警报器工作电路及利用该电路的报警装置和方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910329397.1 (22)申请日 2019.04.23 (71)申请人 中国地质大学 （武汉） 地址 430000 湖北省武汉市洪山区鲁磨路 388号 (72)发明人 王玉洁姚欣彤边静怡赵子钰 (74)专利代理机构 武汉知产时代知识产权代理 有限公司 42238 代理人 孙丽丽 (51)Int.Cl. G08B 3/10(2006.01) G08B 7/06(2006.01) G01H 11/06(2006.01) (54)发明名称 一种警报器工作电路及利用该电路的报。

2、警 装置和方法 (57)摘要 本发明公开了一种警报器工作电路及利用 该电路的报警装置和方法， 利用信号比较芯片， 将输入的电信号与内路的基准电压进行比较， 进 一步选择出定量的电压信号， 利用所述定压电压 信号驱动LED灯组发光， 进行灯光报警， 并在稳压 器的作用下， 驱动蜂鸣器发出警报声音， 提醒相 关人员进行处理。 本发明通过声光双重警报提醒 噪声源停止制造噪声， 能够达到有效治理噪声污 染的效果。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 110009842 A 2019.07.12 CN 110009842 A 1.一种警报器工作电路， 其特征在于， 所述警报器的工作电路包括依次电。

3、性连接的声 音采集器(1)、 信号放大芯片OP07(2)、 信号比较芯片TA7666P(3)、 反相器SN74H04N(4)、 稳压 器(5)和蜂鸣器(6)； 其中： 声音采集器(1)， 用于将收集到的音频信号转化为电信号， 转化后的电信号进一步传输 到OP07(2)； 其中， 声音采集器(1)一方面通过导线连接到OP07(2)的引脚P1.3， 将信号进一 步传输到OP07； 另一方面通过电阻R2接地， 对其输出的信号进行滤波处理； OP07(2)的引脚P1.6一方面通过隔直耦合电阻R3连接到TA7666P(3)的引脚P2.1， 将 OP07(2)输出的电信号进一步传输到TA7666P(3)，。

4、 且在隔直耦合电阻R3的作用下， 避免了 OP07(2)与TA7666P(3)之间发生直流关联； 另一方面通过负反馈电阻R4连接到TA7666P(3) 的引脚P2.2， 对输入的信号进行电压增益调整； TA7666P(3)的引脚P2.9连接到反相器SN74H04N(4)的电平输入端， 将信号传输到反相 器(4)； 其中， TA7666P(3)的内路将基准电压分成5个部分与输入的电压信号进行比较输出。 2.根据权利要求1所述的警报器工作电路， 其特征在于， 所述稳压器(5)的输入、 输出端 之间连有第一电容C8和第二电容C9， 其中， 第一电容C8用于抵消稳压器(3)输入端的接线较 长时， 所产。

5、生的电感效应， 防止电路产生自激震荡； 第二电容C9用于在瞬时增减负载电流 时， 不至引起输出电压有较大的波动， 即用来改善负载的瞬态响应。 3.根据权利要求1所述的警报器工作电路， 其特征在于， 所述警报器采用灯光报警， 具 体为， 在TA7666P(3)的内路将基准电压分成5个部分的支路上， 连接一个LED灯， 其中， 每个 LED灯的负极端均通过限流电阻RL连到TA7666P(3)的引脚P2.9； 当输入信号不同时， 产生的 电位差不同， 从而对输入的音频电信号进行比较。 4.根据权利要求1所述的警报器工作电路， 其特征在于， 所述OP07(2)作为同相放大器 对微小电压进行放大， 使其。

6、变化量更明显； 其中， 所述OP07(2)的引脚P1.2一方面通过电阻 Rs接地， 另一方面通过电阻Rf连接到OP07的引脚P1.6； 所述同相放大器的放大倍数Av通过外 接电阻Rs和Rf来决定， 具体的计算公式为： Av1+Rf/Rs。 5.一种利用警报器工作电路的声光报警装置， 其特征在于， 包括依次连接的声音收集 模块、 控制模块和声音警报模块， 其中： 所述声音收集模块， 利用声音采集器， 在接通电源的时候， 对噪声源产生的声音信号进 行收集， 并将其转变成电压信号传输到控制模块； 所述控制模块包括依次电性连接的信号比较模块、 电平反相模块和稳压模块， 其中： 所述信号比较模块包括比较。

7、装置和光报警模块， 所述光报警模块由电路中与TA7666P (3)的引脚P2.3-P2.5连接的LED灯组构成； 所述比较装置采用信号比较芯片TA7666P(3)将 基准电压与输入的电压信号进行比较， 从而选出定量的电压信号， 并输出到电平反相模块； 其中， 所述定量的电压信号驱使相关支路上的LED灯发光， 并由当前导通的连接支路传输到 电平反相模块； 其中， 所述定量的电压信号为低电平的电压输出信号； 所述电平反相模块利用反相器SN74H04N， 将由上一级输出的所述低电平的电压输出信 号转变为高电平电压信号， 并进一步传输到稳压模块； 所述稳压模块， 利用稳压器对从上一级接收到的高电平电压。

8、信号进行稳压， 进一步输 出固定的电压值， 并驱动声音警报器发出警报声音。 权利要求书 1/2 页 2 CN 110009842 A 2 6.根据权利要求5所述的声光报警装置， 其特征在于， 为了使经由声音收集模块传输的 电信号被信号比较模块监测到， 采用信号放大器对声音收集模块传输的电信号进行放大； 放大后的电信号进一步传输到信号比较模块。 7.根据权利要求5所述的声光报警装置， 其特征在于， 所述稳压模块采用与稳压器输 入、 输出端之间连接的第一电容C8和第二电容C9， 通过设定时间常数t， 将上级输出的电压 信号在一定时间进行内衰减， 使得光、 声音警报器的报警时间控制在时间t内， 避免。

9、了资源 的浪费。 8.一种利用警报器工作电路的声光报警方法， 其特征在于， 包括以下步骤： S1、 利用声音报警器采集当前环境下的音频信号； S2、 利用信号放大芯片OP07对接入的信号进行放大， 使得其被下一级电路监测到； S3、 利用信号比较芯片将基准电压与输入的电压信号进行比较， 进一步输出定量的电 压信号到反相器， 利用反相器将由上一级输出的低电平的电压信号转变为高电平电压信 号， 并进一步传输到稳压器； S4、 稳压器对从上一级接收到的高电平电压信号进行稳压， 进一步输出固定的电压值， 驱动声音警报器发出警报声音。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110009842 A 3 一种警。

10、报器工作电路及利用该电路的报警装置和方法 技术领域 0001 本发明涉及电子器件领域， 更具体地说， 涉及一种考虑环境噪音大小报警的警报 器。 背景技术 0002 警报器是针对某一特定因素， 例如光、 电等， 根据不同的发声原理， 发放警报信号 的一种电子产品。 常见的电子警报器一般由简单的电子电路和压电式喇叭构成， 其中的简 单电路由少量电子元器件组成， 压电式喇叭则是由压电陶瓷片与助音腔组成的。 警报器经 常应用于系统故障、 安全防范、 交通运输、 医疗救护、 应急救灾、 感应检测等领域。 0003 噪音污染是现代生活中最重要的环境污染之一。 凡是妨碍人们正常休息、 学习和 工作的声音， 。

11、以及对人们要听的声音产生干扰的声音都是， 噪声。 噪音的来源很多， 如， 街道 上的汽车声、 安静的图书馆里的说话声、 建筑工地的机器声、 以及邻居电视机过大的声音 等。 0004 目前对噪音污染的控制方式是通过对噪声源、 噪声的传播路径及接收者三者进行 隔离或防护， 将噪声的能量作阻绝或吸收。 例如噪声源(马达)加装防震的弹簧或橡胶， 吸收 振动， 或者包覆整个马达。 传播的路径一般都是使用隔音墙阻绝噪声的传播。 而针对接收者 的防护， 一般是隔音窗， 耳塞等。 由于噪音范围大， 且不易控制， 噪音污染的治理寸步难行。 因此可以通过警示作用， 提醒噪声源， 避免噪声源持续产生噪声。 0005。

12、 然而目前市场上的噪音警报器体积大， 实用性不强， 且在报警时间过长的情况下， 报警器报警音量大， 使得再次造成噪声污染； 因此发明一项智能噪音警报器对噪音污染的 治理有重大现实意义。 发明内容 0006 本发明要解决的技术问题在于， 针对现有噪音报警器体积大、 报警时间过长的情 况且报警器报警音量大， 再次造成噪声污染的缺陷， 提供一种警报器工作电路及利用该电 路的报警装置和方法。 0007 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 构造一种警报器工作电路， 所述警 报器的工作电路包括依次电性连接的声音采集器、 信号放大芯片OP07、 信号比较芯片 TA7666P、 反相器SN74H04N、。

13、 稳压器和蜂鸣器； 其中： 0008 声音采集器， 用于将收集到的音频信号转化为电信号， 转化后的电信号进一步传 输到OP07； 其中， 声音采集器一方面通过导线连接到OP07的引脚P1.3， 将信号进一步传输到 OP07； 另一方面通过电阻R2接地， 对其输出的信号进行滤波处理； 0009 OP07的引脚P1.6一方面通过隔直耦合电阻R3连接到TA7666P的引脚P2.1， 将OP07 输出的电信号进一步传输到TA7666P， 且在隔直耦合电阻R3的作用下， 避免了OP07与 TA7666P之间发生直流关联； 另一方面通过负反馈电阻R4连接到TA7666P的引脚P2.2， 对输 入的信号进行。

14、电压增益调整； 说明书 1/5 页 4 CN 110009842 A 4 0010 TA7666P的引脚P2.9连接到反相器SN74H04N的电平输入端， 将信号传输到反相器； 其中， TA7666P的内路将基准电压分成5个部分与输入的电压信号进行比较输出。 0011 进一步的， 所述稳压器的输入、 输出端之间连有第一电容C8和第二电容C9， 其中， 第一电容C8用于抵消稳压器输入端的接线较长时， 所产生的电感效应， 防止电路产生自激 震荡； 第二电容C9用于在瞬时增减负载电流时， 不至引起输出电压有较大的波动， 即用来改 善负载的瞬态响应。 0012 进一步的， 所述警报器采用灯光报警， 具。

15、体为， 在TA7666P的内路将基准电压分成5 个部分的支路上， 连接一个LED灯， 其中， 每个LED灯的负极端均通过限流电阻RL连到 TA7666P的引脚P2.9； 当输入信号不同时， 产生的电位差不同， 从而对输入的音频电信号进 行比较。 0013 进一步的， 所述OP07作为同相放大器对微小电压进行放大， 使其变化量更明显； 其 中， 所述OP07的引脚P1.2一方面通过电阻Rs接地， 另一方面通过电阻Rf连接到OP07的引脚 P1.6； 所述同相放大器的放大倍数Av通过外接电阻Rs和Rf来决定， 具体的计算公式为： 0014 Av1+Rf/Rs。 0015 本发明提供的一种利用警报器。

16、工作电路的声光报警装置， 包括依次连接的声音收 集模块、 控制模块和声音警报模块， 其中： 0016 所述声音收集模块， 利用声音采集器， 在接通电源的时候， 对噪声源产生的声音信 号进行收集， 并将其转变成电压信号传输到控制模块； 0017 所述控制模块包括依次电性连接的信号比较模块、 电平反相模块和稳压模块， 其 中： 0018 所述信号比较模块包括比较装置和光报警模块， 所述光报警模块由电路中与 TA7666P的引脚P2.3-P2.5连接的LED灯组构成； 所述比较装置采用信号比较芯片TA7666P将 基准电压与输入的电压信号进行比较， 从而选出定量的电压信号， 并输出到电平反相模块； 。

17、其中， 所述定量的电压信号驱使相关支路上的LED灯发光， 并由当前导通的连接支路传输到 电平反相模块； 其中， 所述定量的电压信号为低电平的电压输出信号； 0019 所述电平反向模块利用反相器SN74H04N， 将由上一级输出的所述低电平的电压输 出信号转变为高电平电压信号， 并进一步传输到稳压模块； 0020 所述稳压模块， 利用稳压器对从上一级接收到的高电平电压信号进行稳压， 进一 步输出固定的电压值， 并驱动声音警报器发出警报声音。 0021 进一步的， 为了使经由声音收集模块传输的电信号被信号比较模块监测到， 采用 信号放大器对声音收集模块传输的电信号进行放大； 放大后的电信号进一步传。

18、输到信号比 较模块。 0022 进一步的， 所述稳压模块采用与稳压器输入、 输出端之间连接的第一电容C8和第 二电容C9， 通过设定时间常数t， 将上级输出的电压信号在一定时间进行内衰减， 使得光、 声 音警报器的报警时间控制在时间t内， 避免了资源的浪费。 0023 本发明提供的一种利用警报器工作电路的声光报警方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 0024 S1、 利用声音报警器采集当前环境下的音频信号； 0025 S2、 利用信号放大芯片OP07对接入的信号进行放大， 使得其被下一级电路监测到； 说明书 2/5 页 5 CN 110009842 A 5 0026 S3、 利用信号比较芯片。

19、将基准电压与输入的电压信号进行比较， 进一步输出定量 的电压信号到反相器， 利用反相器将由上一级输出的低电平的电压信号转变为高电平电压 信号， 并进一步传输到稳压器； 0027 S4、 稳压器对从上一级接收到的高电平电压信号进行稳压， 进一步输出固定的电 压值， 驱动声音警报器发出警报声音。 0028 实施本发明提供的一种声光双重噪音报警器， 具有以下有益效果： 0029 1、 采用声光双重警报， 可供选择。 对于噪音污染严重的地方， 可以选择声音警报， 提醒力度强； 对于噪音污染较轻、 受环境影响不能声音警报的地方， 或凌晨夜晚等时间段， 可选择光警报； 0030 2、 自身不会造成噪声污染。

20、。 蜂鸣器的声音由稳压器输出的电压决定， 电压小， 蜂鸣 器的声音小； 采用的RC振荡电路可有效防止因自激造成的持续报警。 附图说明 0031 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明， 附图中： 0032 图1是警报器工作电路示意图； 0033 图2是警报装置的结构原理图； 0034 图3是信号放大器的电路示意图； 0035 图4是信号比较器的电路示意图； 0036 图5是反相器的引脚电路示意图； 0037 图6是电平反向模块的内部电路示意图； 0038 图7是稳压器的电路原理框图。 具体实施方式 0039 为了对本发明的技术特征、 目的和效果有更加清楚的理解， 现对照附图详细说明 本发明。

21、的具体实施方式。 0040 请参考图1， 其为警报器工作电路示意图， 本发明提供的一种警报器工作电路包括 依次电性连接的声音采集器、 信号放大芯片OP07、 信号比较芯片TA7666P、 反相器SN74H04N、 稳压器和蜂鸣器； 其中： 0041 声音采集器， 用于将收集到的音频信号转化为电信号， 转化后的电信号进一步传 输到OP07； 其中， 声音采集器一方面通过导线连接到OP07的引脚P1.3， 将信号进一步传输到 OP07； 另一方面通过电阻R2接地， 对其输出的信号进行滤波处理； 0042 OP07的引脚P1.6一方面通过隔直耦合电阻R3连接到TA7666P的引脚P2.1， 将OP0。

22、7 输出的电信号进一步传输到TA7666P， 且在隔直耦合电阻R3的作用下， 避免了OP07与 TA7666P之间发生直流关联； 另一方面通过负反馈电阻R4连接到TA7666P的引脚P2.2， 对输 入的信号进行电压增益调整； 0043 TA7666P的引脚P2.9连接到反相器SN74H04N的电平输入端， 将信号传输到反相器； 其中， TA7666P的内路将基准电压分成5个部分与输入的电压信号进行比较输出； 0044 所述稳压器的输入、 输出端之间连有电容C8和电容C9， 其中， 电容C8用于抵消稳压 器输入端的接线较长时， 所产生的电感效应， 防止电路产生自激震荡； 电容C9用于在瞬时增 。

23、说明书 3/5 页 6 CN 110009842 A 6 减负载电流时， 不至引起输出电压有较大的波动， 即用来改善负载的瞬态响应。 0045 请参考图2， 其为警报装置的结构原理图， 本发明提供的一种应用警报工作电路的 报警装置， 包括依次连接的声音收集模块L1、 控制模块L3和声音警报模块L4， 其中： 0046 所述声音收集模块L1， 利用声音采集器， 在接通电源的时候， 对噪声源产生的声音 信号进行收集， 并将其转变成电压信号传输到控制模块L3； 0047 本实施例中， 为了使经由声音收集模块L1传输的电信号被控制模块L3监测到， 采 用信号放大器L2对声音收集模块传输的电信号进行放大。

24、； 放大后的电信号进一步传输到控 制模块L3； 0048 所述控制模块L3包括依次电性连接的信号比较模块L31、 电平反相模块L32和稳压 模块L33， 其中： 0049 所述信号比较模块L31包括比较装置L311和光报警模块L312， 所述光报警模块 L312由电路中与TA7666P的引脚P2.3-P2.5连接的LED灯组构成； 所述比较装置L311采用信 号比较芯片TA7666P将基准电压与输入的电压信号进行比较， 从而选出定量的电压信号， 并 输出到电平反相模块L32； 其中， 所述定量的电压信号驱使相关支路上的LED灯发光， 并由当 前导通的连接支路传输到电平反相模块L32； 其中， 。

25、所述定量的电压信号为低电平的电压输 出信号； 0050 所述电平反向模块利用反相器SN74H04N， 将由上一级输出的所述低电平的电压输 出信号转变为高电平电压信号， 并进一步传输到稳压模块L33； 0051 所述稳压模块L33包括报警时间控制模块L331和稳压器L332； 所述稳压模块L33利 用稳压器L332对从上一级接收到的高电平电压信号进行稳压， 进一步输出固定的电压值， 并驱动声音警报器L5发出警报声音； 所述稳压模块L33采用报警时间控制模块L331将上级 输出的电压信号在一定时间进行内衰减， 使得光、 声音警报器的报警时间控制在时间t内， 避免了资源的浪费； 其中， 所述报警时间。

26、控制模块L331采用稳压器输入、 输出端之间连接的 第一电容C8和第二电容C9， 通过设定时间常数t， 对输出的电压信号进行衰减。 0052 请参考图3， 其为报警工作电路中， 信号放大器的电路示意图， 所述OP07作为同相 放大器对微小电压进行放大， 使其变化量更明显； 其中， 所述OP07的引脚P1.2一方面通过电 阻Rs接地， 另一方面通过电阻Rf连接到OP07的引脚P1.6； 所述同相放大器的放大倍数Av通过 外接电阻Rs和Rf来决定， 具体的计算公式为： 0053 Av1+Rf/Rs。 0054 请参考图4， 其为信号比较器的内部电路图， 前级放大后的信号通过信号比较模块 中的TA7。

27、666p芯片， 对输入的音频信号进行一个比较选择， 以达到需求； 其中， TA76666p芯片 有音频放大、 电压比较、 电流放大三个主要部分。 前级放大后的信号经过TA76666p芯片， 只 有一个输入， 因此本实施例仅考虑电压比较内路， 而内路将输入的基准电压分成5部分， 为 了方便观察输出， 在TA7666P的内路将基准电压分成5个部分的支路上， 连接一个LED灯， 其 中， 每个LED灯的负极端均通过限流电阻RL连到TA7666P的引脚P2.9； 当输入信号不同时， 产 生的电位差不同， 从而对输入的音频电信号进行比较。 0055 请参考图5和图6， 其分别为电平反向模块的引脚电路示意。

28、图和内部电路示意图， 由于声音报警器的驱动电压为高电平电压， 本实施例中， 所述电平反相模块采用SN74HC04N 反相器， 所述SN74HC04N反相器， 是一种包含6个反相器的集成电路。 其中SN74HC04N有14个 说明书 4/5 页 7 CN 110009842 A 7 引脚(图5)， 其中， 引脚7用于电源供电， 引脚14用于接入基准电压， 剩余的12个引脚分别用 于接入6个反相器51的输入端和输出端， 其中， 当反相器51的输入为高电平时， 输出即为低 电平； 反相器51的输入为低电平， 输出即为高电平。 0056 请参考图7， 其为稳压器的电路原理框图， 由图可见， 它与一般分。

29、立件组成的串联 调整式稳压电源十分相似， 不同的是增加了启动电路， 恒流源以及保护电路。 为了使稳压器 能在比较大的电压变化范围内正常工作,在基准电压形成和误差放大部分设置了恒流源电 路， 启动电路的作用就是为恒流源建立工作点。 Rsc是过流保护取样电阻； RA、 R8组成电压取 样电路。 稳压器实际是由一个电阻网络构成， 在输出电压不同的稳压器中， 采用不同的串、 并联接法， 形成不同的分压比。 通过误差放大之后去控制调整管的工作状态， 以形成和稳定 一-系列预定的输出电压， 因此在图1中将RA画成可变电阻形式。 0057 具体在工作过程中， 本发明提出的一种利用警报器工作电路的进行声光报警。

30、方 法， 包括以下步骤： 0058 S1、 利用声音报警器采集当前环境下的音频信号； 0059 S2、 利用信号放大芯片OP07对接入的信号进行放大， 使得其被下一级电路监测到； 0060 S3、 利用信号比较芯片将基准电压与输入的电压信号进行比较， 进一步输出定量 的电压信号到反相器， 利用反相器将由上一级输出的低电平的电压信号转变为高电平电压 信号， 并进一步传输到稳压器； 0061 S4、 稳压器对从上一级接收到的高电平电压信号进行稳压， 进一步输出固定的电 压值， 驱动声音警报器发出警报声音。 0062 本实施例中， 所述警报器工作电路采用太阳能电池板或接线供电接口进行供电。 0063。

31、 本实施例中， 所述设于TA7666P(3)的LED灯组和蜂鸣器(6)可拆卸的固定在电路 中， 根据当前的使用环境选择对应的报警装置进行声控或灯控报警。 0064 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述， 但是本发明并不局限于上述的具体 实施方式， 上述的具体实施方式仅仅是示意性的， 而不是限制性的， 本领域的普通技术人员 在本发明的启示下， 在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下， 还可做出很多 形式， 这些均属于本发明的保护之内。 说明书 5/5 页 8 CN 110009842 A 8 图1 图2 说明书附图 1/3 页 9 CN 110009842 A 9 图3 图4 图5 说明书附图 2/3 页 10 CN 110009842 A 10 图6 图7 说明书附图 3/3 页 11 CN 110009842 A 11 。