CN102291662A - 用运算放大器制作高灵敏度声音探测器 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种用运算放大器制作高灵敏度声音探测器。该声音探测器由直流电源DC、拾音电路、一级放大电路和二级放大电路组成，其特征是：两级放大电路中运算放大器IC1的型号为LM324，两级放大电路中分别接有负反馈电阻R4和负反馈电阻R5。本发明所述的电路采用运算放大器和少量分立元件组合而成。该声音探测器有着电路结构简单、外围元件少、交叉失真小、且工作电压范围宽、静态电流小、耗电少、失真小等特点。声音探测器具有极强的指向性和极高的灵敏度，它的拾音灵敏度比普通助听器要高得多，可以探听到很远处人耳无法直接听到的极微弱声音。
Description
技术领域
本发明属于电子技术与音频放大技术领域，是关于一种用运算放大器制作高灵敏度声音探测器。
背景技术
本发明所述的声音探测器其实它就是一个高灵敏度的拾音器，它的电路结构和工作原理与一般助听器有着很多相似的地方，不同的是声音探测器具有极强的指向性和极高的灵敏度，它比普通助听器灵敏度要高得多，可以探听到很远处人耳无法直接听到的极微弱声音。本发明经外场试验，它能将运动场上运动员和教练员低声细语的谈话内容尽收耳底。它可广泛用于户外新闻采访、影视制作、公安人员办案、远距离监听和大型仓库防盗等工作。
本发明的电路使用常见的运算放大器LM324集成电路作为核心元件，其电路具有结构简单、外围元器件少、且工作电压范围较宽、静态电流小、耗电少、失真小等特点。
以下详细说明本发明所述的用运算放大器制作高灵敏度声音探测器在制作过程中所涉及的有关技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果：本发明所述的用运算放大器制作高灵敏度声音探测器采用运算放大器和少量分立元件组合而成。该声音探测器有着电路结构简单、外围元件少、交叉失真小、且工作电压范围宽、静态电流小、耗电少等特点。声音探测器具有极强的指向性和极高的灵敏度，它的拾音灵敏度比普通助听器要高得很多，可以方便的探听到很远处人耳无法直接听到极微弱的声音。
技术方案：用运算放大器制作高灵敏度声音探测器，由直流电源DC、拾音电路、一级放大电路和二级放大电路组成，两级放大电路中运算放大器IC1的型号为LM324。
各部分电路的组成及电路中元器件之间的连接特征
拾音电路由驻极体话筒MIC、电阻R1、电容C1组成，其连接特征是：驻极体话筒MIC的输出端D接电阻R1的一端和电容C1的一端，驻极体话筒MIC的金属外壳端接电路地GND，电阻R1的另一端接电路正极VCC，电容C1的另一端接运算放大器IC1-A的3脚。
一级放大电路由运算放大器IC1-A、电阻R2、电阻R3、电解电容C2、电容C3和负反馈电阻R4组成，其连接特征是：运算放大器IC1-A的2脚与电阻R2的一端、电阻R3的一端及电解电容C2的正极相连，电阻R2的另一端接电路正极VCC，电阻R3的另一端与电解电容C2的负极接电路地GND，负反馈电阻R4的一端接运算放大器IC1-A的1脚与电容C3的一端，负反馈电阻R4的另一端接运算放大器IC1-A的3脚，电容C3的另一端接运算放大器IC1-D的13脚。
二级放大电路由运算放大器IC1-D、负反馈电阻R5、电解电容C4和耳机SP组成，其连接特征是：运算放大器IC1-D的4脚接电路正极VCC，运算放大器IC1-D的11脚接电路地GND，运算放大器IC1-D的14脚与电解电容C4的正极、负反馈电阻R5的一端相连，电解电容C4的负极串接耳机SP后接电路地GND，负反馈电阻R5的另一端接运算放大器IC1-D的13脚，运算放大器IC1-D的12脚接运算放大器IC1-A的2脚。
电路工作原理：附图中驻极体话筒MIC要求装在一个特制的聚音筒子里，目的是将指定方向远处的声音接收过来，其他方向的声音被大幅度的抑制。声音信号通过驻极体话筒MIC转变成音频电流，然后音频信号通过电容C1耦合给放大器进行放大。放大器由两级放大电路组成，第一级由四组运算放大器IC1中的一组运算放大器构成，约有120倍增益的放大量，第二级由四组运算放大器IC1中的另一组运算放大器构成，约有500倍增益的放大量。如此大的放大倍数，足以将极微弱的音频信号放大，最后输出至耳机SP。利用它能够探听到很远处人耳朵无法直接听到的微弱声音。
附图说明
附图是本发明提供一个用运算放大器制作高灵敏度声音探测器的实施例电路工作原理图；附图中的运算放大器IC1内集成了四组运算放大器，本发明只用了四个运算放大器LM324其中的IC1-A、IC1-D两个。
具体实施方式
按照附图所示用运算放大器制作高灵敏度声音探测器的电路工作原理图和附图说明及以下所述的元器件技术要求进行实施，即可实现本发明。
元器件的选择及其技术参数
IC1为运算放大器，型号选用LM324，它采用14脚双列直插塑料封装形式。在它的内部电路包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立，本实施例只用了四组运算放大器LM324中的IC1-A、IC1-D两个；
MIC为驻极体话筒，要求选用两端输出式驻极体话筒，其漏极为话筒MIC的音频信号输出端D，驻极体话筒的金属外壳端与源极S相连后接电路地GND。将场效应管接成漏极为输出端，其输出信号具有一定的电压增益，可使驻极体话筒的灵敏度较高。驻极体话筒MIC选用CM-18W型(Ф10mm×6.5mm)高灵敏度驻极体话筒，其灵敏度分为五挡，分别用色点表示，本实施例选用白色点的产品；
电阻使用RTX-1/16W型金属膜电阻，电阻R1～R3的阻值均为12K Ω；电阻R4、R5的阻值为910KΩ；
C1、C3选用涤纶电容，其容量分别是0.47μF、0.33μF；
C2、C4选耐压为16V的电解电容，其容量分别是22μF、470μF；
SP为耳机，选用动圈式耳机，其阻抗为36Ω，耳机选用的阻抗越小，音频讯号输出的功率越大，但音质略有下降；
直流电源DC的电压为6～9V，可用四节或五节电池串联使用。
电路制作及调试
驻极体话筒MIC的安装应尽可能地远离两级放大电路，驻极体话筒MIC的引线应采用屏蔽线、且不宜过长，目的是减少前一级放大信号对后一级放大电路所造成的干扰，否则容易引起外界各种杂波信号感应给引出线而导致音频失真，甚至引起讨厌的啸叫声。为进一步减少电磁信号的干扰，要求驻极体话筒MIC的外壳接电路地GND。
为使驻极体话筒MIC能将指定方向远处的声音接收下来，驻极体话筒MIC应装在一个特制的聚音筒子里，且要求聚音筒子的外表应附着有吸音材料。
认真检测各个元器件的性能，各元器件均不能接错，要特别注意有极性元件不能接反，如：直流电源DC、驻极体话筒MIC和电解电容等，且要保证元器件的焊接质量。
在电路调试时，若发现电路工作不够稳定，首先可采取加强对直流电源DC的滤波，其次是适当减小负反馈电路中的电阻R4或电阻R5的阻值而降低放大增益。提高直流电源DC的工作电压，可有效增加声音探测器灵敏度和音频讯号的输出功率。
因本声音探测器的灵敏度极高，在电路调试时，切不能太靠近驻极体话筒MIC讲话！一般讲话距离驻极体话筒MIC要求在6m以上。
Claims (1)
1.一种用运算放大器制作高灵敏度声音探测器，由直流电源DC、拾音电路、一级放大电路和二级放大电路组成，两级放大电路中运算放大器IC1的型号为LM324，其特征在于：
拾音电路由驻极体话筒MIC、电阻R1、电容C1组成，其连接特征是：驻极体话筒MIC的输出端D接电阻R1的一端和电容C1的一端，驻极体话筒MIC的金属外壳端接电路地GND，电阻R1的另一端接电路正极VCC，电容C1的另一端接运算放大器IC1-A的3脚。
一级放大电路由运算放大器IC1-A、电阻R2、电阻R3、电解电容C2、电容C3和负反馈电阻R4组成，其连接特征是：运算放大器IC1-A的2脚与电阻R2的一端、电阻R3的一端及电解电容C2的正极相连，电阻R2的另一端接电路正极VCC，电阻R3的另一端与电解电容C2的负极接电路地GND，负反馈电阻R4的一端接运算放大器IC1-A的1脚与电容C3的一端，负反馈电阻R4的另一端接运算放大器IC1-A的3脚，电容C3的另一端接运算放大器IC1-D的13脚。
二级放大电路由运算放大器IC1-D、负反馈电阻R5、电解电容C4和耳机SP组成，其连接特征是：运算放大器IC1-D的4脚接电路正极VCC，运算放大器IC1-D的11脚接电路地GND，运算放大器IC1-D的14脚与电解电容C4的正极、负反馈电阻R5的一端相连，电解电容C4的负极串接耳机SP后接电路地GND，负反馈电阻R5的另一端接运算放大器IC1-D的13脚，运算放大器IC1-D的12脚接运算放大器IC1-A的2脚。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102355621A (zh) * | 2011-06-01 | 2012-02-15 | 刘喆 | 用运算放大器制作高灵敏度声音探测器 |
| CN104977869A (zh) * | 2015-07-15 | 2015-10-14 | 成都陌云科技有限公司 | 一种智能声音识别机器人内专用的处理器 |
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2011
- 2011-04-28 CN CN2011101099025A patent/CN102291662A/zh active Pending
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