通用音調譯碼器集成電路LM567的道理及應用

　567為通用音調譯碼器，當輸入信號于通帶內時提供飽和晶體管對地開關，電路由I與Q檢波器組成，由電壓節制振蕩器驅動振蕩器確定譯碼器中心頻率。用外接元件獨立設定中心頻率帶寬和輸出延遲。
　　主要用于振蕩、調制、解調、和遙控編、譯碼電路。如電力線載波通信，對講機亞音頻譯碼，遙控等。

　　用外接電阻20比1頻率范疇
　　邏輯兼容輸出具有接收100mA電流接收本領。
　　可調帶寬從0%至14%
　　寬信號輸出與噪聲的高抑制
　　對假信號抗滋擾
　　高不變的中心頻率
　　中心頻率調理從0.01Hz到500kHz
　　電源電壓5V--15V，推薦利用8V。
　　應用舉例：輸入端接104電容，輸出端接上拉電阻10K，C1、C2為1uF。R1、C1抉擇振蕩頻率，一般C1為104電容，R1為10K--200K。電源電壓為8V。
　　單通道紅外遙控電路　　在不需要多路節制的應用場所，可以利用由通例集成電路構成的單通道紅外遙控電路。這種遙控電路不需要利用較貴的專用編譯碼器，因此本錢較低。
　　單通道紅外遙控發射電路如圖1所示。在發射電路中利用了一片高速CMOS型四重二輸入“與非”門74HC00。個中“與非”門3、4構成載波振蕩器，振蕩頻率f0調在38kHz閣下；“與非”門1、2構成低頻振蕩器，振蕩頻率f1不必準確調解。f1 對f0舉辦調制，所以從“與非”門4輸出的波形是斷續的載波，這也是經紅外發光二極管傳送的波形。幾個要害點的波形如圖2所示，圖中B′波形是A點不加調制波形而直接接高電平時B點輸出的波形。由圖2可以看出，當A點波形為高電平時，紅外發光二極管發射載波；當A點波形為低電平時，紅外發光二極管不發射載波。這一停一發的頻率就是低頻振蕩器頻率f1。 在紅外發射電路中為什么不回收價值低廉的低速CMOS四重二輸入“與非”門CD4011，而回收價值較高的74HC00呢？主要是由于電源電壓的限制。紅外發射器的外殼有多種多樣，但電源一般都設計成3V，利用兩節5號或7號電池作電源。固然CD4011的標稱事情電壓為3～18V，但卻是對處理懲罰數字信號而言的。因為這里CMOS“與非”門是用作振蕩發生方波信號的，即模仿應用，所以它的事情電壓至少要4.5V才行，不然不易起振，影響利用。而74HC系列的CMOS數字集成電路最低事情電壓為2V，所以利用3V電源便“駕輕就熟”了。74HC00的引腳成果如圖3所示。

　　圖4為紅外吸收解調節制電路。圖中，IC1是LM567。LM567是一片鎖相環電路，回收8腳雙列直插塑封。其⑤、⑥腳外接的電阻和電容抉擇了內部壓控振蕩器的中心頻率f2，f2≈1/1.1RC。其①、②腳凡是別離通過一電容器接地，形成輸出濾波網絡和環路單級低通濾波網絡。②腳所接電容抉擇鎖相環路的捕獲帶寬：電容值越大，環路帶寬越窄。①腳所接電容的容量應至少是②腳電容的2倍。③腳是輸入端，要求輸入信號≥25mV。⑧腳是邏輯輸出端，其內部是一個集電極開路的三極管，答允最大灌電流為100mA。LM567的事情電壓為4.75～9V，事情頻率從直流到500kHz，靜態事情電流約8mA。LM567的內部電路及具體事情進程很是巨大，這里僅將其根基成果概述如下：當LM567的③腳輸入幅度≥25mV、頻率在其帶寬內的信號時，⑧腳由高電平釀成低電平，②腳輸出經頻率/電壓調動的調制信號；假如在器件的②腳輸入音頻信號，則在⑤腳輸出受②腳輸入調制信號調制的調頻方波信號。在圖4的電路中我們僅操作了LM567吸收到溝通頻率的載波信號后⑧腳電壓由高變低這一特性， 22UF 16V，來形成對節制工具的節制。

　　弄清了LM567的根基事情道理和成果后，再來闡明圖4電路便很是簡樸了。IC1是紅外吸收頭，它吸收發射器發出的紅外信號，個中心頻率與發射器載波頻率f0溝通，經IC1解調后，在輸出端OUT輸出頻率為f1的方波信號，也就是與圖1中A點波形溝通的信號。我們將LM567的中心頻率調到與發射器中“與非”門1、2振蕩頻率溝通，縱然f2= f1。則當發射器發射信號時，LM567便開始事情，⑧腳由高電平變為低電平，操作這個變革的電平便可去節制各類工具。操作圖4的電路，我們可以做成遙控開關，遙控家里的各類家用電器。
　　實際上，操作圖1和圖4所示的電路，我們也可以較容易地將其改革成多路遙控電路。要領是：在發射器（圖1）中將電阻R＊釀成若干擋差異的數值，由此形成若干種頻率差異的調制信號；在吸收電路中，配置若干只LM567，其輸入均來自紅外吸收頭，各個LM567的振蕩頻率差異但與發射端一一對應。這樣當發射器按壓差異的按鈕，接入差異的調制信號時，在吸收端對應的LM567的⑧腳的電平就會產生變革，由此形成多路節制。嚴格說來，這屬于一種頻分多路，與數字編譯碼多路節制對比，缺點是調試較量巨大。但在有些場所，如在多路報警中，也有其一席之地。因在報警應用場所中，需要辦理兩路以上同時報警的問題時，用時分多路存在巨大的同步問題，在頻寬答允的環境下用頻分多路則很容易辦理。
　　超聲波遙控電路
　　1、超聲波遙控電燈開關
　　這種遙控開關，電路簡樸，且免調試，很是適合初學者建造。
　　一、事情道理
　　為發射電路。電路回收分立器件組成，VT1和VT2以及R1~ R4、C1、C2組成自激多諧振蕩器，超聲發射器件B被聯接在VT1和VT2的集電極回路中，以推挽形式事情，回路時間常由R1、C1和R4、C2確定。超聲發射器件B的共振頻率使多諧振蕩電路觸發。因此，本電路可事情在最佳頻率上。

(圖2)為吸收電路，結型場效應VT1組成高輸入阻抗放大器，可以或許很好地與超聲吸收器件B相匹配，可得到較高吸收敏捷度及選頻特性。VT1回收自給偏壓方法，改變R3即可改變VT1的亮相事情點，超聲吸收器件B將吸收到的超聲波轉換為相應的電信號，經VT1和VT2南北極放大后，再經VD1和VD2舉辦半波整流變為直流信號，由C3積分后浸染于VT3和基極，使VT3由截至變為導通，其集電極輸出負脈沖，觸發器JK觸發D，使其翻轉。JK觸發器Q端的電平直接驅動繼電器K，使K吸合或釋放。由繼電器K的觸點節制電路的開關。
　　二、元件選用
　　發射電路中，VT1和VT2用CS9013或CS9014等小功率晶體管，≥100。超聲發射器件用SE05—40T，電源GB回收一塊9V疊層電池,以減小發射器體積和重量。
　　吸收電路中，VT1和3DJ6或是3DJ7等小功率結型場效應晶體管。VT2~ VT3用CS9013，≥100。VD1和VD2用IN4148。JK觸發器263B。超聲吸收器件用SE05—40R，與SE05—40T配對利用。繼電器K用HG4310型。
　　超聲波遙控風扇變速器
　　一、事情道理
(圖3)為發射電路。它回收的是國產蝙蝠牌FS—A5A型電電扇的遙控發射器。這種發射器具有體積小、耗電省、事情靠得住、電路簡樸等特點。在利用時，每按一下發射鍵，發射器發出約為500ms的40KHZ的超聲波。發射電路的事情道理如下。

　　VT2和VT3組成直接耦合正反饋振蕩電路，B為40KHz超聲發射器件，并兼振蕩電路反饋先頻元件。因此，此電路可精確地振蕩于超聲發射器件的中心頻率40KHZ。VT1和R2、C1構成500ms延時電路。R1、VD1是C1的放電通路，當按下發射鍵S時，VT2組成的振蕩電路事情，發出超聲波，同時，電源通過R2向C1充電，當C1上的電位充到1.4V時(約顛末500ms),VT1導通,VT2基極以及VT3集電極電位下降為0.3V閣下,振蕩器遏制事情,當松開拓射鍵S時,C1通過VD1和R1迅速放電,為下一次發射作好籌備.VD3和R4組成發射指示電路,當按發射鍵時,VD3發光。
(圖4)為吸收電路。CMOS非門D1~ D3由R1偏置為線性放大器，總增益可達60bB以上，由于CMOS電路的輸入阻抗較高，故可以或許很好與超聲吸收器件匹配。放大后的信號由C1耦合給鎖相環譯碼器LM567的輸入端3腳。當輸入信號的頻率落在個中心頻率上時，LM567的邏輯輸出端8腳由高電平變為低電平。

　　選頻聲控開關
　　此聲控開關可由一特定音調的(500到2000Hz)聲音來節制任一電器的開或關。由于它有必然的選頻浸染，故誤行動的機率小。
　　電路設計為用音頻電信號(達100mV)來節制，其節制信號源可以是電話、收音機、電唱機、灌音機，從個中適當點用屏蔽線引來。假如想用聲波遙控，加一個駐極體發話器和一級前置放大即可。
　　本裝置的電路如圖16所示。它的中心器件是一塊拾音集成電路LM567，以及一個50mA的繼電器。
　　必然音調的音頻信號加至LM567的輸入端(3腳)后，經內電路的放大、選頻等處理懲罰，在其輸出端8腳輸出低電平(沒有輸入信號時為高電平)。這時，與其相接的一個PNP管(2N3906)導通，使接在集電極電路中的繼電器吸動，從而以其接點去節制被控電器。若用以開機，則利用繼電器的常開、動合接點；若用來關機，則應回收常合、動開式接點。
　　響應頻率抉擇于接于第5、6腳的電位器和電容器的值，故調解10kΩ電位器可調理其響應頻率。本機可吸收的音頻范疇為500～2000Hz。
　　二極管1N4001用以掩護晶體三極管。2N3906可以用其它任何型號的中、小功率PNP硅管取代。

　　紅外光電探測器在靜電對靶噴霧中的應用
　　摘 要：具體先容了紅外光電探測器，以及用紅外光電探測器探測棉花的位置，實現對靶噴霧的設計。
　　農業是百姓經濟的基本，先進的植保技能是農業出產豐收的保障，現代植物病蟲害防治仍然以化學藥劑防治為主，我國通例施藥要領和施藥器械落伍，大量農藥流失到水體、泥土和大氣中，農藥的操作率低，防治本錢高，并造成嚴重的情況污染，對某些害蟲防治結果欠佳，先進的施藥要領和施藥器械的研究與開拓對我國農業的一連成長,低落出產本錢,出格是掩護情況具有重要的浸染。對靶噴霧是新近成長起來的高效低污染施藥新技能，AGTECH公司研制的“Tree-sense”智能噴霧器回收了“戈壁風暴”中利用的探測仇人坦克的三維圖像傳感器，它可以或許按照作物的間隔、形狀舉辦有效噴霧;DURAND WAYLAND公司的“Smart Spray”噴霧器、“Tree-see”噴霧器利用了先進的聲納系統來舉辦方針的精確定位，這些裝置精度高，但價值昂貴。按照我國國情，我們設計了紅外光電探測器來舉辦方針的探測，并團結高壓靜電使霧滴帶電，帶電的霧滴作定向舉動飛向植株，最后吸附在植株上，其擲中率顯著提高。這種紅外探測器研制本錢低、敏捷度高、體積小，加上與靜電團結，就會到達與上述系統基內情同的結果。
　　設計思路
　　本文主要報告紅外光電探測器的研制。紅外線是一種不行見光，回收專用的紅外發射管和吸收管，可以有效地防備周圍可見光的滋擾，舉辦無打仗探測，不損傷被測物體。該探測器安裝在電動小車上。紅外對靶噴霧主要用在棉花的幼苗期和生恒久間，當棉花處于幼苗期時，棉苗分手，對靶容易。當處于生恒久時，棉花的莖部有必然的高度，此時回收紅外線照射莖部，通過反射，確定方針。思量到棉農十分注重田間打點，棉田雜草很少，所以紅外光電探測器受到的滋擾很小，可以忽略。

　　圖1 紅外探測器的道理圖架

　　圖2 探測間隔

　　圖3 555狀態圖

　　圖4 紅外發射與吸收元件的偏向性
　　紅外光電探測器的設計
　　如圖1所示，LM567集成鎖相環路解碼器及其外圍元件構成鎖相電路。三極管V1、紅外線發射管H1及電阻R1、R9構成紅外線發射電路，鎖相電路的振蕩信號由LM567的⑤腳輸出，送至V1放大，驅動紅外線發射管發出方波信號。集成電路mA741、紅外吸收管H2及其外圍元件構成紅外線吸收電路，紅外線吸收管H2將吸收到的紅外線信號轉釀成自己阻值的變革，經電阻R3、電容C3耦合到mA741的②腳，由mA741舉辦放大，555電路、三極管V2及其外圍相關器件構成延遲輸出電路，用來節制電磁閥打開的時間，當探測到棉花時，LED綠燈亮，繼電器通電，常開觸點閉合，開始噴霧。
紅外線光電探測器探測棉花是靠紅外線反射來完成的，在設定的有效探測范疇內，假如沒有棉花，紅外線吸收管吸收不到反射紅外光信號，LM567的⑧腳輸出高電平,555的③腳輸出低電平，三極管V2截至，電磁閥封鎖不噴霧;當探測到棉花時，紅外線吸收管收到被棉花反射返來的紅外線信號，經轉換電路的轉換，送至放大電路μA741舉辦放大，其放大信號送至LM567的③腳與自己振蕩信號較量，當與自己振蕩信號同頻率時，LM567的⑧腳輸出低電平,555的③腳輸出高電平，三極管V2導通，繼電器通電，電磁閥打開開始噴霧。
　　為了防備隔行探測發生誤行動，可以通過調理探測有效間隔L(L2為了擔保噴頭打開時間，由555、R7、C9構成單穩態延遲電路如圖1。V2的輸出脈寬Tp0=R7·C9·ln3≈1.1R7·C9。假如在電路的暫穩態一連時間內有滋擾觸發脈沖，則該脈沖不起浸染，如圖3，這就擔保了電磁閥打開的時間。輸出脈寬Tp0可以通過R7調理。
　　在紅外發射與吸收中要思量到發射元件與吸收元件都存在著偏向性。因此存在著一個位置，在這個位置上傳感器可得到最大的敏捷度。別的，還存在著一個傳感器可以正常事情的范疇，如圖4所示。
　　操作LM567⑤腳脈沖信號驅動紅外發光管，除了操作鎖相環路解碼器LM567提高檢測敏捷度并消除太陽光等配景光的滋擾外， 0.1uf 50v，還能使紅外發光管在平均輸入功率穩定的環境下比直流驅動方法增加一倍的發射功率。在紅外探測器前端加紅外濾光片可去除可見光，使紅外光通過，進一步提高了抗滋擾本領。
　　結語
　　該電路的最大特點是實現了紅外線發射與吸收事情頻率的同步自動跟蹤，即紅外發射部門不設專門的脈沖產生電路，而直接從吸收部門的檢測電路引入脈沖(實為LM567的鎖相中心頻率信號)，既簡化了線路和調試事情，又防備了周圍情況變革和元件參數改變造成的收、發頻率紛歧致，使電路不變性和抗滋擾本領大大加強。該探測器在嘗試中取得了很好的結果，與非對靶噴霧對比大大提高了噴霧的擲中率。

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