專利名稱：數(shù)字式多音調(diào)無觸點汽車用電子喇叭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子喇叭，特別涉及一種數(shù)字式多音調(diào)無觸點汽車用電子喇叭。
目前各類汽車使用的電喇叭，大多是觸點式的喇叭，由于這種喇叭的發(fā)聲是通過觸點的通斷來實現(xiàn)喇叭響板的振動，這樣通過觸點的瞬時電流通常是工作電流的幾倍，因而在觸點附近會產(chǎn)生電火花，即使使用了能消除電火花的電容，也不能避免觸點的最終“燒毛”，以而影響了喇叭的正常工作，縮短了喇叭的壽命。申請?zhí)枮?9215173.0的專利提供了一種自動變音無觸點的電子喇叭，該喇叭采用一主振蕩器產(chǎn)生振蕩信號來驅(qū)動功率晶體管，從而使用喇叭發(fā)出聲音，而喇叭音調(diào)的改變由控制振蕩器控制上述主振蕩器的振蕩頻率來完成，于是喇叭可發(fā)出高音和低音。然而，上述喇叭在汽車設(shè)定的工作電壓通常只有12V的情況下，高音的響度不夠高，因而，高音和低音之間的差別不大，頻率在400Hz，音量只有103分貝，使用不太方便。為此，申請?zhí)枮?2215329.9的專利提供了一種可調(diào)式多音調(diào)無觸點電子喇叭，該喇叭采用了555電路，產(chǎn)生共6個音的震蕩頻率，從而產(chǎn)生一種方波信號等通過調(diào)整該方波信號的頻率和寬度，即可調(diào)節(jié)喇叭發(fā)生的聲音的頻率和響度。然而，該專利忽略了許多問題，如穩(wěn)定性、電路的干擾待因素。因為，該專利在調(diào)節(jié)脈沖寬度時，往往會使頻率同時發(fā)生波動，影響了整個電路的工作穩(wěn)定性，特別是在電路發(fā)生干擾，如汽車蓄電池電壓下降等因素，引起工作電路的電壓不穩(wěn)定時，喇叭的響度也發(fā)生影響，從而影響了整個喇叭的工作穩(wěn)定性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種工作穩(wěn)定較好的多音調(diào)無觸點電子喇叭，它包括—主震蕩器，它可以輸出一較穩(wěn)定的、頻率較高的時鐘基準；—用來將上述時鐘基準進行分頻且輸出設(shè)定頻率的脈沖信號的分頻器；—對上述分頻器輸出的信號進行脈沖成型從而輸出所需寬度的脈沖寬度成型器；—接收上述脈沖信號并進行放大的功率放大器；以及—接收上述功率放大器輸出的音頻信號以便發(fā)出一定頻率和響度的聲音發(fā)生器。
本發(fā)明的一方面，它還包括一用來對上述分頻器及脈沖寬度成型器進行調(diào)節(jié)和控制的主控制器，通過該主控制器可分別得到所需頻率和脈沖寬度的脈沖信號，從而得到一定的頻率和響度的聲音。
本發(fā)明的另一方面，它還包括一可對上述脈沖寬度進行補償?shù)拿}沖寬度補償器，當(dāng)脈沖信號的電壓低于設(shè)定值時，該補償器可使上述脈沖信號的脈沖寬度增加，以適應(yīng)上述聲音發(fā)生器的特征，當(dāng)上述脈沖信號的電壓高于設(shè)定值時，該補償器可使上述脈沖信號的脈沖寬度減小，以適應(yīng)上述聲音發(fā)生器的特征。


圖1是本發(fā)明的工作原理圖；圖2是本發(fā)明的一個實施例的原理方框圖；圖3是本發(fā)明的振蕩器和分頻器部分的電子電路圖4是本發(fā)明的一個實施例的脈沖寬度成型器和脈沖寬度補償器的電路圖；圖5是本發(fā)明的主控制電路的電路圖；圖6是本發(fā)明的一個實例的功率放大器和電源部分的電路圖。
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實施例作詳細說明。
圖1是本發(fā)明的工作原理圖。如圖所示，主振蕩器1輸出的穩(wěn)定的時鐘基準信號，該信號輸入到一分頻率2中，通過分頻，輸出一設(shè)定頻率的脈沖信號，該脈沖信號再輸入到脈沖寬度成型器3中，進行脈沖展寬，從而得到一所需脈沖寬度的脈沖信號。該脈沖信號輸入到功率放大器4中，經(jīng)過功率放大，再輸出到聲音發(fā)生器5中，從而得到一定頻率和一定響度的聲音(信號)。
圖2是本發(fā)明的一個實施例的工作原理圖。如圖所示，主震蕩器10產(chǎn)生的一穩(wěn)定時鐘基準的信號并分別輸入到第一分頻率11和第二分頻器21中，輸入到第一分頻器11的信號經(jīng)過分頻，得到一定頻率為f1的脈沖信號，該信號輸入到第一脈沖寬度成型器12中，經(jīng)過脈沖展寬，輸出一定脈沖寬度的第一脈沖信號。于是該脈沖信號輸入到第一功率補償器13中，經(jīng)過脈沖寬度補償，可得到一穩(wěn)定功率且適應(yīng)相應(yīng)的聲音發(fā)生器特征的脈沖信號，該脈沖信號輸入到第一功率放大器14中，經(jīng)過放大，從而推動第一聲音發(fā)生器工作，得到頻率為f1響度為S1的聲音信號。
同樣，主震蕩器10輸出的穩(wěn)定時鐘基準信號輸入到第二分頻器21中，經(jīng)過分頻，得到一定頻率f2的脈沖信號，該信號輸入第二脈沖寬度成型器22中，經(jīng)過脈沖展寬，得到一定脈沖寬度的第二脈沖信號。該脈沖信號輸入到第二功率補償器23中，經(jīng)過脈沖寬度補償，得到另一穩(wěn)定功率且與相應(yīng)的聲音發(fā)生器的特征相適應(yīng)的脈沖信號。該脈沖信號輸入到第二功率放大器24中，經(jīng)過放大，推動第二聲音發(fā)生器工作，得到頻率為f2，響度為S2的聲音(信號)。
另外，在本發(fā)明的實施例中，為對上述第一分頻器、第二分頻器、第一脈沖寬度成型、第二脈沖寬度成型器、第一功率放大器和第二功率放大器進行有效的控制，特設(shè)有一主控制器55，當(dāng)其輸出的第一頻率控制信號和第二頻率控制信號分別輸入到第一分頻器11和第二分頻器21中，通過上述控制信號，可分別調(diào)節(jié)第一分頻器和第二分頻器的分頻率，從而得到所需頻率的第一脈沖信號和第二脈沖信號。同樣，該主控制器輸出的第一脈沖寬度控制信號和第二脈沖寬度控制信號分別輸入到第一脈沖寬度成型器12和第二脈沖寬度成型器22中，通過上述控制信號，可分別調(diào)節(jié)第一脈沖寬度成型器12和第二脈沖寬度成型器22產(chǎn)生的脈沖信號的脈沖寬度。類似地，該主控制器55輸入的第一功放控制信號和第二功放控制信號可分別對上述第一功率放大器14和第二功率放大器24的工作狀態(tài)，例如輸出功率進行控制，從而保證它能處于較佳的工作狀態(tài)。
在本發(fā)明的實施例中，為使汽車駕駛員了解汽車電瓶的低壓工作狀態(tài)，當(dāng)該電瓶的工作電壓處于一設(shè)定的低壓值時，主控制器55則輸出控制信號到低壓顯示器9中，于是低壓顯示器9顯示出一低壓信號，從而提醒駕駛員對電瓶進行充電。
另外，為便于駕駛員了解第一聲音發(fā)生器15和第二聲音發(fā)生器25的工作狀態(tài)例如工作頻率等，主控制器55輸出的顯示信號輸入到工作狀態(tài)顯示器8中，使其能告知駕駛員其處于某種工作狀態(tài)。
電源7用來對整個工作電路系統(tǒng)進行供電。
圖3是本發(fā)明的主振蕩器和分頻器的電子電路圖。如圖所示，在本發(fā)明的實施例中，主振蕩器10采用了穩(wěn)定性較好的十四級二進制計數(shù)分頻器集成電路CD4060；第一分頻器11和第二分頻器21分別采用分頻精度較高的通用的數(shù)字集成電路CD40103。上述主震蕩器10振蕩后產(chǎn)生頻率較高例如4M的脈沖信號，該脈沖信號分別輸入到第一分頻器11和第二分頻器21中，經(jīng)分頻后可得到一較低頻率例如62.5k的脈沖信號。該分頻器只要輸入(設(shè)定)不同的分頻比，就可得到不同的頻率，且分頻比控制也較方便，不受外界條件的影響，在本發(fā)明的實施例中，為得到高中低三種不同的音響信號，由主控制器55(下面將要作詳細描述)輸出的高、中、低三種不同的控制信號HI、ME、LO分別輸入到第一分頻器11和第二分頻器21中，通過矩陣兩極管的編程從而在第一分頻器11的輸出端CP1和第二分頻器21的輸出端CP2可分得到三種不同頻率的脈沖信號，即輸入HI信號時，可得到頻率較高的信號，輸入ME信號時，可得到頻率相對低的信號，輸入信號LO時，則得到頻率最低的信號。
圖4本發(fā)明的實施例的脈沖成型器和電壓補償器部分的電路圖。如圖所示，在本發(fā)明的實施例中，第一脈沖寬度成型器12和第二脈沖寬度成型器22采用了通用數(shù)字集成電路CD40988，它是一種單穩(wěn)態(tài)電路。它對上述脈沖信號CP1、CP2進行脈沖展寬。這種展寬的量，分別以不同的展寬以適應(yīng)不同的聲音發(fā)生器15和25(下面將要描述)的機械加工帶來的離散性等特征，從而保證每一個喇叭都發(fā)生優(yōu)美的音質(zhì)。另外，由于音響發(fā)生器通常為機械喇叭，其對不同的電壓有不同的脈寬要求，而通常的電子喇叭，電壓不可能沒有波動，為此本發(fā)明采用了第一脈沖寬度補償器13和第二脈沖寬度補償器23來根據(jù)脈沖的實際電平的不同，使脈沖音號CP1和CP2的脈沖寬度隨之變化，以適應(yīng)喇叭的特性。通常，汽車喇叭的電源為發(fā)電機提供的電源，其波動性較大，實際波動約為1.5V左右，采用這種補償器很有必要。在本發(fā)明的實施例中，脈沖寬度補償就13和23采用通用集成電路LM324。如圖所示，從第一脈沖寬度成型器13和第二脈沖寬度成型路22輸出也就是從集成電路CD4098輸出的脈沖信號進入第一脈沖寬度補償器13和第二脈沖寬度補償器23的輸入端，也就是集成電路LM324的“3”端和“5”端，這樣，經(jīng)過寬度補償，分別從其輸出端也就是集成電路LM324的“1”端和“7” 端輸出，變成QP1、QP2信號。在本發(fā)明的實施例中，由主控制器55(下面將要描述)的控制信號HI、ME、LO是代表不同頻率(從高到低)的控制信號，它們可分別輸入到第一脈寬度成型器12和第二脈沖寬度成型器22中，即輸入到集成塊CD4098的“16”端和“1”端，從而使其分別得到相應(yīng)脈沖寬度的脈沖信號。另外，在上述脈沖寬度補償器中，其電源電壓不是直接從電源電壓取樣，而是通過8.2V的穩(wěn)壓管對電源電壓取樣后，經(jīng)平滑處理，送入運放器進行變換后提供取樣電壓，這樣去除了電源電壓的不穩(wěn)定(波動)部分，增加了脈沖寬度補償器集成塊LM324的工作電平穩(wěn)定性。
圖5是本發(fā)明的一個實施例的主控制器和狀態(tài)顯示器的電路圖。如圖所示，本發(fā)明的該實施例的主控制器55采用通用數(shù)字集成電路CD4017，主控制器55的三個輸出端即集成塊CD4017的“4”、“2”和“3”端分別輸出設(shè)定的對應(yīng)于喇叭高、低、中三種音調(diào)的控制信號HI、ME、LO，另外，這三種控制信號也輸入到工作狀態(tài)顯示器55中，從而用紅、藍、綠三個發(fā)生二極管顯示它們的工作狀態(tài)。當(dāng)工作開關(guān)K按下時，與主控制器55相應(yīng)的紅、綠發(fā)光二極管DL顯示正在工作的狀態(tài)，同時，與工作狀態(tài)顯示器相近的9個發(fā)光二極管D1、D2…D9也進行顯示，可增加裝飾效果。另外，來自蓄電池的低壓信號ZD將控制低壓顯示發(fā)光二極管閃爍，這樣，當(dāng)蓄電池電壓低于一設(shè)定值時，可提醒駕駛員對該蓄電池充電。
圖6是本發(fā)明的實施例的功率放大器和電源部分的電路圖。如圖所示，第一功率放大器14和第二功率放大器24采用兩級放大，由三極管9013和8550構(gòu)成前置推動，再由大功率管BV508進行放大，這樣第一功率放大器14和第二功率放大器24輸出的放大信號分別從OUT1和OUT2端輸出，并經(jīng)這兩個端點輸入到第一聲音發(fā)生器15和第一聲音發(fā)生器25中，從而激勵它們發(fā)出一定頻率和一定響度的喇叭信號。電源7輸入蓄電池的工作電壓12V，輸出8V的穩(wěn)定電壓，供整個系統(tǒng)工作。
針對本發(fā)明的實施例，對本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，仍可作價可改變，例如1.根據(jù)本發(fā)明提供的構(gòu)思，采用功能相近的其他集成電路代替本發(fā)明的實施例所述的集成電路，同樣可實現(xiàn)本發(fā)明的目的；2.如果只需要一只喇叭發(fā)聲(單聲)，只需采用一分頻器、一只脈沖寬度成型器、一個脈沖寬度補償器、一只功率放大器來完成，同樣，如需要超過兩種以上的聲音，則需采用二種以上的分頻器，脈沖寬度成型器和功率放大器來完成；3.本發(fā)明的分頻器、脈沖寬度成型器、脈沖寬度補償器和功率放大器既可幾個合并采用一個集成電路，也可分別采用各后獨立的電路，同樣可實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明涉及一種數(shù)字式多音調(diào)無觸點汽車用電子喇叭，它包括—用來輸出一般穩(wěn)定的頻率較高的時鐘基準的主震蕩器；—對脈沖信號進行放大的功率放大器；—接收上述放大的信號用來發(fā)出一定頻率和一定響度的聲音發(fā)生器；其特征在于，它還包括一用來對上述時鐘基準進行分頻并輸出設(shè)定頻率的脈沖信號分頻器；以及—接收上述脈沖信號并進行脈沖成型并輸出所需脈沖寬度的脈沖寬度成型器。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式多音調(diào)無觸點汽車用電子喇叭，其特征在于它還包括—用來對上述分頻器及脈沖寬度成型器進行調(diào)節(jié)和控制的主控制器，通過主控制器可分別得到所需頻率和脈沖寬度的脈沖信號，從而得到一定頻率和響度的聲音。
3.如權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字式多音調(diào)無觸點汽車用電子喇叭，其特征在于它還包括一可對上述脈沖寬度進行補償?shù)拿}沖寬度補償器，其輸入端與上述脈沖寬度成型器的輸出端相連；其輸出端與上述功率放大器的輸入端相連，當(dāng)從上述脈沖寬度成型器輸入的脈沖信號的電壓低于設(shè)定值時，該補償器可使上述脈沖信號的脈沖寬度增加，以適應(yīng)上述相應(yīng)的聲音發(fā)聲器的特征，當(dāng)上述脈沖信號的電壓高于設(shè)定值時，該補償器可使上述脈沖信號的脈沖寬度減小以適應(yīng)上述聲音發(fā)生器的特征。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)字式多音調(diào)無觸點汽車用電子喇叭，它包括一產(chǎn)生一較穩(wěn)定的、頻率較高的時鐘基準的主振蕩器；一用來將上述時鐘基準進行分頻的分頻器；一用來對上述分頻器輸出的信號進行脈沖成型的脈沖寬度成型器；一對信號進行放大的功率放大器；以及聲音發(fā)生器。該電子喇叭工作狀態(tài)較穩(wěn)定，音質(zhì)優(yōu)美，響度較高。
文檔編號G10K9/00GK1152159SQ9511336
公開日1997年6月18日 申請日期1995年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月14日
發(fā)明者蔣華東 申請人:蔣華東