无线音乐门铃论文 [当文网提供].doc

电子门铃设计

目录

1.电子音乐门铃简介………………………………………………………........1
2.无线音乐门铃电路工作原理............................................................................1
2.1发射器电路工作原理………………………………………...................1
2.2接收器电路工作原理…………………………………..…….................2
3.电路安装与调试……………………………………………………………....4
3.1安装……………………………………………………….………...........4
3.1.1发射器安装………………………………………………...............4
3.1.2接收器安装…………………………………………………...........4
3.1.3安装注意事项…………………………………………..………….4
3.2调试……………………………………………………..…………..........4
3.2.1 发射器调试......................................................................................4
3.2.2 接收器调试 ....................................................................................4
4.电路选材技巧及拓展……………………………………….............................4
5.小结…………………………………………………………………….............5
参考文献……………………………………………………………..…..............5
附录…………………………………………………………………………........6
致谢………………………………………………................................................7

1、电子音乐门铃简介
门铃的种类多种多样，千差万别，从历史的发展历程来看门铃从古代的“门环”、“青铜手柄”等到如今的无线音乐门铃、有线/无线对讲门铃、一对多/多对一门铃、宾馆酒店工程门铃，这些门铃有音乐声的，有叮咚声的，有仿人声的等等。
　 “门铃”这玩意在中国古代较少听说，有钱的大户人家是在大门上装有装饰性的门环，叫门的人可用门环拍击环下的门钉发出较大的响声，有现代“门铃”的作用。“门铃”在外国电影的古代片中也常有出现，多是有钱的人户在门前吊着一只硕大的青铜手柄。马车夫将客人送到门前的时候，会顺便拉拉它牵动里面的铃铛以示来人。
如今人们最常见的“门铃”是电子类的占多数。最常见的是前几年流行的“电子门铃”；一般安放两节5号电池在内，门外的触发电钮被人按动后，门内的“门铃”就“嘀嘟”地响几声，也有的是由IC片播放一段电子音乐。现在演变到客人可以在门口与家里的主人视频讲话，验明真身后主人再给客人开门。
随着电子音乐门铃的发展，无线音乐门铃是当今用户普遍使用的产品，它以它的物美价廉；安装方便；功耗低；它的远距离门铃最远空旷距离可达500至2000米，接收机可以放在室内任意的某一角落，不影响美观；从而赢得很多用户的信赖。
2、无线音乐门铃电路工作原理
本电路的总的工作原理可以从图一的电路原理框图可以整体的，直观的表现出来。
发射部分
接收部分
语音片

图一 电路原理框图
2.1发射器电路工作原理
发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。调制级电路由一块廉价的国产C4069UBP和32.768KHz晶体完成。
C4069UBP是6反相器，所谓反相器，就是反相器都有两端，输入端是高电平时输出端就转为低电平，输入端是低电平时输出端就为高电平，输入和输出端的电平总是相反。如图二1脚和2脚为第一个反相器，本文称反相器1，之后称反相器2、3、……，C4069UBP总共有六个反相器。

图二 C4069UBP内部电路图
发射器开关按下时，反相器1和2及相关元件组成振荡发生器，产生32.768KHZ低频信号。在这个过程中，反相器1的1脚开始为低电平，2脚就是高电平，4脚也为高电平。2脚的高电平经R2对晶体X1充电，充电电流经R2－X1－反相器2的4脚到负极。充电时间由X1决定，等效电容为200P。由于X1的充电，X1上的电压逐渐上升，左正右负，当升至反相器1的翻转电平时，2脚就由原来的高电平转为低电平，4脚也同时转为低电平。X1开始放电，放电通路为R2－反相器1的2脚－负极。放电后X1上的电位降低，到一定程度时1脚降为低电平了，输出端又翻转成高电平，再次对X1充电，至此已完成一个充放电过程，即一个振荡周期，4脚输出一次低高变化的电平。之后振荡一直持续下去，反相器2的4脚就会一直输出高低不断变化的电平信号。这个信号的频率由晶体决定，为32.768kHz。此过程在电路实际工作时完成得极快。
反相器1和反相器2用于产生振荡信号，反相器3-6并联使用，构成输出控制，能提供20-30mA的灌入电流。反相器3-6的输出端接在发射管Q1的发射极对Q1进行调幅，向外发射电磁波。

图三 发射器电路图
Q1、L1、C3和6P电容组成高频振荡器，振荡频率由印刷电感L1和C3及三极管的集电结电容决定。一般为200-270MHz。Q1的发射极如果直接接在负极时就能产生等幅高频波，再接在反相器的输出端就使输出受32.768KHz振荡信号调制，通过印刷电感发射信号。按键每按一次就发射一次。
2.2接收器电路工作原理
本机接收器电路如图四所示，图中，Q3、L2、C4、C16为超再生振荡接收器，L2为绕制线圈，在直径5mm的骨架上绕制，用0.51漆包线绕3圈，骨架中间用铜芯调节。当L2的振荡频率与发射端相同时发生谐振，Q3的超再生信号就受发射端的调幅信号控制，L1为扼流线圈，阻止高频信号通过。超再生振荡电路具有自检波功能，检波后的调制信号在R4上产生压降，经R5、C9送入U1进行放大，整形再放大，这由三个反相器13和12、11和10、1和2完成，C8滤波滤除检波后的高频杂波，使用检波后的有用信号信噪比最大。经三极放大后的调制信号与发射端（低频32.768KHz）同频， X1在电路中起选频作用，同频率的信号能顺利通过，免除了许多不需要的各种外界信号的干扰，选频后的信号送入Q2放大整形，该信号的幅度还较低，经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。R21限流，C12滤波，对方波进行平滑滤波，并有数十毫秒的延时，也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰。

图四 接收器电路图
本电路音乐集成片采用TQ33G系列产品，它是包含三种音乐的音乐片，有三种声音可选择，双音叮咚，西敏寺，爱丽斯。图五所示管脚从左到右依次是1、2、3、4…9。 1、2、3脚为三种声的触发端，4脚负极，5脚正极，6、7脚为8欧的喇叭输出，8、9脚接不同的电阻可改变音乐间隔速度。 K1，K2，K3是乐曲选择开关，音乐信号经Q1放大推动喇叭发出优美的门铃音乐声。

图五TQ33G
3、电路安装与调试
3.1 安装
3.1.1 发射器安装
在安装前本人首先要购买电路所需要的质量很好的元器件以保证安装出高质量的成品，对安装电路所需要的工具及调试仪器也要准备好。在安装时，首先将U1及外围部分先焊好，X1和高频部分不焊。对C4069UBP及外围部分进行调试检测无误后再将X1和高频部分焊上。此时根据高频电路具有的特性，测集电极的电压是否超过电源电压值，超过时说明安装正确。
3.1.2 接收器安装
接收器应先装高频接收部分Q3及外围电路L1、L2、R14、R19、C4等。 L2用直径5毫米的骨架用0.51线绕3圈。接着装好X1和相关所有电阻、电容、U1，音乐片和Q1暂不装，在C14两端并接一只发光二极管，用镊子短路一下X1，可以看见发光管亮一下，就说明接收器的下半部分正常。此时将音乐片和Q1装上。
3.1.3 安装注意事项
在安装焊接时应遵循按先焊小元件，再焊大元件，最后再焊集成块的原则进行操作， 元件尽量 “贴着底板，对号入座”不得将元件插错，由于集成块C4069UBP是双排 14 脚直插式结构，焊接时我应用尖铬铁头进行快速焊接，如果一次不成功，应冷却后再进行下一次焊接，以免损坏集成块，焊接完成后应反复检查有无虚、假、错焊以及有无拖锡短路造成故障。
3.2调试
3.2.1 发射器调试
装上 12v 电池，用万用表测发射电流（电流表跨接在开关S两端），应在 3 到 8mA间，若用手触摸 C2 两端时电流应大幅升高，说明已起振，这时发射机处于正常发射状态。此时把它靠近一台开着的短波（不是调频）收音机旁发射，可明显听出发射部分对收音机的干扰影响。
3.2.2 接收器调试
装上3节 5 号电池，测量接收整机电流小于 lmA ，按下发射机开关 S 不放，将发射机放在待调的接收机附近，用无感起子微调L2如果调到某点，门铃发出声音，就说明接收机和发射机的频率大致相同；反复微调 L2 直到距离最远即可。当接收部分也调好之后，把音乐片，发声8欧0.5瓦喇叭装上，一个完整理想的无线遥控门铃就做成了，音乐 IC 可以发出三种音乐（双音叮咚，西敏寺，爱丽斯），可以转换开关选择我喜欢的音乐。

4、电路选材技巧及拓展
电路的选材要通过对此电路关键之处的了解，本电路关键在于晶体X1和频率调整。而X1取决于购买，调频率取决于技巧。X1在电子商场不易买到，可以到一般的小学校门口或一元商店去买两只普通的电子表，回来拆下其中的晶体就是32.768KHZ，电子表价格约1-2元一只。如果实在是找不到，发射端就将X1换成200P电容，再用820K电阻串一只小型500K可调电阻代替原R4。接收端用1mH电感串一只0.022微法电容替换X1。调接收机时在调到功放喇叭噪声最小时，D1两端的发光管还不会亮，这时还要调节500K的可调电阻，直到按下发射器按钮时接收器的指示灯亮起。此时再测820K电阻和可调电阻的总阻值，用同等阻值的固定电阻换上。本人建议选择用电子表里面的晶振做，这既方便又提高成功的可能性，而后者的难度比较大，容易出错，降低了成功的可能性。
在接收器上如果不接上音乐片，而在R9之后接一个双稳触发电路，再配一个继电器或可控硅，就可作为实用的遥控开关或遥控电灯使用，性能也不比市场上的带编码的差。加入编译码电路，也可以做个高质量的遥控汽车模型。
附录
接收板清单
接收板清单
元件
名称规格
用量
位号
元件
名称规格
用量
位号
线路板
0802
1块

电池极片
0802
一套

集成电路
C4069UBP
1块
U1
导线
50MM
2支
SP+.SP-
门铃IC
TQ33G
1块
U2
导线
100MM
2支
B+.B-
发光二极管
绿色
1只
D1
色环电感
10UH
1只
L1
晶振
32.768KHZ
1只
X1
铜心线圈
2T5
1只
L2
三极管
9018H
1只
Q3
喇叭
8欧0.5瓦
1只

三极管
9014C
1只
Q2
塑胶

1套

三极管
9015
1只
Q1
发射板清单
开关
SK-23D06
1只
K1
元件
名称规格
用量
位号
电阻
1R,100R
各1只
R9,R21
线路板
0802R
1块

电阻
560R,4.7K
各1只
R19,R20
集成电路
C4069UBP
1块
U1
电阻
5.6K,6.8K
各1只
R3,R1
发光二极管
方灯
1只
D1
电阻
47K,120K
各1只
R17,R14
晶振
32.768KHZ
1只
X1
电阻
270K
1只
R16
三极管
9018H
1只
Q1
电阻
10K
2只
R15.R18
色环电感
10UH
1只
L1
电阻
1M
3只
R2.R4.R5
开关
MS118
1只
SW1
瓷介电容
4P
2只
C4.C16
电阻
470R,1M
各1只
R4,R2
瓷介电容
27P
1只
C8
电阻
10K,47K
各1只
R3,R1
瓷介电容
102P
3只
C5.C9.C17
瓷介电容
4P,222P
各1只
C2,C4
瓷介电容
222P
2只
C7.C10
瓷介电容
6P,12P
各1只
C1,C3
瓷介电容
104P
3只
C12.C13.C14
电池极片
0802R
一套

电解电容
1UF,220UF
各1只
C19,C15
电池
23A12V
1只

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