一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统的制作方法
一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种声音检测系统，具体是指一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统。
【背景技术】
[0002]声发射是一种常见的物理现象，各种材料声发射信号的频率范围很宽，从几Hz的次声频、20Hz?20K Hz的声频到数MHz的超声频。声发射信号幅度的变化范围也很大，从10m的微观位错运动到lm量级的地震波。如果声发射释放的应变能足够大，就可产生人耳听得见的声音。大多数材料变形和断裂时有声发射发生，但许多材料的声发射信号强度很弱，人耳不能直接听见，需要藉助电子仪器才能检测出来。然而目前现有的电子仪器的检测结果并不准确，在很大程度上影响了人们对材料的分析。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有的电子仪器检测结果不准确的缺陷，提供一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统。
[0004]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，主要由中央处理器，分别与中央处理器相连接的多级运算放大电路、报警器、示波器和存储器，与多级运算放大电路相连接的信号调制解调电路，以及与信号调制解调电路相连接的声音传感器组成。
[0005]进一步的，所述信号调制解调电路由调制芯片U1，放大器P3，解调芯片U2，N极与调制芯片U1的RI管脚相连接、P极则与调制芯片U1的V IN管脚相连接的二极管D3，正极与调制芯片U1的LD管脚相连接、负极与调制芯片U1的GND管脚相连接的同时接地的电容C5，正极与调制芯片U1的RT管脚相连接、负极则经电阻R10后与电容C5的负极相连接的电容C6，一端与调制芯片U1的PWMD管脚相连接、另一端则经电位器R13后与放大器P3的负极相连接的电阻R12，串接在调制芯片U1的GATE管脚和放大器P3的正极之间的电阻Rl 1，正极与电位器R13的控制端相连接、负极则与解调芯片U2的GND管脚相连接的电容C7，一端与解调芯片U2的GND管脚相连接、另一端接地的电阻R14，串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的EN管脚之间的电阻R15，串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的VDD管脚之间的电阻R16，N极与解调芯片U2的CS管脚相连接、P极则与解调芯片U2的DRV管脚相连接的同时接地的二极管D4，以及负极与解调芯片U2的T0FF管脚相连接、正极则与解调芯片U2的CS管脚共同形成该信号调制解调电路的输出端的电容C8组成;所述解调芯片U2的VSS管脚与放大器P3的输出端相连接，其NC管脚则与GND管脚相连接;所述调制芯片U1的VIN管脚与其CS管脚共同形成该信号调制解调电路的输入端并与声音传感器相连接;所述信号调制解调电路的输出端与多级运算放大电路的输入端相连接。
[0006]所述的多级运算放大电路由差分放大电路，分别与差分放大电路相连接的偏置电路和共基极电路，以及与共基极电路相连接的功率放大电路组成。
[0007]所述的差分放大电路由三极管VT1，三极管VT2，差分放大器P1，串接在三极管VT1的集电极和三极管VT2的发射极之间的电阻R1，串接在差分放大器P1的输出端和正极之间的电阻R2，正极与三极管VT2的基极相连接、负极则与差分放大器P1的输出端相连接的电容C1，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端则与共基极电路相连接的电阻R7，以及P极与差分放大器P1的正极相连接、N极则与共基极电路相连接的二极管D1组成;所述差分放大器P1的负极与偏置电路相连接的同时接地，其输出端还与偏置电路相连接;所述三极管VT2的集电极与三极管VT1的基极相连接。
[0008]所述偏置电路由三极管VT3，串接在差分放大器P1的负极和三极管VT3的集电极之间的电阻R5，串接在差分放大器P1的输出端和三极管VT3的基极之间的电阻R3，以及负极与三极管VT3的基极相连接、正极则经电阻R4后与解调芯片U2的CS管脚相连接的电容C2组成；所述三极管VT3的发射极接地;所述三极管VT1的发射极与电容C8的正极相连接。
[0009]所述共基极电路由三极管VT4，三极管VT5，串接在三极管VT5的基极和集电极之间的电阻R6，N极与三极管VT4的集电极相连接、P极接地的二极管D2，以及一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端则经电阻R7后与三极管VT1的集电极相连接的电阻R8组成;所述三极管VT5的基极与二极管D1的N极相连接、其集电极则与三极管VT4的发射极相连接;所述三极管VT4的基极与三极管VT5的基极相连接、其集电极和发射极则均与功率放大电路相连接；所述电阻R7和电阻R8的连接点与功率放大电路相连接。
[0010]所述的功率放大电路由功率放大器P2，负极与功率放大器P2的负极相连接、正极则与电阻R7和电阻R8的连接点相连接的电容C4，一端与功率放大器P2的正极相连接、另一端则与电容C4的正极相连接的电阻R9，以及正极与功率放大器P2的负极相连接、负极则与二极管02的_及相连接的电容C3组成;所述功率放大器P2的输出端与三极管VT5的集电极相连接、其负极则与电容C4的正极共同形成该多级运算放大电路的输出端并与中央处理器相连接。
[0011]为了达到更好的实施效果，所述调制芯片U1优选为CL6804集成芯片，解调芯片U2则优选为QX9910集成芯片。
[0012]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0013](1)本发明可以准确的对材料变形和断裂时所发出的微弱声音进行检测，使人们可以及时对材料进行更换，避免带不必要的损失。
[0014](2)本发明的通过多级运算放大电路可以对采集到的微弱声音信号进行不失真的放大，从而提高了本发明的检测精度。
[0015](3)本发明设置有信号调制解调电路，该信号调制解调电路可以对信号中的干扰噪声进行分离和抑制，只保留来自材料变形和断裂时所发出的声音信号，如此则可以避免本发明因受到干扰噪声的影响而出现差误报警的情况。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的整体结构框图。
[0017]图2为本发明的多级运算放大电路的结构图。
[0018]图3为本发明的信号调制解调电路的结构图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
[0020]实施例
[0021]如图1所示，本发明的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，主要由中央处理器，分别与中央处理器相连接的多级运算放大电路、报警器、示波器和存储器，与多级运算放大电路相连接的信号调制解调电路，以及与信号调制解调电路相连接的声音传感器组成。
[0022]其中，声音传感器用于采集材料变形和断裂时所发出的微弱声音信号并把该声音信号转换为电信号输送给多级运算放大电路，其优先采用哈尔滨奥松机器人科技有限公司生产的RB-02S084型声音传感器来实现。该信号调制解调电路用于对信号中的干扰噪声进行分离和抑制，只保留来自材料变形和断裂时所发出的声音信号。多级运算放大电路则用于把声音传感器所输出的微弱电信号进行不失真的放大。中央处理器则作为本发明的控制中心，用于对多级运算放大电路输送进行来的信号进行识别并分别发送给报警器、示波器和存储器，其优先采用LT3475集成芯片来实现。该报警器与LT3475集成芯片的B00ST2管脚相连接，用于发出警报声。示波器则与LT3475集成芯片的B00ST1管脚相连接，用于对信号的波形进行显示。存储器则与LT3475集成芯片的REF管脚相连接，用于对信号进行储存。该报警器、示波器和存储器均采用现有的技术即可实现。
[0023]为了能够对经信号调制解调电路处理后的微弱电信号进行不失真的放大，如图2所示，该多级运算放大电路由差分放大电路，分别与差分放大电路相连接的偏置电路和共基极电路，以及与共基极电路相连接的功率放大电路组成。
[0024]其中，所述的差分放大电路可以消除多级运算放大电路中因电压不稳定而产生的零点漂移，其由三极管VT1，三极管VT2，差分放大器P1，电阻R1，电阻R2，电阻R7，电容C1以及二极管D1组成。连接时，电阻R1串接在三极管VT1的集电极和三极管VT2的发射极之间。电阻R2串接在差分放大器P1的输出端和正极之间。电容C1的正极与三极管VT2的基极相连接、其负极则与差分放大器P1的输出端相连接。电阻R7的一端与三极管VT1的集电极相连接、其另一端则与共基极电路相连接。二极管D1的P极与差分放大器P1的正极相连接、其N极则与共基极电路相连接。所述差分放大器P1的负极与偏置电路相连接的同时接地，其输出端还与偏置电路相连接。所述三极管VT2的集电极与三极管VT1的基极相连接。
[0025]在上述电路结构中，三极管VT1和三极管VT2构成调制电路，而电阻R1则为补偿电路，该调制电路和电阻R1的结合可以起到稳定静态工作点的作用。该差分放大器P1和电阻R2则形成差分放大电路，其可以对信号进行放大。
[0026]所述偏置电路由三极管VT3，电阻R3，电阻R4，电阻R5以及电容C2组成。连接时，该电阻R5串接在差分放大器P1的负极和三极管VT3的集电极之间。电阻R3串接在差分放大器P1的输出端和三极管VT3的基极之间。电容C2的负极与三极管VT3的基极相连接、其正极则经电阻R4后与三极管VT1的发射极共同形成该多级运算放大电路的输入端并与信号调制解调电路的输出端相连接。所述三极管VT3的发射极接地。该偏置电路可以确保差分放大电路对信号进行不失真的放大，该电阻R3和电阻R5为偏置电阻。
[0027]所述共基极电路可以确保该多级运算放大电路获得足够高的电压增益，其由三极管VT4，三极管VT5，电阻R6，电阻R8以及二极管D2组成。所述的电阻R串接在三极管VT5的基极和集电极之间的6。二极管D2的~极与三极管VT4的集电极相连接、其P极接地。电阻R8的一端与三极管VT5的发射极相连接、其另一端则经电阻R7后与三极管VT1的集电极相连接。
[0028]同时，所述的三极管VT5的基极与二极管D1的N极相连接、其集电极则与三极管VT4的发射极相连接。所述三极管VT4的基极与三极管 VT5的基极相连接、其集电极和发射极则均与功率放大电路相连接。所述电阻R7和电阻R8的连接点与功率放大电路相连接。该三极管VT5、三极管VT4和电阻R6组成一个增益放大器，其可以提高多级运算放大电路对输入信号的放大能力。
[0029]所述的功率放大电路则由功率放大器P2，电阻R9，电容C3以及电容C4组成。连接时，电容C4的负极与功率放大器P2的负极相连接、其正极则与电阻R7和电阻R8的连接点相连接。电阻R9的一端与功率放大器P2的正极相连接、其另一端则与电容C4的正极相连接。电容C3的正极与功率放大器P2的负极相连接、其负极则与二极管D2的N极相连接。所述功率放大器P2的输出端与三极管VT5的集电极相连接。所述电容C4的正极与LT3475集成芯片的PWM1管脚相连接、其负极则与LT3475集成芯片的PWM2管脚相连接。该功率放大电路对电压进行放大，使多级运算放大电路可以输出足够大的电压，使中央处理器能够更容易的对信号进行识别，从而可以提高本发明的检测精度。
[0030]所述信号调制解调电路可以对信号中的干扰噪声进行分离和抑制，只保留来自材料变形和断裂时所发出的声音信号，如此则可以避免本发明因受到干扰噪声的影响而出现差误报警的情况。如图3所示，其由调制芯片U1，放大器P3，解调芯片U2，二极管D3，二极管D4，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电容C5，电容C6，电容C7，以及电容C8组成。
[0031]其中，调制芯片U1，二极管D3，电容C5，电容C6以及电阻R10组成调制电路，其具体结构为:二极管03的~极与调制芯片U1的RI管脚相连接、P极则与调制芯片U1的VIN管脚相连接。电容C5的正极与调制芯片U1的LD管脚相连接、其负极与调制芯片U1的GND管脚相连接的同时接地。电容C6的正极与调制芯片U1的RT管脚相连接、其负极则经电阻R10后与电容C5的负极相连接。所述调制芯片U1的VIN管脚与其CS管脚共同形成该信号调制解调电路的输入端并与声音传感器相连接。该调制电路可以信号中的测量信号和噪声信号进行标记，以便于更好的区别测量信号和噪声信号。为了更好的实施本发明，该调制芯片U1优选为CL6804集成芯片来实现。
[0032]另外，该电阻R12的一端与调制芯片U1的PWMD管脚相连接、其另一端则经电位器R13后与放大器P3的负极相连接。电阻R11串接在调制芯片U1的GATE管脚和放大器P3的正极之间。电容C7的正极与电位器R13的控制端相连接、其负极则与解调芯片U2的GND管脚相连接。电阻R14的一端与解调芯片U2的GND管脚相连接、其另一端接地。电阻R15串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的EN管脚之间。电阻R16串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的VDD管脚之间。二极管D4的N极与解调芯片U2的CS管脚相连接、其P极则与解调芯片U2的DRV管脚相连接的同时接地。电容C8的负极与解调芯片U2的T0FF管脚相连接、其正极则与三极管VT1的发射极相连接。所述解调芯片U2的CS管脚则经电阻R4后与电容C2的正极相连接。所述解调芯片U2的VSS管脚与放大器P3的输出端相连接，其NC管脚则与GND管脚相连接。
[0033]在上述结构电路结构中，电阻R11，电阻R12，电阻R13以及放大器P3共同组成放大电路;而解调芯片U2，电阻R15，电阻R14以及二极管D4则组成解调电路。该解调电路可以对信号中的测量信号和噪声信号进行分离。因为从声音传感器输出的信号很弱，该放大电路则可以对信号进行放大处理，以便于解调电路更好的对信号中的测量信号和噪声信号进行分离。该电容C8为电解电容，其可以把噪声信号进行过滤，从而使信号调制解调电路所输出的信号更加准确。为了达到更好的实施效果，所述的解调芯片U2优选为QX9910集成芯片来实现。
[0034]工作时，把声音传感器固定在需要检测的材料表面，如果材料发生变形或断裂，声音传感器则采集材料因变形或断裂而发出的声音信号并转换为电信号发送给信号调制解调电路，该电信号由信号调制解调电路处理后再经多级运算放大电路发送给中央处理器，中央处理器对电信号进行识别后分别发送给报警器、示波器和存储器，这时报警器则开始报警以警示检测人员，同时检测人员可以通过示波器直观的了解材料的变形情况。
[0035]如上所述，便可很好的实施本发明。
【主权项】
1.一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于，主要由中央处理器，分别与中央处理器相连接的多级运算放大电路、报警器、示波器和存储器，与多级运算放大电路相连接的信号调制解调电路，以及与信号调制解调电路相连接的声音传感器组成。2.根据权利要求1所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述信号调制解调电路由调制芯片U1，放大器P3，解调芯片U2，N极与调制芯片U1的RI管脚相连接、P极则与调制芯片U1的VIN管脚相连接的二极管D3，正极与调制芯片U1的LD管脚相连接、负极与调制芯片U1的GND管脚相连接的同时接地的电容C5，正极与调制芯片U1的RT管脚相连接、负极则经电阻R10后与电容C5的负极相连接的电容C6，一端与调制芯片U1的PWMD管脚相连接、另一端则经电位器R13后与放大器P3的负极相连接的电阻R12，串接在调制芯片U1的GATE管脚和放大器P3的正极之间的电阻R11，正极与电位器R13的控制端相连接、负极则与解调芯片U2的GND管脚相连接的电容C7，一端与解调芯片U2的GND管脚相连接、另一端接地的电阻R14，串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的EN管脚之间的电阻R15，串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的VDD管脚之间的电阻R16，N极与解调芯片U2的CS管脚相连接、P极则与解调芯片U2的DRV管脚相连接的同时接地的二极管D4，以及负极与解调芯片U2的TOFF管脚相连接、正极则与解调芯片U2的CS管脚共同形成该信号调制解调电路的输出端的电容C8组成;所述解调芯片U2的VSS管脚与放大器P3的输出端相连接，其NC管脚则与GND管脚相连接;所述调制芯片U1的VIN管脚与其CS管脚共同形成该信号调制解调电路的输入端并与声音传感器相连接;所述信号调制解调电路的输出端与多级运算放大电路的输入端相连接。3.根据权利要求2所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述的多级运算放大电路由差分放大电路，分别与差分放大电路相连接的偏置电路和共基极电路，以及与共基极电路相连接的功率放大电路组成。4.根据权利要求3所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述的差分放大电路由三极管VT1，三极管VT2，差分放大器P1，串接在三极管VT1的集电极和三极管VT2的发射极之间的电阻R1，串接在差分放大器P1的输出端和正极之间的电阻R2，正极与三极管VT2的基极相连接、负极则与差分放大器P1的输出端相连接的电容C1，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端则与共基极电路相连接的电阻R7，以及P极与差分放大器P1的正极相连接、N极则与共基极电路相连接的二极管D1组成;所述差分放大器P1的负极与偏置电路相连接的同时接地，其输出端还与偏置电路相连接;所述三极管VT2的集电极与三极管VT1的基极相连接。5.根据权利要求4所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述偏置电路由三极管VT3，串接在差分放大器P1的负极和三极管VT3的集电极之间的电阻R5，串接在差分放大器P1的输出端和三极管VT3的基极之间的电阻R3，以及负极与三极管VT3的基极相连接、正极则经电阻R4后与解调芯片U2的CS管脚相连接的电容C2组成;所述三极管VT3的发射极接地;所述三极管VT1的发射极与电容C8的正极相连接。6.根据权利要求5所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述共基极电路由三极管VT4，三极管VT5，串接在三极管VT5的基极和集电极之间的电阻R6，N极与三极管VT4的集电极相连接、P极接地的二极管D2，以及一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端则经电阻R7后与三极管VT1的集电极相连接的电阻R8组成；所述三极管VT5的基极与二极管D1的N极相连接、其集电极则与三极管VT4的发射极相连接;所述三极管VT4的基极与三极管VT5的基极相连接、其集电极和发射极则均与功率放大电路相连接;所述电阻R7和电阻R8的连接点与功率放大电路相连接。7.根据权利要求6所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述的功率放大电路由功率放大器P2，负极与功率放大器P2的负极相连接、正极则与电阻R7和电阻R8的连接点相连接的电容C4，一端与功率放大器P2的正极相连接、另一端则与电容C4的正极相连接的电阻R9，以及正极与功率放大器P2的负极相连接、负极则与二极管D2的N极相连接的电容C3组成;所述功率放大器P2的输出端与三极管VT5的集电极相连接、其负极则与电容C4的正极共同形成该多级运算放大电路的输出端并与中央处理器相连接。8.根据权利要求7所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述调制芯片U1为CL6804集成芯片，解调芯片U2则为QX9910集成芯片。
【专利摘要】本发明公开了一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于，主要由中央处理器，分别与中央处理器相连接的多级运算放大电路、报警器、示波器和存储器，与多级运算放大电路相连接的信号调制解调电路，以及与信号调制解调电路相连接的声音传感器组成。本发明可以准确的对材料变形和断裂时所发出的微弱声音进行检测，使人们可以及时对材料进行更换，避免带不必要的损失。本发明设置有信号调制解调电路，该信号调制解调电路可以对信号中的干扰噪声进行分离和抑制，只保留来自材料变形和断裂时所发出的声音信号，如此则可以避免本发明因受到干扰噪声的影响而出现差误报警的情况。
【IPC分类】H04R29/00, G01N29/36, G01N29/14
【公开号】CN105491502
【申请号】CN201510869686
【发明人】钟黎
【申请人】成都思博特科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月2日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种声音检测系统，具体是指一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统。
【背景技术】
[0002]声发射是一种常见的物理现象，各种材料声发射信号的频率范围很宽，从几Hz的次声频、20Hz?20K Hz的声频到数MHz的超声频。声发射信号幅度的变化范围也很大，从10m的微观位错运动到lm量级的地震波。如果声发射释放的应变能足够大，就可产生人耳听得见的声音。大多数材料变形和断裂时有声发射发生，但许多材料的声发射信号强度很弱，人耳不能直接听见，需要藉助电子仪器才能检测出来。然而目前现有的电子仪器的检测结果并不准确，在很大程度上影响了人们对材料的分析。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有的电子仪器检测结果不准确的缺陷，提供一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统。
[0004]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，主要由中央处理器，分别与中央处理器相连接的多级运算放大电路、报警器、示波器和存储器，与多级运算放大电路相连接的信号调制解调电路，以及与信号调制解调电路相连接的声音传感器组成。
[0005]进一步的，所述信号调制解调电路由调制芯片U1，放大器P3，解调芯片U2，N极与调制芯片U1的RI管脚相连接、P极则与调制芯片U1的V IN管脚相连接的二极管D3，正极与调制芯片U1的LD管脚相连接、负极与调制芯片U1的GND管脚相连接的同时接地的电容C5，正极与调制芯片U1的RT管脚相连接、负极则经电阻R10后与电容C5的负极相连接的电容C6，一端与调制芯片U1的PWMD管脚相连接、另一端则经电位器R13后与放大器P3的负极相连接的电阻R12，串接在调制芯片U1的GATE管脚和放大器P3的正极之间的电阻Rl 1，正极与电位器R13的控制端相连接、负极则与解调芯片U2的GND管脚相连接的电容C7，一端与解调芯片U2的GND管脚相连接、另一端接地的电阻R14，串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的EN管脚之间的电阻R15，串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的VDD管脚之间的电阻R16，N极与解调芯片U2的CS管脚相连接、P极则与解调芯片U2的DRV管脚相连接的同时接地的二极管D4，以及负极与解调芯片U2的T0FF管脚相连接、正极则与解调芯片U2的CS管脚共同形成该信号调制解调电路的输出端的电容C8组成;所述解调芯片U2的VSS管脚与放大器P3的输出端相连接，其NC管脚则与GND管脚相连接;所述调制芯片U1的VIN管脚与其CS管脚共同形成该信号调制解调电路的输入端并与声音传感器相连接;所述信号调制解调电路的输出端与多级运算放大电路的输入端相连接。
[0006]所述的多级运算放大电路由差分放大电路，分别与差分放大电路相连接的偏置电路和共基极电路，以及与共基极电路相连接的功率放大电路组成。
[0007]所述的差分放大电路由三极管VT1，三极管VT2，差分放大器P1，串接在三极管VT1的集电极和三极管VT2的发射极之间的电阻R1，串接在差分放大器P1的输出端和正极之间的电阻R2，正极与三极管VT2的基极相连接、负极则与差分放大器P1的输出端相连接的电容C1，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端则与共基极电路相连接的电阻R7，以及P极与差分放大器P1的正极相连接、N极则与共基极电路相连接的二极管D1组成;所述差分放大器P1的负极与偏置电路相连接的同时接地，其输出端还与偏置电路相连接;所述三极管VT2的集电极与三极管VT1的基极相连接。
[0008]所述偏置电路由三极管VT3，串接在差分放大器P1的负极和三极管VT3的集电极之间的电阻R5，串接在差分放大器P1的输出端和三极管VT3的基极之间的电阻R3，以及负极与三极管VT3的基极相连接、正极则经电阻R4后与解调芯片U2的CS管脚相连接的电容C2组成；所述三极管VT3的发射极接地;所述三极管VT1的发射极与电容C8的正极相连接。
[0009]所述共基极电路由三极管VT4，三极管VT5，串接在三极管VT5的基极和集电极之间的电阻R6，N极与三极管VT4的集电极相连接、P极接地的二极管D2，以及一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端则经电阻R7后与三极管VT1的集电极相连接的电阻R8组成;所述三极管VT5的基极与二极管D1的N极相连接、其集电极则与三极管VT4的发射极相连接;所述三极管VT4的基极与三极管VT5的基极相连接、其集电极和发射极则均与功率放大电路相连接；所述电阻R7和电阻R8的连接点与功率放大电路相连接。
[0010]所述的功率放大电路由功率放大器P2，负极与功率放大器P2的负极相连接、正极则与电阻R7和电阻R8的连接点相连接的电容C4，一端与功率放大器P2的正极相连接、另一端则与电容C4的正极相连接的电阻R9，以及正极与功率放大器P2的负极相连接、负极则与二极管02的_及相连接的电容C3组成;所述功率放大器P2的输出端与三极管VT5的集电极相连接、其负极则与电容C4的正极共同形成该多级运算放大电路的输出端并与中央处理器相连接。
[0011]为了达到更好的实施效果，所述调制芯片U1优选为CL6804集成芯片，解调芯片U2则优选为QX9910集成芯片。
[0012]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0013](1)本发明可以准确的对材料变形和断裂时所发出的微弱声音进行检测，使人们可以及时对材料进行更换，避免带不必要的损失。
[0014](2)本发明的通过多级运算放大电路可以对采集到的微弱声音信号进行不失真的放大，从而提高了本发明的检测精度。
[0015](3)本发明设置有信号调制解调电路，该信号调制解调电路可以对信号中的干扰噪声进行分离和抑制，只保留来自材料变形和断裂时所发出的声音信号，如此则可以避免本发明因受到干扰噪声的影响而出现差误报警的情况。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的整体结构框图。
[0017]图2为本发明的多级运算放大电路的结构图。
[0018]图3为本发明的信号调制解调电路的结构图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
[0020]实施例
[0021]如图1所示，本发明的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，主要由中央处理器，分别与中央处理器相连接的多级运算放大电路、报警器、示波器和存储器，与多级运算放大电路相连接的信号调制解调电路，以及与信号调制解调电路相连接的声音传感器组成。
[0022]其中，声音传感器用于采集材料变形和断裂时所发出的微弱声音信号并把该声音信号转换为电信号输送给多级运算放大电路，其优先采用哈尔滨奥松机器人科技有限公司生产的RB-02S084型声音传感器来实现。该信号调制解调电路用于对信号中的干扰噪声进行分离和抑制，只保留来自材料变形和断裂时所发出的声音信号。多级运算放大电路则用于把声音传感器所输出的微弱电信号进行不失真的放大。中央处理器则作为本发明的控制中心，用于对多级运算放大电路输送进行来的信号进行识别并分别发送给报警器、示波器和存储器，其优先采用LT3475集成芯片来实现。该报警器与LT3475集成芯片的B00ST2管脚相连接，用于发出警报声。示波器则与LT3475集成芯片的B00ST1管脚相连接，用于对信号的波形进行显示。存储器则与LT3475集成芯片的REF管脚相连接，用于对信号进行储存。该报警器、示波器和存储器均采用现有的技术即可实现。
[0023]为了能够对经信号调制解调电路处理后的微弱电信号进行不失真的放大，如图2所示，该多级运算放大电路由差分放大电路，分别与差分放大电路相连接的偏置电路和共基极电路，以及与共基极电路相连接的功率放大电路组成。
[0024]其中，所述的差分放大电路可以消除多级运算放大电路中因电压不稳定而产生的零点漂移，其由三极管VT1，三极管VT2，差分放大器P1，电阻R1，电阻R2，电阻R7，电容C1以及二极管D1组成。连接时，电阻R1串接在三极管VT1的集电极和三极管VT2的发射极之间。电阻R2串接在差分放大器P1的输出端和正极之间。电容C1的正极与三极管VT2的基极相连接、其负极则与差分放大器P1的输出端相连接。电阻R7的一端与三极管VT1的集电极相连接、其另一端则与共基极电路相连接。二极管D1的P极与差分放大器P1的正极相连接、其N极则与共基极电路相连接。所述差分放大器P1的负极与偏置电路相连接的同时接地，其输出端还与偏置电路相连接。所述三极管VT2的集电极与三极管VT1的基极相连接。
[0025]在上述电路结构中，三极管VT1和三极管VT2构成调制电路，而电阻R1则为补偿电路，该调制电路和电阻R1的结合可以起到稳定静态工作点的作用。该差分放大器P1和电阻R2则形成差分放大电路，其可以对信号进行放大。
[0026]所述偏置电路由三极管VT3，电阻R3，电阻R4，电阻R5以及电容C2组成。连接时，该电阻R5串接在差分放大器P1的负极和三极管VT3的集电极之间。电阻R3串接在差分放大器P1的输出端和三极管VT3的基极之间。电容C2的负极与三极管VT3的基极相连接、其正极则经电阻R4后与三极管VT1的发射极共同形成该多级运算放大电路的输入端并与信号调制解调电路的输出端相连接。所述三极管VT3的发射极接地。该偏置电路可以确保差分放大电路对信号进行不失真的放大，该电阻R3和电阻R5为偏置电阻。
[0027]所述共基极电路可以确保该多级运算放大电路获得足够高的电压增益，其由三极管VT4，三极管VT5，电阻R6，电阻R8以及二极管D2组成。所述的电阻R串接在三极管VT5的基极和集电极之间的6。二极管D2的~极与三极管VT4的集电极相连接、其P极接地。电阻R8的一端与三极管VT5的发射极相连接、其另一端则经电阻R7后与三极管VT1的集电极相连接。
[0028]同时，所述的三极管VT5的基极与二极管D1的N极相连接、其集电极则与三极管VT4的发射极相连接。所述三极管VT4的基极与三极管 VT5的基极相连接、其集电极和发射极则均与功率放大电路相连接。所述电阻R7和电阻R8的连接点与功率放大电路相连接。该三极管VT5、三极管VT4和电阻R6组成一个增益放大器，其可以提高多级运算放大电路对输入信号的放大能力。
[0029]所述的功率放大电路则由功率放大器P2，电阻R9，电容C3以及电容C4组成。连接时，电容C4的负极与功率放大器P2的负极相连接、其正极则与电阻R7和电阻R8的连接点相连接。电阻R9的一端与功率放大器P2的正极相连接、其另一端则与电容C4的正极相连接。电容C3的正极与功率放大器P2的负极相连接、其负极则与二极管D2的N极相连接。所述功率放大器P2的输出端与三极管VT5的集电极相连接。所述电容C4的正极与LT3475集成芯片的PWM1管脚相连接、其负极则与LT3475集成芯片的PWM2管脚相连接。该功率放大电路对电压进行放大，使多级运算放大电路可以输出足够大的电压，使中央处理器能够更容易的对信号进行识别，从而可以提高本发明的检测精度。
[0030]所述信号调制解调电路可以对信号中的干扰噪声进行分离和抑制，只保留来自材料变形和断裂时所发出的声音信号，如此则可以避免本发明因受到干扰噪声的影响而出现差误报警的情况。如图3所示，其由调制芯片U1，放大器P3，解调芯片U2，二极管D3，二极管D4，电阻R10，电阻R11，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电容C5，电容C6，电容C7，以及电容C8组成。
[0031]其中，调制芯片U1，二极管D3，电容C5，电容C6以及电阻R10组成调制电路，其具体结构为:二极管03的~极与调制芯片U1的RI管脚相连接、P极则与调制芯片U1的VIN管脚相连接。电容C5的正极与调制芯片U1的LD管脚相连接、其负极与调制芯片U1的GND管脚相连接的同时接地。电容C6的正极与调制芯片U1的RT管脚相连接、其负极则经电阻R10后与电容C5的负极相连接。所述调制芯片U1的VIN管脚与其CS管脚共同形成该信号调制解调电路的输入端并与声音传感器相连接。该调制电路可以信号中的测量信号和噪声信号进行标记，以便于更好的区别测量信号和噪声信号。为了更好的实施本发明，该调制芯片U1优选为CL6804集成芯片来实现。
[0032]另外，该电阻R12的一端与调制芯片U1的PWMD管脚相连接、其另一端则经电位器R13后与放大器P3的负极相连接。电阻R11串接在调制芯片U1的GATE管脚和放大器P3的正极之间。电容C7的正极与电位器R13的控制端相连接、其负极则与解调芯片U2的GND管脚相连接。电阻R14的一端与解调芯片U2的GND管脚相连接、其另一端接地。电阻R15串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的EN管脚之间。电阻R16串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的VDD管脚之间。二极管D4的N极与解调芯片U2的CS管脚相连接、其P极则与解调芯片U2的DRV管脚相连接的同时接地。电容C8的负极与解调芯片U2的T0FF管脚相连接、其正极则与三极管VT1的发射极相连接。所述解调芯片U2的CS管脚则经电阻R4后与电容C2的正极相连接。所述解调芯片U2的VSS管脚与放大器P3的输出端相连接，其NC管脚则与GND管脚相连接。
[0033]在上述结构电路结构中，电阻R11，电阻R12，电阻R13以及放大器P3共同组成放大电路;而解调芯片U2，电阻R15，电阻R14以及二极管D4则组成解调电路。该解调电路可以对信号中的测量信号和噪声信号进行分离。因为从声音传感器输出的信号很弱，该放大电路则可以对信号进行放大处理，以便于解调电路更好的对信号中的测量信号和噪声信号进行分离。该电容C8为电解电容，其可以把噪声信号进行过滤，从而使信号调制解调电路所输出的信号更加准确。为了达到更好的实施效果，所述的解调芯片U2优选为QX9910集成芯片来实现。
[0034]工作时，把声音传感器固定在需要检测的材料表面，如果材料发生变形或断裂，声音传感器则采集材料因变形或断裂而发出的声音信号并转换为电信号发送给信号调制解调电路，该电信号由信号调制解调电路处理后再经多级运算放大电路发送给中央处理器，中央处理器对电信号进行识别后分别发送给报警器、示波器和存储器，这时报警器则开始报警以警示检测人员，同时检测人员可以通过示波器直观的了解材料的变形情况。
[0035]如上所述，便可很好的实施本发明。
【主权项】
1.一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于，主要由中央处理器，分别与中央处理器相连接的多级运算放大电路、报警器、示波器和存储器，与多级运算放大电路相连接的信号调制解调电路，以及与信号调制解调电路相连接的声音传感器组成。2.根据权利要求1所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述信号调制解调电路由调制芯片U1，放大器P3，解调芯片U2，N极与调制芯片U1的RI管脚相连接、P极则与调制芯片U1的VIN管脚相连接的二极管D3，正极与调制芯片U1的LD管脚相连接、负极与调制芯片U1的GND管脚相连接的同时接地的电容C5，正极与调制芯片U1的RT管脚相连接、负极则经电阻R10后与电容C5的负极相连接的电容C6，一端与调制芯片U1的PWMD管脚相连接、另一端则经电位器R13后与放大器P3的负极相连接的电阻R12，串接在调制芯片U1的GATE管脚和放大器P3的正极之间的电阻R11，正极与电位器R13的控制端相连接、负极则与解调芯片U2的GND管脚相连接的电容C7，一端与解调芯片U2的GND管脚相连接、另一端接地的电阻R14，串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的EN管脚之间的电阻R15，串接在放大器P3的输出端和解调芯片U2的VDD管脚之间的电阻R16，N极与解调芯片U2的CS管脚相连接、P极则与解调芯片U2的DRV管脚相连接的同时接地的二极管D4，以及负极与解调芯片U2的TOFF管脚相连接、正极则与解调芯片U2的CS管脚共同形成该信号调制解调电路的输出端的电容C8组成;所述解调芯片U2的VSS管脚与放大器P3的输出端相连接，其NC管脚则与GND管脚相连接;所述调制芯片U1的VIN管脚与其CS管脚共同形成该信号调制解调电路的输入端并与声音传感器相连接;所述信号调制解调电路的输出端与多级运算放大电路的输入端相连接。3.根据权利要求2所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述的多级运算放大电路由差分放大电路，分别与差分放大电路相连接的偏置电路和共基极电路，以及与共基极电路相连接的功率放大电路组成。4.根据权利要求3所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述的差分放大电路由三极管VT1，三极管VT2，差分放大器P1，串接在三极管VT1的集电极和三极管VT2的发射极之间的电阻R1，串接在差分放大器P1的输出端和正极之间的电阻R2，正极与三极管VT2的基极相连接、负极则与差分放大器P1的输出端相连接的电容C1，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端则与共基极电路相连接的电阻R7，以及P极与差分放大器P1的正极相连接、N极则与共基极电路相连接的二极管D1组成;所述差分放大器P1的负极与偏置电路相连接的同时接地，其输出端还与偏置电路相连接;所述三极管VT2的集电极与三极管VT1的基极相连接。5.根据权利要求4所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述偏置电路由三极管VT3，串接在差分放大器P1的负极和三极管VT3的集电极之间的电阻R5，串接在差分放大器P1的输出端和三极管VT3的基极之间的电阻R3，以及负极与三极管VT3的基极相连接、正极则经电阻R4后与解调芯片U2的CS管脚相连接的电容C2组成;所述三极管VT3的发射极接地;所述三极管VT1的发射极与电容C8的正极相连接。6.根据权利要求5所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述共基极电路由三极管VT4，三极管VT5，串接在三极管VT5的基极和集电极之间的电阻R6，N极与三极管VT4的集电极相连接、P极接地的二极管D2，以及一端与三极管VT5的发射极相连接、另一端则经电阻R7后与三极管VT1的集电极相连接的电阻R8组成；所述三极管VT5的基极与二极管D1的N极相连接、其集电极则与三极管VT4的发射极相连接;所述三极管VT4的基极与三极管VT5的基极相连接、其集电极和发射极则均与功率放大电路相连接;所述电阻R7和电阻R8的连接点与功率放大电路相连接。7.根据权利要求6所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述的功率放大电路由功率放大器P2，负极与功率放大器P2的负极相连接、正极则与电阻R7和电阻R8的连接点相连接的电容C4，一端与功率放大器P2的正极相连接、另一端则与电容C4的正极相连接的电阻R9，以及正极与功率放大器P2的负极相连接、负极则与二极管D2的N极相连接的电容C3组成;所述功率放大器P2的输出端与三极管VT5的集电极相连接、其负极则与电容C4的正极共同形成该多级运算放大电路的输出端并与中央处理器相连接。8.根据权利要求7所述的一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于:所述调制芯片U1为CL6804集成芯片，解调芯片U2则为QX9910集成芯片。
【专利摘要】本发明公开了一种基于信号调制解调电路的新型声音检测系统，其特征在于，主要由中央处理器，分别与中央处理器相连接的多级运算放大电路、报警器、示波器和存储器，与多级运算放大电路相连接的信号调制解调电路，以及与信号调制解调电路相连接的声音传感器组成。本发明可以准确的对材料变形和断裂时所发出的微弱声音进行检测，使人们可以及时对材料进行更换，避免带不必要的损失。本发明设置有信号调制解调电路，该信号调制解调电路可以对信号中的干扰噪声进行分离和抑制，只保留来自材料变形和断裂时所发出的声音信号，如此则可以避免本发明因受到干扰噪声的影响而出现差误报警的情况。
【IPC分类】H04R29/00, G01N29/36, G01N29/14
【公开号】CN105491502
【申请号】CN201510869686
【发明人】钟黎
【申请人】成都思博特科技有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月2日
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