電聲警報器的製作方法

2023-09-24 04:19:20

專利名稱：電聲警報器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種警報器。
背景技術：
目前電聲警報器大都採用室內使用的臥式機箱設計，在警報器的供電設計上也都 是採用單路模擬電源供電，並且也沒有進行模塊化單元板的設計，也都沒有採用遠程控制 的技術。這樣一來導致了現有電聲警報器存在著抗強磁場幹擾、抗衝擊力若、體積大、笨重、 不易於安裝、對工作電壓要求的範圍較窄、聲音轉換效率低下、設備不便現場維修、不能進 行遠程控制等眾多缺點。
發明內容本實用新型的目的是提供一種功率大、功能多且操作方便的電聲警報器。 為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案本實用新型包括警音單元和插座單元，所述的警音單元和插座單元均與控制單元 相連接；控制單元與功放單元相連接，功放單元的輸出端連接揚聲器系統；所述的控制單 元和功放單元均與電源單元相連接。所述的電源單元為開關電源單元。所述的功放單元為由兩路功放模塊組成的功放單元。所述的功放模塊由依次相連接的差分放大電路、電壓放大電路和末級功率放大電 路組成。所述控制單元與串口遙控單元相連接。採用上述技術方案的本實用新型，將先進的單片機控制技術和成熟的模擬電子技 術相結合，使其不僅具有功率大、功能多、操作方便等特點，而且具有較強的可靠性和穩定 性，是警報系統中獨立性和適用性很好的產品。本實用新型除可完成人防系統的預備警報、緊急警報、解除警報三個基本警種的 播報，還能進行災情警報和消防警報的播報，並具有故障自診斷和語音提示、擴音等功能， 操作和維護簡單方便。本警報器採用雙路輸出，每路輸出功率最大可達1200W，還配有無線 遙控埠，若配備JDSK-BGII電聲警報控制器，即可成為具有遙控功能的電聲警報器終端。 本警報器採用交直流兩種供電方式，當交流供電系統出現故障時，配備的電瓶可自動轉換 為直流供電。

圖1為本實用新型的原理框圖；圖2為本實用新型中警音單元的電路圖；圖3為本實用新型中插座單元的電路圖；圖4為本實用新型中控制單元的電路圖；[0016]圖5為本實用新型中功放單元的電路圖；圖6為本實用新型中串口遙控單元的電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括警音單元和插座單元，上述的警音單元和插座單元均與控制單元相連接；控制單元與功放單元相連接，功放單元的輸出端連接揚聲器系統。其 中，控制單元和功放單元均與電源單元相連接。下面具體說明各個功能模塊的原理如圖2所示，警音單元主要用於產生人防三種警報信號預先警報、空襲警報、解 除警報。電路主要由單片機D2和看門狗電路Dl組成。警報信號由單片機D2編程產生，從 單片機D2的11、12腳輸出，經三極體VTl緩衝後，再從插頭XPl的第5腳輸出到控制單元。如圖3所示，插座單元的輸入為話音，該單元提供話筒輸入插座XSl和線路輸入插 座XS2及電臺話筒輸入插座XS3，三路信號分別從插座XS4的第1、3、5腳輸出到控制單元。如圖4所示，控制單元主要由主控單片機D4-1及其外圍電路完成對警報器的控制 工作，除此之外，還包含有語音電路、各路輸入音頻的前置放大、監聽音頻放大電路等。型號為ATMEG16的主控單片機D4_l通過其I/O 口 P0. 0和P0. 1來完成對按鍵的 處理工作，主控單片機D4-1和電路D4-2、D4-3 一起完成指示功能，並通過控制光藕D4-6、 D4-8來控制模擬電子開關N6、N7的通斷，從而完成對各路音頻信號的切換。另外主控單片 機D4-1還通過插座XS4-9完成對電源單元的控制和檢測、通過插座XS4-2完成和控制器的 串行通信、通過插座XS4-8完成對警音單元的控制、通過插座XS4-11對功放單元進行故障 檢測、對串行語音晶片N4-2的控制等功能。控制單元除了提供各種控制信號外，還有以下多路音頻信號①非人防用警報信號，如消防信號等等，它由主控單片機D4-1的P1.3 口輸出，經 三極體VT4-2緩衝放大後，送到運放N4構成的低通電路，最後從運放N4的14腳輸出到插 座XS4-5、XS4-6的1腳，再送入功放單元。②語音晶片N4-2的13腳輸出語音信號，該語音信號經電容C442、電位器RP408、 電容C443和三極體VT4-8的放大後，送到模擬電子開關N6的1腳和4腳，其中1腳輸出報 時音，4腳輸出提示音，且報時音從2腳送到運放N4構成的低通電路，最後從運放N4的14 腳輸出輸出到插座XS4-5、XS4-6的1腳，再送入功放單元；如果是故障提示音，從3腳輸出 到監聽功放電路N4-5。③警音單元提供的警報信號從插座XS4-8的5腳輸入到模擬電子開關N6的3腳， 再從4腳送到運放N4構成的低通電路，最後從運放N4的14腳輸出輸出到插座XS4-5、XS4-6 的1腳，再送入功放單元。④控制器來的廣播音頻信號，從插座XS4-4的8腳輸入到運放N4的2腳，經N4放 大後，輸出經模擬電子開關N6的10和11腳，送到運放N4構成的低通電路，最後從運放N4 的14腳輸出輸出到插座XS4-5、XS4-6的1腳，再送入功放單元。⑤由插座單元來的話筒和線路音頻，分別從插座XS4-3的1腳和3腳輸入，其中話 筒輸入信號經運放N3兩級放大，線路輸入信號經N3 —級放大，兩路信號都從N3的7腳輸 出，經模擬電子開關N6的9腳，再從8腳送到運放N4構成的低通電路，最後從運放N4的14腳輸出輸出到插座XS4-5、XS4-6的1腳，再送入功放單元。⑥由功放單元來的監聽音頻信號，從插座XS4-5、XS4-6的4腳輸入，經電容C497到模擬電子開關N7的1腳，從2腳輸出到由N4-5組成的音頻功放電路，完成本機的監聽功 能。如圖5所示，功放單元是信號放大的主通道單元，完成對控制單元送來的多種音 頻信號和警報信號的功率放大，同時還為控制單元提供故障診斷信號和監聽信號。它由兩 路功放模塊組成的功放單元，其中，每個功放模塊由依次相連接的差分放大電路、電壓放大 電路和末級功率放大電路組成，整個電路都是BTL橋式對稱電路。由圖5可知，從控制單元輸入的音頻信號，由XS5-1的1腳輸入，經運放WA，NlB 將輸入的非平衡信號變換為平衡信號後，經電容C515、C516輸入到由三極體VT501、VT503、 VT502、VT504、VT505、VT506等組成的差分放大級，信號經過這一級放大後，進入由三極體 VT507 VT510組成的電壓放大級，此級將信號電壓幅度進一步提高，以滿足下一級電路的 需要。微調電位器RP501、RP502用來調整末級電路的靜態工作點。由於末級功放電路採用 大功率場效應管，屬電壓控制器件，所以信號經電壓放大後，不需電流放大即可驅動末級功 放電路。場效應管VT519 VT526組成末級功放電路，最後功率信號經由L505、L506、C541、 R596等組成的防自激電路後平衡輸出。除了主放大通道外，本功放單元還具有監聽音頻取樣電路和檢測電路。其中監聽 音頻信號是功放輸出信號經電容C529、電阻R580和電位器RP503衰減後，再經運放N2A， N2B構成的電壓跟隨器後，輸出到插座XS5-1的第4腳，再輸入到控制單元的監聽功率放大 電路。檢測電路主要是由運放N3A、N3B、N4A、N4B及相應的取樣電路構成。分別可進行功 放自激、負載過載、負載工作、功放零位檢測。i)負載檢測電路當負載正常工作時，輸出的功率信號通過檢測變壓器Tl初級 時，在其次級取得一定的交流電壓信號，經VD525、R598、C547整流濾波，在RP504上得到一 個直流電壓加於N4A構成的比較電路的2腳，N4A的3腳提供一個基準電壓1. 5V，正常工作 時，2腳的電壓應高於3腳的基準電壓，使1腳輸出為低電平，此電平經光藕D5-1隔離後，使 插座XS5-2的第3腳為低電平，此電平信號送入控制單元作為單片機的判斷信號。當功放 的負載斷開或負載過輕時，檢測變壓器Tl次級取得的交流電壓信號很小，當加到WA2腳的 電壓低於3腳的基準電壓(1. 5V)時，插座XS5-2的1腳變為高電平，控制單元檢測到此高 電平，發出相應的故障語音提示。電路中微調電位器RP504可設定最小負載臨界值。ii)負載過載檢測當負載正常時，N4B的6腳的電壓低於5腳的基準電壓(3V)， 7腳輸出為高電平，經光藕D5-1隔離後，使插座XS5-2的第4腳為高電平；過載時，Tl次級 的電壓較高，加到N4B的6腳的電壓高於5腳電壓時，7腳輸出為低電平，經光藕D5-1隔離 後，插座XS5-2的4腳由正常狀態的高電平變為低電平，控制單元在檢測到此電平信號後， 發出相應的故障語音提示。電路中微調電位器RP505可設定負載過載臨界值。iii)功放自激檢測當功放電路因某種原因產生頻率超過20KHz的高頻自激信號 時，，此高頻信號經過R585、C535輸入到由N3A、N3B構成的高通濾波器，從N3B的7腳輸出 後，經VD519和C532變為直流電平輸入到N3A的3腳，當高頻自激信號幅度達到一定值時， 此腳的電平高於2腳的電平時，N3A的1腳反轉為高電平，此高電平一方面使VT528導通， 使差分放大級工作點為零，功放主放大通道停止工作，處於暫時保護狀態；另一方面此高電平使VT533導通，經光藕D5-1隔離後，使XS5-2的5腳由正常狀態的高電平變為低電平，控 制單元在檢測到此電平信號後，發出相應的故障語音提示。iv)功放零位檢測因功放電路採用BTL對稱橋式放大，平衡輸出端的靜態電位應 等於中點電位(28V)，並且輸出端PA+和PA-的直流電位應相等，及兩者電位差為0。當電 路處於不平衡狀態時，輸出端PA+和PA-存在電位差，此電位差達到一定的值時(設計為 2. 3V)，這個電壓通過VD521 VD524組成的極性保護電路後，加於VT531使其導通，進而使 VT530、VT532導通，經光藕D5-1隔離後，插座 XS5-2的第2腳由正常時的高電平變為低電 平，控制單元在檢測到此電平信號後，發出相應的故障語音提示。本實用新型中的電源單元為開關電源單元。開關電源分為幾部分，輸入濾波整流 把220伏交流電變為直流高壓約380伏，主要由橋墩完成。變換器是電源核心部分，其中開 關管最重要。通過開關管高頻開關直流電變為 交流電。開關管工作由PWM單元控制。該單 元產生驅動信號，驅動信號由集成電路3525提供，3525工作電壓12伏。驅動信號通過兩 個變壓器隔離後傳輸給開關管。交流電通過主變壓器降壓為低壓交流電。另外整流管把低 壓交流電整流為直流脈動波。再經過電感、電容濾波得到直流58伏。電壓反饋信號輸入到 PWM單元，使輸出58伏穩定。另外還設有充電電路為電池充電。需要說明的是，本實用新型中，控制單元還與串口遙控單元相連接。如圖6所示， 該單元提供與JDSK-BGII電聲控制器的控制接口，電路中的VT601 VT609主要起到信號 緩衝和隔離作用，減小警報器和控制器之間電路的相互影響。除了串行控制信號外，從控制 器電臺送來的音頻信號也從該單元插座XS6-1的第7腳輸入，再從插座XS6-3的第1腳輸 出送到控制單元。
權利要求一種電聲警報器，其特徵在於，它包括警音單元和插座單元，所述的警音單元和插座單元均與控制單元相連接；控制單元與功放單元相連接，功放單元的輸出端連接揚聲器系統；所述的控制單元和功放單元均與電源單元相連接。
2.根據權利要求1所述的電聲警報器，其特徵在於所述的電源單元為開關電源單元。
3.根據權利要求1所述的電聲警報器，其特徵在於所述的功放單元為由兩路功放模 塊組成的功放單元。
4.根據權利要求3所述的電聲警報器，其特徵在於所述的功放模塊由依次相連接的 差分放大電路、電壓放大電路和末級功率放大電路組成。
5.根據權利要求1 4任一所述的電聲警報器，其特徵在於所述控制單元與串口遙 控單元相連接。
專利摘要一種電聲警報器，它包括警音單元和插座單元，所述的警音單元和插座單元均與控制單元相連接；控制單元與功放單元相連接，功放單元的輸出端連接揚聲器系統；所述的控制單元和功放單元均與電源單元相連接。採用上述技術方案的本實用新型，將先進的單片機控制技術和成熟的模擬電子技術相結合，使其不僅具有功率大、功能多、操作方便等特點，而且具有較強的可靠性和穩定性，是警報系統中獨立性和適用性很好的產品。
文檔編號G08B3/10GK201765649SQ20102020389
公開日2011年3月16日 申請日期2010年5月26日 優先權日2010年5月26日
發明者安立銀, 王全新, 王豫川, 蔣旭平, 韓雪, 高波, 魯子亮 申請人:鄭州歐麗信大電子信息股份有限公司