專利名稱：遙感鳥(niǎo)鳴模擬器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子發(fā)聲器械。
目前，模擬動(dòng)物發(fā)聲的電子器械，國(guó)外有一種是模擬“狗叫”的，其聲調(diào)低沉。國(guó)內(nèi)有電子或機(jī)械的鳥(niǎo)鳴器，其聲調(diào)單一、機(jī)械，且不隨外界動(dòng)作變化而發(fā)生音調(diào)的變化，它與一般真鳥(niǎo)的鳴叫聲差異甚大。
本實(shí)用新型的目的是提供一種受外界動(dòng)作感應(yīng)能發(fā)出如真鳥(niǎo)般鳴叫的鳥(niǎo)鳴模擬器。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括由遙感頭與多卜勒分量檢測(cè)部件組成的遙感部件和發(fā)聲部件，其特征在于在多卜勒分量檢測(cè)部件與發(fā)聲部件間配置有頻率電壓轉(zhuǎn)換部件、調(diào)制部件以及由門限電路、積分器和電子開(kāi)關(guān)組成的電子開(kāi)關(guān)部件；所說(shuō)的門限電路和積分器與調(diào)制部件并接于頻率電壓轉(zhuǎn)換部件與電子開(kāi)關(guān)之間。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.模擬鳥(niǎo)鳴聲逼真、悅耳動(dòng)聽(tīng)；2.鳥(niǎo)鳴聲調(diào)可依外界人或物體動(dòng)作的快慢而變化，發(fā)出不同的聲調(diào)儼然如小鳥(niǎo)歌唱，如外界不動(dòng)作了，聲音很快停止；3.應(yīng)用范圍較廣，可制作成各種受外界動(dòng)作變化而發(fā)出鳥(niǎo)鳴音響的器械如游戲機(jī)；兒童智力開(kāi)發(fā)玩具；家庭趣味擺件，當(dāng)主人或客人進(jìn)入房間，即發(fā)出表示歡迎的鳥(niǎo)兒歌聲；或用于商業(yè)裝璜，會(huì)吸引更多的顧主；或做成報(bào)警裝置，當(dāng)偷竊者進(jìn)入警界區(qū)，便會(huì)發(fā)出音響，這音響可以很動(dòng)聽(tīng)，它不引起偷竊者的注意，而對(duì)主人卻是及時(shí)報(bào)警了。
本實(shí)用新型的詳細(xì)結(jié)構(gòu)通過(guò)實(shí)施例附圖予以詳細(xì)描述


圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖。
圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1工作方框圖。
圖3、圖4、圖5、圖6、圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例1的詳細(xì)電路結(jié)構(gòu)圖。
圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例2的工作方框圖。
圖1，由遙感頭感應(yīng)接收到人或物體的動(dòng)作變化，通過(guò)多卜勒分量檢測(cè)部件，產(chǎn)生一與人或物體運(yùn)動(dòng)速度或位置成正比的頻率fd，經(jīng)頻率電壓轉(zhuǎn)換部件將此頻率轉(zhuǎn)換為一直流分量電壓Ud，我們稱它為鳥(niǎo)鳴基本控制電壓，將此控制電壓控制頻率調(diào)制器與幅度調(diào)制器組成的調(diào)制部件，則產(chǎn)生鳥(niǎo)鳴聲的頻率與強(qiáng)度的變化，由門限電路、積分器與電子開(kāi)關(guān)組成的電子開(kāi)關(guān)部件，使鳥(niǎo)鳴聲產(chǎn)生節(jié)奏上的變化，最后，由功率放大器與揚(yáng)聲器構(gòu)成發(fā)聲部件，發(fā)出隨人或物體動(dòng)作變化的悅耳動(dòng)聽(tīng)的鳥(niǎo)鳴聲。
圖2，為本實(shí)用新型實(shí)施例1的工作方框圖實(shí)施例1的遙感部件是以聲的遙感器件而制作的，它包括遙感頭和多卜勒分量檢測(cè)部件，遙感頭包括振蕩器2，聲發(fā)射器1，聲接收器3與放大器4四個(gè)部分；多卜勒分量檢測(cè)部件由變頻器5與濾波器6組成；頻率電壓轉(zhuǎn)換部件由放大器7，比較器8單穩(wěn)態(tài)振蕩器9與低通濾波器10組成。調(diào)制部件由加法器13、頻率調(diào)制器14與幅度調(diào)制器15組成。電子開(kāi)關(guān)部件由門限電路11，積分器12與電子開(kāi)關(guān)16組成。發(fā)聲部件由功率放大器17與揚(yáng)聲器18組成。由振蕩器2產(chǎn)生一頻率為40kc／s的電信號(hào)，通過(guò)聲發(fā)射器1發(fā)射一聲波，運(yùn)動(dòng)物體碰到聲波，其反射聲波由聲接收器3接收后，經(jīng)放大器4放大選頻，取出其7倍頻分量送多卜勒分量檢測(cè)部件的變頻器5，同時(shí)，將振蕩器的7次諧波也取出送至變頻器5，則變頻器的輸出端有這二個(gè)信號(hào)的和頻與差頻，再經(jīng)濾波器6即可得到人或物體動(dòng)作的多卜勒分量fd，可見(jiàn)，沒(méi)有任何外界動(dòng)作時(shí)，fd為零；有外界動(dòng)作時(shí)，fd與其動(dòng)作的速度V成正比，然后，通過(guò)頻率電壓轉(zhuǎn)換部件，將此頻率fd的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，它是這樣實(shí)現(xiàn)的將fd信號(hào)通過(guò)放大器與比較器形成一個(gè)頻率為fd的方波電壓，用它的下降沿觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)振蕩器9，單穩(wěn)態(tài)的脈寬τ為200μs，這時(shí)，單穩(wěn)態(tài)的周期為Td＝1／fd，它隨V變化，而脈寬τ＝200μs是不變的，則它的直流分量是可變的，通過(guò)低通濾波器10，取出fd的直流分量電壓Ud，則Ud的大小隨fd而改變。至此，我們得到鳥(niǎo)鳴的基本控制電壓Ud。
根據(jù)聲波的發(fā)射頻率，與人或物體的運(yùn)動(dòng)速度，可知，最大的多卜勒分量fdmax＜5kc／s，Ud的變化范圍為0－VE(VE為電源正電壓)，Ud變化的最高頻率受低通濾波器10的限制，通常取100c／s以下，改變這個(gè)頻率限制對(duì)鳥(niǎo)鳴聲有著直接的影響，同時(shí)，改變調(diào)頻的基頻與調(diào)幅規(guī)律等，即可得到不同種類的鳥(niǎo)鳴聲。
由于鳥(niǎo)鳴的頻率范圍fB一般在0.5～10kc／s之間，利用加法器13，頻率調(diào)制器14與調(diào)幅器15組成的調(diào)制部件，可以使Ud的電壓變化范圍與fB的頻率范圍對(duì)應(yīng)起來(lái)，即當(dāng)Ud＝0時(shí)，fB＝0.5kc／s；Ud＝VE時(shí)，fB＝10kc／s，也就是說(shuō)當(dāng)人或物體不動(dòng)作時(shí)VO＝0，Ud＝0，fB＝0.5kc／s，也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)固定的聲信號(hào)fC＝fB，它的頻率也為0.5kc／s，顯然，這是不允許的。為了消除fC，避免在沒(méi)有人或物體動(dòng)作時(shí)，會(huì)發(fā)出一單頻聲。本實(shí)用新型采用了一個(gè)門限電路11，當(dāng)Ud＜VT時(shí)，(VT為門限電平)，則控制電子開(kāi)關(guān)16關(guān)斷，這時(shí)，fC將不會(huì)送出，只有當(dāng)Ud＞VT時(shí)，控制電壓接通電子開(kāi)關(guān)，才使發(fā)聲部件發(fā)聲。調(diào)節(jié)VT也可控制鳥(niǎo)鳴聲的最低頻率，又由于電子開(kāi)關(guān)的通斷是開(kāi)關(guān)式的，在聽(tīng)覺(jué)上感到鳥(niǎo)鳴聲較為生硬，就采用了一只積分器12來(lái)消除這個(gè)影響，最后，由電子開(kāi)關(guān)送出的信號(hào)通過(guò)功率放大器17至揚(yáng)聲器18，即可發(fā)出受人或物體動(dòng)作速度控制的有節(jié)奏的如真鳥(niǎo)鳴叫的鳥(niǎo)鳴聲。
圖3－7是本實(shí)用新型實(shí)施例1的詳細(xì)電路結(jié)構(gòu)圖，每個(gè)圖中的虛線框圖對(duì)應(yīng)于圖2實(shí)施例1的工作方框圖，虛線框圖左上角的號(hào)碼與工作方框圖中的號(hào)碼相對(duì)應(yīng)。
圖3中，虛線方框1對(duì)應(yīng)于圖2中的聲發(fā)射器1，它是一只空氣超聲發(fā)射換能器Tr2，虛線方框2對(duì)應(yīng)于圖2中的振蕩器2，IC1，IC2，T2，T3和Tr2組成頻率跟蹤振蕩器，其頻率與Tr2一致，為40KC／S。
具體電路結(jié)構(gòu)是IC1的1，2，3腳及其附屬元件組成同相放大器；IC1的5，6，7腳及其附屬元件組成±0.7伏的限幅放大器；IC2的1，2，3腳及其附屬元件組成±1.4伏的限幅反相放大器；R24，L2、C19組成一個(gè)并聯(lián)諧波回路的帶通濾波器，其中心頻率與Tr2的主頻相一致；IC2的5，6，7腳及其附屬元件組成同相放大器；T2，T3及其附屬元件組成射極跟隨器。當(dāng)電源開(kāi)啟時(shí)，由于電壓的擾動(dòng)，其擾動(dòng)信號(hào)通過(guò)IC1，IC2的放大，以及R24，L2，C9濾波器濾波，在C23輸出中含有Tr2的主頻分量，此分量經(jīng)Tr2濾波，由R33取出送至IC1的3腳輸入端，此信號(hào)與擾動(dòng)信號(hào)中的Tr2主頻率分量相同，由于滿足振蕩條件，所以C23輸出一頻率為Tr2主頻的連續(xù)振蕩信號(hào)，并由Tr2轉(zhuǎn)成聲信號(hào)發(fā)射出去。振蕩器的頻率與Tr2主頻一致并自動(dòng)跟蹤。調(diào)節(jié)L2的參數(shù)可在小范圍內(nèi)微調(diào)振蕩頻率。IC1的1腳輸出為一對(duì)稱方波，經(jīng)R9，L1，C8濾波，取出Tr2主頻方波中的7次諧波，即280KC／S信號(hào)，并由IC3及其附屬元件組成的放大器放大，經(jīng)T1射極跟隨器和變壓器Tf1，由SC3輸出。此信號(hào)作為圖2中變頻器5的本振信號(hào)。
圖4中虛線方框3對(duì)應(yīng)于圖2中的聲接收器3。聲接收器為Tr1，它是一個(gè)空氣超聲接收換能器，它將聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。虛線方框4對(duì)應(yīng)于圖2中的放大器4，它是由IC1，IC2及其附屬元件組成，IC1的1，2，3腳組成一個(gè)反相放大器，IC1的5，6，7腳構(gòu)成一個(gè)反相限幅放大器，IC2的1，2，3也組成一個(gè)限幅反相放大器，其信號(hào)輸出由R11與R12分壓輸出。IC2的5，6，7腳組成隔離級(jí)。由Tr1的接收信號(hào)經(jīng)放大后在C10處，為一個(gè)40KC／S的對(duì)稱方波，經(jīng)R15，L1，C11濾波器，取出7次諧波，即280KC／S的回波信號(hào)，經(jīng)IC2隔離，由SC3輸出。
圖5中，虛線方框5對(duì)應(yīng)于圖2中的變頻器5，它由T1及其附屬元件組成，它是一個(gè)三極管變頻器，信號(hào)由SR2輸入，本振信號(hào)由SR1輸入，變頻后的信號(hào)由C3輸出，此處有SR2與SR1信號(hào)的和頻與差頻分量。虛線方框6對(duì)應(yīng)于圖2中的帶通濾波器6。它是由IC1及其附屬元件組成二級(jí)帶通濾波器，C3，R7和C10，R3決定它的高通性能，而R8－10，C5－7，和R14－16，C11－13決定它的低通性能，這個(gè)濾波器將T1變頻器的差頻濾出，這個(gè)信號(hào)就是人或物體運(yùn)動(dòng)的多卜勒分量fd。虛線方框7對(duì)應(yīng)于圖2中的放大器7，它是由IC2的1，2，3腳及其附屬元件組成的，它將fd信號(hào)在幅度上進(jìn)一步放大。虛線框8對(duì)應(yīng)于圖2中的比較器8，它是由IC2的5，6，7腳及其附屬元件組成，當(dāng)信號(hào)小時(shí)，IC2的7腳輸出為常高電平，起抗干擾作用，當(dāng)信號(hào)大時(shí)，則IC2的7腳輸出一個(gè)方波電壓，其頻率為fd，此信號(hào)由SC3輸出。
圖6中，虛線框9對(duì)應(yīng)于圖2中的單穩(wěn)態(tài)振蕩器9，它是由IC1及其附屬元件組成，其中R1，D1構(gòu)成限幅器，使SR1的負(fù)向信號(hào)限制在0電平。單穩(wěn)態(tài)的時(shí)間常數(shù)由R3和C2調(diào)節(jié)，它們?nèi)∫还潭ㄖ郸?，?dāng)SR1輸入的fd變化時(shí)，IC1的輸出周期也隨之變化，但其脈寬不變，永為τ值，這樣，由IC16腳輸出的直流分量約為6V·τ／Td，Td＝1／fd。虛線框10對(duì)于圖2中的低通濾波器10，它是由IC2的1，2，3腳及其附屬元件組成，它用來(lái)將IC2的6腳輸出的直流分量取出，低通濾波器的特性由R5－7和C4－6決定。由IC2的1腳輸出的電壓為多卜勒分量的直流電壓ud。虛線框11對(duì)應(yīng)于圖2中的門限電路11，它是由IC2的5，6，7腳及其附屬元件組成，其門限電平由W1調(diào)節(jié)，門限電路11由IC2的7腳至SC2輸出。虛線框13對(duì)應(yīng)于圖2中的加法器13，它是由IC3的1，2，3腳及其附屬元件組成，它將ud與一可調(diào)直流電壓相加，相加的比例由R12－14決定，W2是用來(lái)調(diào)節(jié)直流電壓的。虛線框14對(duì)應(yīng)于圖2中的頻率調(diào)制器14，它由T1，T2，IC3的5，6，7腳及IC4和它們的附屬元件組成，其輸出為IC3的7腳，波形為一鋸齒波，在R18端的輸入控制下其頻率隨電壓變化。虛線框15對(duì)應(yīng)于圖2中的幅度調(diào)制器15，它由IC5，IC6及其附屬元件組成，它的被調(diào)制信號(hào)由C17輸入，調(diào)制信號(hào)由R39輸入經(jīng)IC6的5，6，7腳及其附屬元件組成的放大器放大后，送至IC3的5腳。調(diào)制后的信號(hào)由IC6的1腳輸至SC3輸出。
圖7中，虛線框12對(duì)應(yīng)于圖2中的積分器12，它由R1C1R2D1C2組成。虛線框16對(duì)應(yīng)于圖2中的電子開(kāi)關(guān)16，它由T1與T2組成，其輸入信號(hào)由W1輸入，輸出由T1，T2的公共結(jié)點(diǎn)輸出，當(dāng)SR2為高電平時(shí)，其輸出為零，當(dāng)SR2為低電平時(shí)，其輸出與輸入一樣，即全通。虛線框17對(duì)應(yīng)圖2中的功率放大器17，它由T3－7其及附屬元件組成一個(gè)OTL功放，輸入音量由W1調(diào)節(jié)，其輸出由SC3送出。虛線框18對(duì)應(yīng)于圖2中的揚(yáng)聲器18。
本實(shí)用新型實(shí)施例1的具體連接是這樣的，將圖3－7的各線路的電源并接在一起，即±6V，±0，－6V，并接在一起，圖3中的SC3接至圖5中的SR1圖4中的SC3接至圖5中的SR2；圖5中的SC3接至圖6中的SR1；圖6中的SC2接至圖7中的SR2；圖6中的SC3接至圖7中的SR1即可。
權(quán)利要求1.一種遙感鳥(niǎo)鳴模擬器，涉及一種電子發(fā)聲器械，它包括遙感頭、多卜勒分量檢測(cè)電路、發(fā)聲器，電源與外殼，其特征在于在多卜勒分量檢測(cè)電路與發(fā)聲器之間配置有a)由放大器7，比較器8，單穩(wěn)態(tài)振蕩器9與低通濾波器10相串接的頻率電壓轉(zhuǎn)換電路；b)頻率電壓轉(zhuǎn)換電路有兩個(gè)輸出通道，其一輸出到由加法器13，頻率調(diào)制器14和幅度調(diào)制器15相串接的調(diào)制部件，之后與電子開(kāi)關(guān)16以電路相接，另一輸出經(jīng)門限電路11、積分器12與電子開(kāi)關(guān)10以電路相接；c)電子開(kāi)關(guān)16的輸出接功率放大器17，到揚(yáng)聲器18。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬器，其特征在于低通濾波器的頻率上限小于100C／S。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬器，其特征在于遙感部件的接收器是一只光電管。
專利摘要一種遙感鳥(niǎo)鳴模擬器，它涉及一種電子發(fā)聲器械。它包括遙感部件、調(diào)制部件與發(fā)聲部件，由遙感部件感應(yīng)到外界人或物體動(dòng)作的變化，用以控制鳥(niǎo)鳴聲的頻率、強(qiáng)度與節(jié)奏，從而發(fā)出隨外界人與物體動(dòng)作變化的悅耳動(dòng)聽(tīng)的鳥(niǎo)鳴聲。本實(shí)用新型模擬鳥(niǎo)鳴聲逼真，并可調(diào)節(jié)發(fā)出各種不同種類的鳥(niǎo)鳴聲?？芍谱鞒捎螒驒C(jī)、兒童智力開(kāi)發(fā)玩具、家庭趣味擺件，商業(yè)裝璜與報(bào)警裝置等，它體積小巧，造價(jià)低廉。
文檔編號(hào)A63H5/00GK2032756SQ8821166
公開(kāi)日1989年2月15日 申請(qǐng)日期1988年4月18日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月18日
發(fā)明者賈恩厚, 關(guān)平, 王志祥 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院東海研究站