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楼宇对讲机新型产品原理分析及设计特点

发表时间:2012-5-8
    楼宇对讲机是通过系统,由中心总机控制,在出入口设置的,一种可以实现访客与住户对讲,减少意外发生的仪器,起到了保卫住户安全的作用。由于市场上生产厂商较多,质量参差不齐,严重影响了对讲机在使用过程中的推广与应用。今天介绍佛山市利优比安防器材有限公司的一种新型对讲机,该对讲机在设计上采用了简单的结构,方便操作,同时也减低了成本,在市场上引起了良好的反应。
  1 分机各部分的设计
  1.1 电源
  电源的设计如图1所示,电源是为了给电路各部分提供稳定有效的工作电压,图中R1是一个阻值为5Ω、额定功率为2 W的电阻,外部输入一个15 V的电压,经R1分压,对极性电容A1和普通电容C1充电,同时进入LM7805稳压管,再对极性电容A2和普通电容C2充电。实验证明,只要各电容值选择合适,便会在A点得到12 V的电压值,在B点得到5 V的电压值,分别提供给语音电路和单片机作为工作电压。
       1.2 主控电路
  该机型选用AT89S52单片机作为控制芯片,具体操作功能通过编写程序来实现。当单元楼梯口访客通过对讲主机呼叫住户时,其发出的信号便经过485总线再通过MAX485芯片传给单片机,AT89S52单片机收到该信号后就会在程序的控制下,在 P24管脚产生一个高电平,再通过电阻为三极管T3提供基极电流,T3导通,振铃工作,发出声音,呼叫住户。住户听到铃声后,可选择3种操作方式:开锁、监视、呼叫。"开锁"即给单片机及控制回路发出命令,直接打开单元门,让访客进来,这一操作适用于紧急情况。"监视"即打开视频设备,并给安装在单元门口的摄像头发出命令使其开始工作,然后通过安装在家中的显示器让住户看到单元门口的情况,即看看是谁来访,这一过程的实现是通过驱动P11口输出电路来实现的。"呼叫"即启动音频线路与访客进行通话,这一过程的实现是通过驱动P10口输出电路来实现的,如图4,图5所示。
  以上3种操作,不论住户进行哪种操作,即AT89S52单片机的P13,P14,P15三个管脚,不论哪个管脚被嵌拉成低电平,单片机都会在程序控制下,在P26管脚产生一低电平,占线指示灯亮,表明住户分机正在工作。
  1.3 视频电路
  当住户进行"监视"操作时,则驱动视频电路工作,如图3所示,在A点加15 V的工作电压,图2中"监视"键按下,P11口就会产生一高电平,通过电阻为T1管提供基极电流,T1导通,T2管也就有了基极电流,T2导通,在 LM7812稳压管的1端口,15 V电压经过一个管压降仍大致维持在15V左右,经过LM7812稳压管,在3端口就能得到一个较为稳定的电压值,为显示器提供稳定的工作电压,显示器 3,4端口用于接收从摄像头传送来的数据,这样住户便可通过显示器看到单元门口的情况。
  1.4 音频电路
  当用户进行"呼叫"操作时,则驱动音频电路工作,如图4所示。同理,P10口产生一高电平导通T2和T3,B点加12 V电压,C点就会得到大致12 V的电压值,为音频电路提供工作电压。
  音频电路的主要部分如图5所示,图4中得到的VDD电压经过稳压处理后再接入该线路。如图,住户在活筒MIC处说话,声音经话筒处理成为电信号进入线路,经过极性电容C31再进入放大器U6A,其放大倍数可通过调整电阻R38和R42的值来实现。信号经U6A放大后到其1端口,再由跟随器U6C 输出到D端,再转换为声音信号,让访客听到。若访客说话,其声音处理成电信号后则从D端输入,经过极性电容C34再进入放大器U6C,其放大倍数可通过调整电阻R45和R46的值来实现。信号放大后传输到E点,再转换为声音信号,经扬声器输出,让住户听到。这样,就实现了住户与访客之间的对话。
  2 仿真测试
  2.1 波形测试
  首先,利用Multisim软件对线路进行输入输出波形测试。人声频率大致在90~3 000 Hz范围内,本文中选用1 000 Hz作为测试频率,如图5所示,在MIC端输入1 000 Hz的正弦波,相当于住户对访客说话,调整R38和R42的阻值使U6A的放大倍数为12,则在D端得到的输出波形如图6所示。
  若访客对住户说话,相当于在D端输入一正弦波,调整R45和R46的阻值使U6B的放大倍数为2,亦可在E端得到一输出波形,如图7所示.
  由于消噪电容C35的作用,输出波形较之输入波形可能会有所时延,可通过调整C35电容值的大小来控制时延。
  2.2 实物测试
  将该线路各部分制成线路板,组装制成整机,并编写程序烧写进AT89S52单片机,在实验室进行了完整的测试。测试结果表明,该机型音质良好,实时性好。

      通过公司的实验验证,该产品设计简单,声音真实且无杂音,具有良好的发展前景,也符合用户对对讲机性能的需求。
  
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