把噪音变为乐音.doc

把噪音变为乐音——自能耳机
高二（2）班 潘秋杏 高二（14）班 余碧桃
指导老师 黄丹兴
【研究目的】
1） 通过各项调查研究，把噪音真正变为乐音，制作出属于自己的小发明——自能耳机
2） 让人们认识到噪音对人类的危害，倡导人们减少噪音污染从而保护环境
【研究过程】
1） 发现问题，选题并确定研究方向
2） 通过网络、图书馆查找收集相关的资料
3） 分析资料
4） 整理资料并撰写论文
5） 绘制自能耳机工作原理图，尝试制作实物
【研究成果】
（一）自能耳机的创作想法
生活在学校这个大家庭里，难免会遇到这样或那样的难题，有些问题不是一下就能解决的。在宿舍、教室或其他地方，有时，同学们的有些声音会变成扰乱自己心绪的噪音，这时，我们不想发生的吵闹场面就发生了……
正所谓“言语是银，沉默是金”，但是，并非所有人都能很好的抑制自己的不良情绪，为了避免伤害同学们之间的感情，我们是否能找出一种途径把噪音变为自己想要的乐音呢？经过多方琢磨，我们选择了在人耳处把噪音变为自己想要的乐音，即制作自能耳机的设想。于是，开始了各方面的调查研究。
在我们的想法中，自能耳机就是把平常我们不愿意听到的声音放大，然后通过声控设备连接音乐播放器和耳机转变成我们想要的音乐的装置。
（二）关于噪音
噪音是一类引起人烦躁、或音量过强而危害人体健康的声音。噪音污染主要来源于交通运输、车辆鸣笛、工业噪音、建筑施工、社会噪音（如音乐厅、高音喇叭、早市和人的大声说话等人们的社会活动和家用电器、音响设备发出的噪音。这些设备的噪声级虽然不高，但由于和人们的日常生活联系密切，使人们在休息时得不到安静，尤为让人烦恼，极易引起邻里纠纷）。
从心理声学的角度来说，噪音又称噪声，一般是指不恰当或者不舒服的听觉刺激。它是一种由为数众多的频率组成的并具有非周期性振动的复合声音。简言之，噪音是非周期性的声音振动。它的音波波形不规则，听起来感到刺耳。从社会和心理意义来说，凡是妨碍人们学习、工作和休息并使人产生不舒适感觉的声音，都叫噪音。如流水声、敲打声、沙沙声，机器轰鸣声等，都是噪音。
噪音会干扰人的谈话、工作和学习。实验表明，当人受到突然而至的噪声一次干扰，就要丧失4秒钟的思想集中。据统计，噪音会使劳动生产率降低10～50%，随着噪音的增加，差错率上升。在高频率的噪音下，一般人都有焦躁不安的症状，容易激动的情形。有人研究发现噪音越高的工作场所，意外事件越多，生产力越低
由此可见，噪音会分散人的注意力，导致反应迟钝，容易疲劳，工作效率下降，差错率上升。
为了减少噪音对人们生活的影响，市面上已出现了防噪音耳塞，原理图如下：

但是，长期使用这样的防噪音耳塞可能导致耳垢在耳塞插入耳道的同时被推进中耳,这能造成耳鸣,减弱听觉，疼痛或细菌感染，此外，防噪音耳塞也有可能成为是耳炎的激发因素, 因为在温暖的，潮湿的环境下，许多细菌会繁殖得更旺盛。
所以，还是少使用这样的产品为妙。
（三）相关自能耳机所需组件的装置
1、关于声控设备
声控设备我们随处可见，现在居民住宅楼的楼梯走道大部分都安装的声控开关，利用晚间人们的脚步声，说话声去点亮楼梯内的照明灯，为人们提供照明方便。
声控灯包括灯负载RL、可控硅SCR、话筒MIC及 声控电路。灯负载RL与可控硅SCR串接后与电源相连，话筒将声音信号转换成电信号，声控电路通过声音信号控制可控硅SCR的导通状态，其特征在于，所述声控电路包括电源部分，谐振放大部分及触发器电源部分通过电容降压、整流及稳压提供声控电路所需的直流电压，谐振放大部分包括多极三极管放大，话筒接在第一级放大三极管的基极上并由电容耦合 ，一个由电感和电容构成的振荡电路接在末级放大三极管的基极上，放大后的信号影响触发器的翻转，并最终控制可控硅的控制极的电位。准确说我们说的的声控灯全名应该为--声光控灯。因为和光线也有关系。白天你放鞭炮它都不会亮。光控电子开关，它的“开”和“关”是靠可控硅的导通和阻断来实现的，而可控硅的导通和阻断又是受自然光的亮度（或人为亮度）的大小所控制的。该装置适合作为街道、宿舍走廊或其它公共场所照明灯，起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电。
原理见附图所示：220V交流电压经整流后经220k电阻降压，电容滤波，5V稳压管稳压给4069提供工作电压。在白天2CU受光照呈低阻。第○13脚为低电平，不受白天楼梯内声音的控制，第⑧脚也为低电平，可控硅没有触发电压，灯泡不亮，晚上2CU无光照呈高阻状态。第○13脚仍为低电平，但只要楼梯走道内有脚步声，说话声或其它声响，压电陶瓷片拾取的微弱声音经第①、②脚向反相器作线性放大，其第④脚输出反相的矩形波由电容耦合至第○13脚，致使第⑩脚输出高电平，经1N4148二极管给1μF电容充电，第⑥脚为0，第⑧脚为1，可控硅有触发电压导通，灯泡点亮。4069靠100μF上的电荷维持供电，声音消失后，第⑩脚恢复为0，1N4148反偏1μF通过22MΩ电阻放电，约15秒左右后第⑤脚为0，⑧脚为0，可控硅无导通电压而截止关断，照明灯自动熄灭。

2、关于声音放大的装置——助听器
助听器名目繁多，但所有电子助听器的工作原理是一样的。任何助听器都包括6个基本结构。
①． 话筒（传声器或麦克风） 接收声音并把它转化为电波形式，即把声能转化为电能。
②． 放大器 放大电信号（晶体管放大线路）
③． 耳机（受话器） 把电信号转化为声信号（即把电能转化为声能）。
④． 耳模（耳塞） 置入外耳道。
⑤． 音量控制开关
⑥． 电源 供放大器用的干电池。
助听器除有上述6部件外，大多数型号的助听器还有3个附件，或称3个附加电路（音调控制、感应线圈、输出限制控制）。现代电子助听器是一放大器，它的功能是增加声能强度并尽可能不失真地传入耳内。因声音的声能不能直接放大，故有必要将其转换为电信号，放大后再转换为声能。输入换能器由传声器（麦克风或话筒）、磁感线圈等部分组成。其作用是将输入声能转为电能传至放大器。放大器将输入电信号放大后，再传至输出换能器。输出换能器由耳机或骨导振动器构成，其作用是把放大的信号由电能再转为声能或动能输出。电源是供给助听器工作能量不可缺少的部分，另外还设有削峰（PC）或自动增益控制（AGC）装置，以适合各种不同程度耳聋病人的需要。
3、关于三极管的放大
声控灯中的谐振放大部分包括多极晶体管放大，即三极管放大。三极管按连接方式分为电压并联、电压串联、电流并联、电流串联。其中应用最多的是负反馈。放大的实质是以消耗外电路的电能转化为对信号的放大，用小电流控制大电流，就是所谓的放大！这主要是因为三极管的各个管脚的流入电流不一样。放大功能可用电路的连接方式主要是电阻来计算，每中连接方式不一样，具体问题具体分析。
晶体管即三极管在声控设备和助听器中都充当着不可缺少的角色，它具有整流，开关，稳压，滤波，光电，变容，放大，检波等作用。小小的晶体管，发挥着大大的作用。
（四）自能耳机的设想
我们的设想中，自能耳机就是把平常我们不愿意听到的声音放大，然后通过声控设备连接音乐播放器和耳机转变成我们想要的音乐的装置，这样，人们随时随地不会受到噪音的困扰。
随着城市化趋势的加快，人们面临着越来越多的环境问题，越来越多的噪音也成为了人们急需解决的问题。随着各种各样的防噪音产品投入市场，人们会更加小心的选择合适自己的优质产品。我们设想的这款自能耳机正能满足消费者的需求，消费者可以把自己心爱的歌曲放置于音乐播放器中，也可以减少自己不想听的噪音。
不要以为，我们的自能耳机就跟mp3的一样，这就错了。自能耳机的主要目的是在人们工作、学习、休息等需要安静的时候减少不必要的噪音的打扰，而mp3的目的在于愉悦我们自己。
我们自能耳机的口号是“把噪音变为乐音”！
【研究体会】
在开始课题研究活动时，我们就下定决心要把这个课题做到最好，但是，在研究过程中，就遇到的不少的麻烦，尤其是在制作部分，不知从何处下手。经过老师的协助，我们才有了些头绪。的确，制作的难度很大，我们有过放弃的念头，但是却有些不甘心，又重拾起来。
在查找资料中，我们发现，噪音真的是一个很大的环境问题，它无处不在、无时不有，对人们身心健康会造成很大的伤害。但是，这一污染的归根结底还是人类自己危害自己，所以在此倡导人们要爱护我们身边的环境，为了人类自己，更为了我们的家园！请大家为保护环境出一份力！
【教你一招】
自制语音提醒器