救护车音响电路(模拟电路)
电子技术 项目7 制作与调试救护车警笛模拟电路
目标
3.素养目标 （1）能够在教师引导下完成每个任务相关理论知识的学习，并能举一反三； （2）在任务计划阶段，要总体考虑电路布局与连接规范，使电路美观实用； （3）在任务实施阶段，要首先具备健康管理能力，即注意安全用电和劳动保护， 同时注重6S（整理、整顿、清扫、清洁、素养和安全）的养成和环境保护； （4）专心专注、精益求精要贯穿任务完成始终，不惧失败； （5）小组成员间要做好分工协作，注重沟通和能力训练。
知识链接 7.1.1 RC波形变换电路
任任务务71.1.1分识析别与与设检计测波二形极产管生变换电路
1.脉冲的概念
脉冲（pulse）通常是指电子技术中经常运用的一种像脉搏似的短暂起伏 的电冲击（电压或电流）。主要特性有波形、幅度、宽度和重复频率。脉 冲是相对于连续信号在整个信号周期内短时间发生的信号，大部分信号周 期内没有信号，就像人的脉搏一样。
任任务务71.1.1分识析别与与设检计测波二形极产管生变换电路
4.RC微分电路
知识链接
7.1.1 RC波形变换电路
RC微分电路，就是一种应用十分广泛的对脉冲信号进行变换的电路，它通常 把矩形脉冲信号变换成正、负双向尖脉冲。在数学上，这种尖脉冲近似等于 矩形波的微分形式，故有微分电路之称。微分电路的特点是输出能很快反映 输入信号的跳变成分。即它能把输入信号中的突然变化部分选择出来。其输 出的脉冲宽度很窄，与原来输入脉冲宽度较宽的波形相比，包含有“微分” 的意思。
现在一般指数字信号，它已经是一个周期内有一半时间有信号。计算 机内的信号就是脉冲信号，又叫数字信号。如何利用电路搭建产生脉冲信 号呢？我们可以尝试下面的电路。
7.1.1 RC波形变换电路
任任务务71.1.1分识析别与与设检计测波二形极产管生变换电路
救护车扬声器发声电路
一、 设计方案该电路主要通过两片555定时器模拟救护车扬声器发声电路，输出周期性变化的高频信号和低频信号，驱动扬声器发出高音低音周期交替的警报声。
将两片555定时器分别连接成多谐振荡器，其中555（1）的作用是控制高频声音和低频声音的持续时间，其输出Vo1是555（2）的控制电压；555（2）的作用是控制高低音的频率，作为压控振荡器将555（1）输出的高低电平转化为频率，驱动扬声器发出响声。
二、 技术原理1．555定时器器件特性555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。
集成时基电路555的电源电压范围较宽，可在5~16V 范围内使用（TTL 型，若为CMOS 型的555芯片，则电压范围可在2~18V 内），电路的输出有缓冲器，因而有较强的带负载能力。
双极型时基集成电路最大的灌电流和拉电流都在200mA 左右，因而可直接推动TTL 或CMOS 电路中的各种电路，包括能直接推动蜂呜器、小型继电器、喇叭和小型电动机等器件。
集成555定时器有双极性型和CMOS 型两种产品。
它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
其主要参数见表1.1.基于以上对555定时器参数及性能的分析，认为以555定时器搭建的电路能够驱动小功率扬声器发音，选择适当的外部电阻电容等器件与555定时器配合使用能够使此设计得以实现。
2.555定时器内部结构及工作原理1> 内部结构：555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图1和图2所示。
V i1（TH ）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH 。
V i2（TR ）：低电平触发端，简称低触发端，标志为TR 。
V CO ：控制电压端。
V O ：输出端。
Dis ：放电端。
Rd ：复位端。
555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R 组成的分压网络，产生31V CC 和32V CC 两个基准电压；两个电压比较器C 1、C 2；一个由与非门G 1、G 2组成的基本RS 触发器（低电平触发）；放电三极管T 和输出反相缓冲器G 3。
救护车警笛电路的仿真_数字电子电路分析与应用_[共2页]
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数字电子电路分析与应用
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附图1.7.6 多谐振荡电路输出仿真波形
1.7.4 救护车警笛电路的仿真
本仿真用2个555定时器构成多谐振荡器，其中一个555产生低频信号来调制另一个555产生高频的救护车警笛电路。
1．元件以及仪器清单和选取途径
电源和地：Place Sources→V CC；
Place Sources→DGND。
电容：Place Basic→CAPACITOR→100nF（1个）；
Place Basic→CAPACITOR→10nF（1个）。
Place Basic→CAPACITOR→1nF（1个）。
Place Basic→CAPACITOR→2nF（1个）。
Place Basic→RESISTOR→5.1kΩ（3个）。
Place Basic→RESISTOR→10kΩ（1个）。
定时器555的选取：Place Basic→Mixed→TIMER→LM555CN（2个）。
双通道示波器（用于观察电路的波形）：单击虚拟仪器中的双通道示波器图标
2．连接电路
将各个元件按照正确的位置摆放好，并连接好电路图，如附图1.7.7所示。
调节定时元件R1、R2、C1使得第一个555输出的振荡频率为低频，调节R3、R4、C2使得第二个555输出的振荡频率为受第一个555的调制。
由于低频振荡器的输出端接到了高频振荡器的复位端，所以当U1的输出电压为高电平时，振荡器U2工作；而U1的输出电压为低电平时，振荡器U2停止工作；此时若输出接扬声器则会发出“呜……呜……”的响声。
救护车扬声器发声电路
一、 设计方案该电路主要通过两片555定时器模拟救护车扬声器发声电路，输出周期性变化的高频信号和低频信号，驱动扬声器发出高音低音周期交替的警报声。
将两片555定时器分别连接成多谐振荡器，其中555（1）的作用是控制高频声音和低频声音的持续时间，其输出Vo1是555（2）的控制电压；555（2）的作用是控制高低音的频率，作为压控振荡器将555（1）输出的高低电平转化为频率，驱动扬声器发出响声。
二、 技术原理1．555定时器器件特性555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。
集成时基电路555的电源电压范围较宽，可在5~16V 范围内使用（TTL 型，若为CMOS 型的555芯片，则电压范围可在2~18V 内），电路的输出有缓冲器，因而有较强的带负载能力。
双极型时基集成电路最大的灌电流和拉电流都在200mA 左右，因而可直接推动TTL 或CMOS 电路中的各种电路，包括能直接推动蜂呜器、小型继电器、喇叭和小型电动机等器件。
集成555定时器有双极性型和CMOS 型两种产品。
它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
其主要参数见表1.1.基于以上对555定时器参数及性能的分析，认为以555定时器搭建的电路能够驱动小功率扬声器发音，选择适当的外部电阻电容等器件与555定时器配合使用能够使此设计得以实现。
2.555定时器内部结构及工作原理1> 内部结构：555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图1和图2所示。
V i1（TH ）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH 。
V i2（TR ）：低电平触发端，简称低触发端，标志为TR 。
V CO ：控制电压端。
V O ：输出端。
Dis ：放电端。
Rd ：复位端。
555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R 组成的分压网络，产生31V CC 和32V CC 两个基准电压；两个电压比较器C 1、C 2；一个由与非门G 1、G 2组成的基本RS 触发器（低电平触发）；放电三极管T 和输出反相缓冲器G 3。
项目七：救护车消防车声响报警电路
项目七救护车/消防车声响报警电路班级，姓名，项目评定一、实训目的：1、熟悉555定时器中5 号引脚电压控制端的功能和作用。
2、了解555定时器用电压控制端调制多谐振荡器的频率实现救护车/消防车的报警声响。
二、实验电路和工作原理1、下图为模拟救护车声响报警电路和振荡波形。
两片555定时器IC1、IC2均构成多谐振荡器电路，第一级的振荡频率较低，约为680H Z，其输出振荡波形Uo1通过R5去控制第二级555定时器的5 号脚控制电压端，当Uo1为高电平时，使IC2片内比较电平提高，从而IC2的振荡频率较低，当Uo1为低电平时，使IC2片内比较电平降低，至使IC2的振荡频率提高，结果使扬声器发出“嘀、嘟、嘀、嘟、嘀、嘟……”的类似救护车的声响。
2、下图为模拟消防车声响报警电路图和工作波形。
第一级IC1的多谐振荡器频率约为900 H Z，6脚外接的电容C1电压为充、放电指数曲线波形，经R1、R2两个电阻对C1的充电时间较长，而C1放电时仅经过R2电阻，放电时间短，经VT放大后，再通过R6去控制IC2的5号脚电压控制端uvt调制IC2内部比较电压，当uvt电压较低时，IC2的uo振荡频率随之升高，当uvt电压较高时，IC2的uo振荡频率随之下降，结果使扬声器发出“呜、呜……”高低音调类似消防车的声响。
三、实训设备1、电源与仪器：5V直流电源、双踪示波器。
2、元器件清单：1、救护车声响报警电路1）、按照原理图先设计好安装图。
2）、在面包板上或在万能板上插装元器件。
3）、正确连线或焊接。
4）、仔细检查连线或焊接是否正确，确认无误后方可通电调试。
5)、调试：实训时R5暂不与IC2的5脚连接，接通电源后，用示波器分别观察IC1、IC2的输出波形，并聆听扬声器的声响，然后再接上R5电阻，用双踪示波器同时观察IC2的3、5脚波形，并聆听扬声器的声响有何变化，大致描绘上述观察到的各种波形，并标出小型的幅值。
2、消防车声响报警电路。
救护车发声电路设计
XXXXXX大学课程设计救护车发声电路的设计班级/ 学号XXXXXXXXXX学生姓名XXX指导教师XXXXXXXXX大学课程设计任务书课程名称数字逻辑课程设计院（系）计算机学院专业计算机科学与技术班级XXXXXXXX 学号XXXXXXXX 姓名XXX课程设计题目救护车发声电路的设计课程设计时间:课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一个救护车的发声电路。
二、技术指标高音为1000Hz，低音为400Hz。
三、设计要求1. 在选择器件时，应考虑成本。
2. 根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
3. 画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。
四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。
2．进行实验数据处理和分析。
五、推荐参考资料1．沙占友、李学芝著. 中外数字万用表电路原理与维修技术.[M]北京：人民邮电出版社，1993年2．童诗白、华成英主编者. 模拟电子技术基础. [M]北京：高等教育出版社，2021 年3．戴伏生主编. 基础电子电路设计与实践. [M]北京：国防工业出版社，2021 年4．谭博学主编. 集成电路原理与应用. [M]北京：电子工业出版社，2021 年六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评定表一、概述本次设计是一个基于555原理的发声电路，能发出救护车声音。
设计中的发声电路要有脉冲信号源，以及能够产生高频信号的振荡器把音频信号运载出去，我在这一点的设计上采用的是两个555时基集成电路接成振荡电路。
该电路是由一个555产生低频输出送给第2个555高频输出，通过给出的频率换算电路中各电阻的值产生人的耳朵能接受的频率范围（20~2021 0Hz），使扬声器发出“滴答、滴答”的声响。
二、方案论证按照设计要求，本次设计是模仿救护车声的电路，要有脉冲信号源以及能产生高频信号的振荡器把信号运载出去，我在这一点的设计上提出了一下两种不同的方案：方案一：方案一原理框图如图1所示。
模拟救护车声响电路
设计报告课题名称: 模拟救护车声响电路学院：专业班级：电子信息工程072班学号：学生：指导教师：教务处2010年12月30日1．2、555定时器的电路结构和逻辑功能1．2．1、电路结构和逻辑功能图1 555定时器的内部电路结构和引脚图图1为555时基电路的电路结构和8脚双列直插式的引脚图，由图可知555电路由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、放电管和输出缓冲器5个部分组成。
它的各个引脚功能如下：1脚：GND(或Vss)外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
8脚：VCC(或VDD)外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5～16V，CMOS 型时基电路VCC的范围为3～18V。
一般用5V。
3脚：OUT（或Vo）输出端。
2脚：TR低触发端。
6脚：TH高触发端。
4脚：R是直接清零端。
当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH 处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：CO(或VC)为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
7脚：D放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
电阻分压器由三个5kΩ的等值电阻串联而成。
电阻分压器为比较器C1、C2提供参考电压，比较器C1的参考电压为2/3Vcc，加在同相输入端，比较器C2的参考电压为1/3Vcc，加在反相输入端。
比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组成。
高电平触发信号加在C1的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器R端的输入信号；低电平触发信号加在C2的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器S端的输入信号。
基本RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。
在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器C1、C2基准电压分别为2/3Vcc，1/3Vcc 的情况下，555时基电路的功能表如表1示。
救护车声响电路
一、设计目标在电子技术课中我们学到了许多有关电子技术方面的知识，其中我们学到了555芯片的原理与功能，那些只是书本上的理论知识，我们没有将这些所学的知识应用到实践中去，不能说明我们对555芯片已经熟知，所以通过此次的设计我们要对555芯片的内部结构及其级联等方面的应用有更深层次的了解。
比如应用一个555芯片可以带动扬声器发出声响，但这种声响声音单一，发音效果不太好听。
此次课程设计不仅为了提高我们对555芯片的认识，也是为了拓宽我们的知识面，提高综合素质二、救护车声响电路原理图三、基本原理555 定时器是模拟—数字混合式集成电路，利用它可以方便地构成脉冲产生、整形电路和定时、延时电路。
具有功能强，使用灵活、方便等优点，在数字设备、工业控制、家用电器、电子玩具等许多领域都得到了广泛的应用。
1、构成单稳态触发器电路如图9、2所示，接通电源→电容C充电（至2/3Vcc）→RS触发器置0→V0=0，T导通，C放电，此时电路处于稳定状态。
当2加入VI<1/3Vcc时，RS触发器置1，输出V0=1，使T 截止。
电容C开始充电，按指数规律上升，当电容C 充电到2/3Vcc时，A1翻转，使输出V0=0。
此时T又重新导通，C很快放电，暂稳态结束，恢复稳态，为下一个触发脉冲的到来作好准备。
其中输出V0脉冲的持续时间tw=1.1RC,一般取R=1kΩ--10MΩ，C>1000PF,只要满足VI的重复周期大于tp0 ,电路即可工作，实现较精确的定时。
图9、3 单稳态触发器图9、4 多谐振荡器2、多谐振荡器电路如图9、4所示，电路无稳态，仅存在两个暂稳态，亦不需外加触发信号，即可产生振荡（振荡过程自行分析）。
电容C在1/3Vcc--2/3Vcc之间充电和放电，输出信号的振荡参数为：周期T=0.7 C(R1+2R2)频率f=1/T=1.44/(R1+2R2)C,占空比D=( R1+R2 )/( R1+2R2)。
555电路要求R1与R2 均应大于或等于1kΩ ，使R1+R2 应小于或等于3.3MΩ。
哈工大电子综合设计10-救护车报警警笛电路
Harbin Institute of Technology电子技术综合设计10课程名称：电子技术设计题目：救护车报警警笛电路院系：机电工程学院班级：设计者：学号：指导教师：姜三勇10 救护车报警警笛电路一 设计要求：要求：（1）模拟救护车报警警笛的间歇声音。
（2）警灯闪亮显示。
二 设计方案及工作原理：（1）总体设计思路：救护车报警警笛电路由三部分组成：① 双音频警笛电路 ② 警灯交替闪亮电路（2）555多谐振荡器提供时钟信号：振荡周期：12(2)ln 2T R R C =+ 振荡频率：121(2)ln 2f T R R C ==+ 经计算得：T = 1s f= 1 HZ图一：555（1）多谐振荡器 （3）双音频警笛电路：救护车扬声器双音频发声电路主要有两片555芯片组成。
通过555（1）控制高频声音和低频声音的持续时间，555（2）作为压控振荡器将555（1）输出的高低电平转化为频率，驱 动扬声器发出两种不同音频的声音。
555（2）输出频率 近似等于（2）的频率 / (1)的频率。
图二：双音频警笛电路（555（2）部分）扬声器双频发声机理：555（1）主要通过输出占空比一定的方波信号控制555（2）的控制端电压，当输出的为高电平时，555（2）控制电压端为高电平，此时振荡频率较低，对应音频为低音；当输出为低电平时，555（2）控制电压端为低电平，此时振荡频率较高，对应音频为高音。
（4）灯交替闪亮电路：利用74ls160芯片进行计数，产生循环的八种状态，在计数器的输出端接两个数据选择器74LS151芯片，选择不同的输出状态，分别接两个LED晶体管，以实现交替闪亮。
图三：灯交替闪亮电路（5）元器件选择及参数：555芯片 2片发声器 1个74ls160 1片 LED灯 2个74ls151 2片LED灯 2个三整体设计电路：图四：整体设计电路图五：发声器两端示波器监测图像四设计总结：（一）问题：我使用了Buzzer的发声器，有时声音较小，为了验证设计的成功性，我在555（2）输出端所连接的发声器两端设置了模拟示波器，观测到了两种频率的波形，周期性出现，其中在观测波形时，应该适当减小模拟的最大步长，否则易出现波形失真。
救护车音响电路实训报告
一、实训目的本次救护车音响电路实训旨在通过对救护车音响电路的组装、调试与故障排除，提高学生对电子电路的实践操作能力，加深对电路原理的理解，培养团队协作精神和解决问题的能力。
二、实训内容1. 救护车音响电路原理分析救护车音响电路主要由电源模块、放大器模块、扬声器模块和控制系统组成。
电源模块负责为整个电路提供稳定的电源；放大器模块负责将音频信号放大至扬声器所需的功率；扬声器模块负责将电信号转换为声音；控制系统则负责调节音量、切换频道等功能。
2. 救护车音响电路元器件准备根据电路图，准备好以下元器件：（1）电源模块：12V直流电源；（2）放大器模块：TDA7297音频放大器；（3）扬声器模块：4Ω，8Ω或16Ω扬声器；（4）控制系统：按键、电位器等；（5）连接线、焊锡、烙铁等工具。
3. 救护车音响电路组装（1）按照电路图连接电源模块、放大器模块、扬声器模块和控制系统；（2）检查电路连接是否正确，确保无短路、断路现象；（3）焊接电路，注意焊接质量，避免虚焊、冷焊；（4）检查焊接后的电路，确保无误。
4. 救护车音响电路调试（1）接通电源，检查电源模块输出电压是否稳定；（2）调节放大器模块的增益，使扬声器输出声音清晰；（3）调节控制系统，测试音量、频道切换等功能；（4）检查电路工作是否正常，如发现异常，及时排查故障。
5. 救护车音响电路故障排除（1）检查电源模块是否输出电压；（2）检查放大器模块是否正常工作；（3）检查扬声器模块是否损坏；（4）检查控制系统是否正常工作；（5）根据故障现象，分析故障原因，并进行相应的修复。
三、实训总结1. 通过本次实训，我们掌握了救护车音响电路的组装、调试与故障排除方法，提高了电子电路的实践操作能力。
2. 在实训过程中，我们学会了团队合作，相互学习、共同进步。
在遇到问题时，我们积极讨论、分析，最终解决了问题。
3. 本次实训使我们更加深入地理解了电子电路原理，为今后从事相关工作打下了坚实基础。
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总成绩：
一、设计题目
救护车音响电路
二、设计任务
设计一个救护车音响电路，并进行模拟仿真。
三、设计要求
①采用两个555时基电路组成两个多谐振荡器。
②第一个时基电路产生低频振荡，振荡频率为0.9~14.4HZ，第二个时基电路产生振
荡频率约为700HZ，使扬声器发出呜呜的声音。
③用示波器观察振荡波形。
④写出设计总结报告
四、设计内容
1.①采用两个555时基电路组成两个多谐振荡器。
②第一个时基电路产生低频振荡，振荡频率为0.9~14.4HZ，第二个时基电路产生振荡
频率约为700HZ，使扬声器发出呜呜的声音。
2.电路原理图
3.计算与仿真分析
f =
取C1=10uF，RA1=10k欧，RB1=5k欧
取C2=0.1uF, RA2=10K欧，RB2=5K欧
仿真：
低频
高频
多谐振荡
五、设计环境
Proteus
六、仪器设备及元器件
EEL—69模拟、数字电子技术实验箱一台
直流稳压电源一台
双踪示波器一台
数字万用表一块
2个555芯片，两个10K欧电阻，两个5K欧电阻，一个10uF电容，一个0.1uF电容，一个100uF电容，一个扬声器，导线若干。
七、调试流程
1．挑选芯片、电阻、电容等元件，并测量电阻实际阻值；
2．连接电路，打开电源，听扬声器的发声情况；
3．用示波器分别测量低频振荡电路和高频振荡电路的频率；
4．调整各电阻阻值，各个振荡电路频率符合要求，并且扬声器发声合格；
5．测量各个电阻的实际阻值，记录各元件参数振荡电路波形参数；
6．关闭电源，整理实验台。
八、调试后实际参数及现象
（1）．调试该电路时实际参数为：
R1=9.826k欧，
R2=4.5662k欧，
R3=9.814k欧，
R4=5.203k欧，
低频振荡频率=6.172Hz
高频振荡频率=884.9Hz
符合实验要求
（2）波形占空比对发声效果影响较大，适当增大占空比可以使发生效果更佳。
九、设计总结
本设计使用两个555时基电路，第一个时基电路产生低频振荡，振荡频率为0.9~14.4HZ，第二个时基电路产生振荡频率约为700HZ，使扬声器发出呜呜的声音。
设计环境为Proteus，这款软件的仿真效果较好，适合多种数字及模拟电路。
实际调试中为获得理想的发声效果可以通过将R2和R4先用滑动变阻器代替，在获得理想声音后测量变阻器阻值，再用相近的定值电阻替代即可。
经调试，各项参数符合要求，获得了比较理想的发声效果。
十、设计参考资料
电工学实验教程王宇红主编机械工业出版社
电工学（中册）电子技术杨世彦主编机械工业出版社。