦合給鎖相環(huán)譯碼器LM567的輸入端3腳。當(dāng)輸入信號的頻率落在個中心頻率上時，LM567的邏輯輸出端8腳由高電平變?yōu)榈碗娖健?BR>

　　選頻聲控開關(guān)
　　此聲控開關(guān)可由一特定音調(diào)的(500到2000Hz)聲音來節(jié)制任一電器的開或關(guān)。由于它有必然的選頻浸染，故誤行動的機(jī)率小。
　　電路設(shè)計為用音頻電信號(達(dá)100mV)來節(jié)制，其節(jié)制信號源可以是電話、收音機(jī)、電唱機(jī)、灌音機(jī)，從個中適當(dāng)點用屏蔽線引來。假如想用聲波遙控，加一個駐極體發(fā)話器和一級前置放大即可。
　　本裝置的電路如圖16所示。它的中心器件是一塊拾音集成電路LM567，以及一個50mA的繼電器。
　　必然音調(diào)的音頻信號加至LM567的輸入端(3腳)后，經(jīng)內(nèi)電路的放大、選頻等處理懲罰，在其輸出端8腳輸出低電平(沒有輸入信號時為高電平)。這時，與其相接的一個PNP管(2N3906)導(dǎo)通，使接在集電極電路中的繼電器吸動，從而以其接點去節(jié)制被控電器。若用以開機(jī)，則利用繼電器的常開、動合接點；若用來關(guān)機(jī)，則應(yīng)回收常合、動開式接點。
　　響應(yīng)頻率抉擇于接于第5、6腳的電位器和電容器的值，故調(diào)解10kΩ電位器可調(diào)理其響應(yīng)頻率。本機(jī)可吸收的音頻范疇為500～2000Hz。
　　二極管1N4001用以掩護(hù)晶體三極管。2N3906可以用其它任何型號的中、小功率PNP硅管取代。

　　紅外光電探測器在靜電對靶噴霧中的應(yīng)用
　　摘 要：具體先容了紅外光電探測器，以及用紅外光電探測器探測棉花的位置，實現(xiàn)對靶噴霧的設(shè)計。
　　農(nóng)業(yè)是百姓經(jīng)濟(jì)的基本，先進(jìn)的植保技能是農(nóng)業(yè)出產(chǎn)豐收的保障，現(xiàn)代植物病蟲害防治仍然以化學(xué)藥劑防治為主，我國通例施藥要領(lǐng)和施藥器械落伍，大量農(nóng)藥流失到水體、泥土和大氣中，農(nóng)藥的操作率低，防治本錢高，并造成嚴(yán)重的情況污染，對某些害蟲防治結(jié)果欠佳，先進(jìn)的施藥要領(lǐng)和施藥器械的研究與開拓對我國農(nóng)業(yè)的一連成長,低落出產(chǎn)本錢,出格是掩護(hù)情況具有重要的浸染。對靶噴霧是新近成長起來的高效低污染施藥新技能，AGTECH公司研制的“Tree-sense”智能噴霧器回收了“戈壁風(fēng)暴”中利用的探測仇人坦克的三維圖像傳感器，它可以或許按照作物的間隔、形狀舉辦有效噴霧;DURAND WAYLAND公司的“Smart Spray”噴霧器、“Tree-see”噴霧器利用了先進(jìn)的聲納系統(tǒng)來舉辦方針的精確定位，這些裝置精度高，但價值昂貴。按照我國國情，我們設(shè)計了紅外光電探測器來舉辦方針的探測，并團(tuán)結(jié)高壓靜電使霧滴帶電，帶電的霧滴作定向舉動飛向植株，最后吸附在植株上，其擲中率顯著提高。這種紅外探測器研制本錢低、敏捷度高、體積小，加上與靜電團(tuán)結(jié)，就會到達(dá)與上述系統(tǒng)基內(nèi)情同的結(jié)果。
　　設(shè)計思路
　　本文主要報告紅外光電探測器的研制。紅外線是一種不行見光，回收專用的紅外發(fā)射管和吸收管，可以有效地防備周圍可見光的滋擾，舉辦無打仗探測，不損傷被測物體。該探測器安裝在電動小車上。紅外對靶噴霧主要用在棉花的幼苗期和生恒久間，當(dāng)棉花處于幼苗期時，棉苗分手，對靶容易。當(dāng)處于生恒久時，棉花的莖部有必然的高度，此時回收紅外線照射莖部，通過反射，確定方針。思量到棉農(nóng)十分注重田間打點，棉田雜草很少，所以紅外光電探測器受到的滋擾很小，可以忽略。

　　圖1 紅外探測器的道理圖架

　　圖2 探測間隔

　　圖3 555狀態(tài)圖

　　圖4 紅外發(fā)射與吸收元件的偏向性
　　紅外光電探測器的設(shè)計
　　如圖1所示，LM567集成鎖相環(huán)路解碼器及其外圍元件構(gòu)成鎖相電路。三極管V1、紅外線發(fā)射管H1及電阻R1、R9構(gòu)成紅外線發(fā)射電路，鎖相電路的振蕩信號由LM567的⑤腳輸出，送至V1放大，驅(qū)動紅外線發(fā)射管發(fā)出方波信號。集成電路mA741、紅外吸收管H2及其外圍元件構(gòu)成紅外線吸收電路，紅外線吸收管H2將吸收到的紅外線信號轉(zhuǎn)釀成自己阻值的變革，經(jīng)電阻R3、電容C3耦合到mA741的②腳，由mA741舉辦放大，555電路、三極管V2及其外圍相關(guān)器件構(gòu)成延遲輸出電路，用來節(jié)制電磁閥打開的時間，當(dāng)探測到棉花時，LED綠燈亮，繼電器通電，常開觸點閉合，開始噴霧。
紅外線光電探測器探測棉花是靠紅外線反射來完成的，在設(shè)定的有效探測范疇內(nèi)，假如沒有棉花，紅外線吸收管吸收不到反射紅外光信號，LM567的⑧腳輸出高電平,555的③腳輸出低電平，三極管V2截至，電磁閥封鎖不噴霧;當(dāng)探測到棉花時，紅外線吸收管收到被棉花反射返來的紅外線信號，經(jīng)轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換，送至放大電路μA741舉辦放大，其放大信號送至LM567的③腳與自己振蕩信號較量，當(dāng)與自己振蕩信號同頻率時，LM567的⑧腳輸出低電平,555的③腳輸出高電平，三極管V2導(dǎo)通，繼電器通電，電磁閥打開開始噴霧。
　　為了防備隔行探測發(fā)生誤行動，可以通過調(diào)理探測有效間隔L(L2為了擔(dān)保噴頭打開時間，由555、R7、C9構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)延遲電路如圖1。V2的輸出脈寬Tp0=R7·C9·ln3≈1.1R7·C9。假如在電路的暫穩(wěn)態(tài)一連時間內(nèi)有滋擾觸發(fā)脈沖，則該脈沖不起浸染，如圖3，這就擔(dān)保了電磁閥打開的時間。輸出脈寬Tp0可以通過R7調(diào)理。
　　在紅外發(fā)射與吸收中要思量到發(fā)射元件與吸收元件都存在著偏向性。因此存在著一個位置，在這個位置上傳感器可得到最大的敏捷度。別的，還存在著一個傳感器可以正常事情的范疇，如圖4所示。
　　操作LM567⑤腳脈沖信號驅(qū)動紅外發(fā)光管，除了操作鎖相環(huán)路解碼器LM567提高檢測敏捷度并消除太陽光等配景光的滋擾外， 0.1uf 50v，還能使紅外發(fā)光管在平均輸入功率穩(wěn)定的環(huán)境下比直流驅(qū)動方法增加一倍的發(fā)射功率。在紅外探測器前端加紅外濾光片可去除可見光，使紅外光通過，進(jìn)一步提高了抗滋擾本領(lǐng)。
　　結(jié)語
　　該電路的最大特點是實現(xiàn)了紅外線發(fā)射與吸收事情頻率的同步自動跟蹤，即紅外發(fā)射部門不設(shè)專門的脈沖產(chǎn)生電路，而直接從吸收部門的檢測電路引入脈沖(實為LM567的鎖相中心頻率信號)，既簡化了線路和調(diào)試事情，又防備了周圍情況變革和元件參數(shù)改變造成的收、發(fā)頻率紛歧致，使電路不變性和抗滋擾本領(lǐng)大大加強(qiáng)。該探測器在嘗試中取得了很好的結(jié)果，與非對靶噴霧對比大大提高了噴霧的擲中率。

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