音频检测系统设计论文(编辑修改稿)

音频检测系统设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

数据处理，最后由打印机和 LED 数码显示输出。 单元模块设 计 传感器 选择 方案 音频检测系统的传感器选择 有 2 种 方案，一种是驻极体电容话筒，另一种是电磁感应话筒。 滤波电路建议采用二阶带通滤波方案，设计该系统。 1） 驻极体电容话筒 驻极体话筒简称 ECM，通称 MIC（ Microphone），是一种常用的能将声音信号转换成电信号的声 — 电转换器件。 它的突出特点是体积小、重量轻、结构简单、使用方便、寿命长、频响宽、灵敏度高，且价格也比较低廉。 因而被广泛应用于盒式录音机、无线话筒及声控开关等电子电路中。 图 33 驻极体电容话筒工作原理图 驻极体话筒的核心器件是驻极体振动膜。 它实际上是一种经永久性极化处理的电介质。 其制作原理是，将一片极薄的塑料膜片的一面蒸发上一层纯金薄膜，然后将其置于高压电场之下驻极，使两面分别驻有能长期保持的异性电荷。 膜片的蒸金一面向外，与金属外壳相连通，膜片的另一面与金属极板之间用很薄的绝缘衬圈隔离开。 这样，蒸金吉林建筑 大学 城建学院电气 信息工程系课程设计 5 膜与金属极板之间便形成了一个电容。 当驻极体膜片受到声波作用而振动时，就引起电容两端的电场发生变化，从而产生随声波变化的交变电压信号。 驻极体的输出阻抗值很高，约几十兆赫以上。 因此，使用时不能直接与音频放大器匹配，需加一级阻抗变换器，将高阻抗变为几百欧或几千欧的低阻抗。 通常在驻极体话筒产品内部加装有由低噪声结型场效应管构成的阻抗变换器，形成三端话筒。 图 34驻极体话筒结构外形和电路符号 图 34是驻极体话筒的实物结构分解、接线、外形和电路符号。 三端驻极体话筒应用电路有两种接法，分别可接成源极输出或漏极输出方式。 不少驻极体话筒产品内部没有加装场效应管，两个输出接点可以任意接人电路，但最好把接外壳的一点接地，另一点接人由场效应管组成的高阻抗输入前置放大器。 在选用驻极体话筒时，重点应注意其灵敏度的高低。 驻极体话筒的灵敏度通常用白、蓝（绿）、黄、红等色点来分挡，白点灵敏度最高，红点最低。 有的话筒则以防尘罩的相应颜色来表示灵敏度，也有的用与型号有明显区别的 A、 B、 C 等字母表示， A为最低灵敏度，顺序逐次类推。 国产驻极体话筒的典型产品有 CRZ2 CBZ211和 ZCH12 等型号。 其中 CRZ29的外形尺寸为Φ 19（ mm），引出线使用的是屏蔽线，为两端引线方式，屏蔽层是正极。 它的电压灵敏度为 ，频响范围为 50~10 000Hz，输出阻抗为 1kΩ。 驻极体话筒的检测包括电阻测量和灵敏度测量。 电阻测量时，将万用表置于 R100 或 R1k 挡，红表笔接驻极体话筒的芯线或信号输出点，黑表笔接引线的金属外皮或话筒的金属外壳。 一般所测阻值应在 500Ω~3kΩ范围内。 若所测阻值为 ∞ ，则说明话筒开路，若测得阻值接近 0，则表明话筒有短路性吉林建筑 大学 城建学院电气 信息工程系课程设计 6 故障。 如果阻值比正常值小得多或大得多，都说明被测话筒性能变差或已经损坏。 灵敏 度检测方法是：将万用表置于 R100 挡，将红表笔接话筒的负极（一般为话筒引出线的芯线），黑表笔接话筒的正极（一般为话筒引出线的屏蔽层），此时，万用表应指示出某一阻值（例如 1kΩ ），接着正对着话筒吹一口气，并仔细观察指针，应有较大幅度的摆动。 万用表指针摆动的幅度越大，话筒的灵敏度越高，若指针摆动幅度很小，说明话筒灵敏度很低，使用效果不佳。 若吹气时发现指针不动，可交换表笔位置再次吹气试验，若指针仍然不摆动，则说明话筒已经损坏。 另外，如果在未吹气时，指针指示的阻值便出现漂移不定的现象，则说明话筒稳定性很差，这样的 话筒是不宜使用的。 对三端驻极体话筒，只要正确区分出三个引出线的极性，将黑表笔接正电源端，红表笔接输出端，接地端悬空，采用上述方法仍可检测鉴定话筒的性能优劣。 2） 电磁感应话筒 话筒是把 声音 转变为电信号的装置 ， 图 35是动圈式话筒构造原理图，它是利用电磁感应现象制成的，当 声波 使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈（叫做音圈）随着一起振动，音圈在 永久磁铁 的磁场里振动，其中就产生感应电流（ 电信号 ），感应电流的大小和方向都变化，变化的振幅和频率由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从 扬声器 中就发出放大的声音。 图 35话筒工作原理图 电磁感应定律是因 磁通量 变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部份导体在 磁场 里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生 电流 ，这种现象叫电磁感应。 产生的电流称为感应电流。 二级放大电路 由于音频脉冲激振器激励工件后经传感器传出的信号是微弱信号，一般是毫伏级甚至是微伏级的微弱信号，不能直接进行测量，因而需要这些信号放大并经标准化处理，使之成为 05V 电压或 420mA 电流。 目前的信号放大电路可采用集成运放电路，但随着吉林建筑 大学 城建学院电气 信息工程系课程设计 7 电子技术的发展，有越来越多的高性能的运算放大器可供选择，要求更高的还可以采用仪表放大器、复合放大器和高性能运算放大器。 放大电路根据所选用的集成运算放大器的不同可分为仪用放大电路，复合放大电路和高性能运算放大电路。 而最有用的也是最常用的放大电路――仪用放大电路，它又分为基本差分输入仪用放大电路、缓冲差分输入仪用放大电路、可变增益差分输入放大电路，以及具有差分输入前置放大级的仪用放大电路。 iV 3R 4R5R 6R 7R8R1 K1 K1 K1 K1 0 K3 0 K+0V+ 1 5 V 1 5 V123++3C1 uAC 1：IT L 0 8 2T L 0 8 2BC 1：I765 图 36 二级放大电路 放大电路部分如图 ，第一级放大倍数为  KKRR 1303430倍，第二级放大倍数为  KKRR 11067 10倍，合计为 1030 300倍，因为通过传感器所得到的音频信号相当微弱（为 mv 级）所以要经过二级放大。 典型二阶带通滤波器电路 电路。