基于LM567 音頻信號(hào)檢測(cè)功能

一、前言

在制作電子錐桶中，需要能夠檢測(cè)到 20kHz 的電磁導(dǎo)航信號(hào)，用于統(tǒng)一復(fù)位電子錐桶指示狀態(tài)。為了降低檢測(cè)成本，測(cè)試?yán)?LM567[2] ?音頻信號(hào)檢測(cè)芯片來(lái)檢測(cè)電磁導(dǎo)航信號(hào)。這款DIP8 封裝的LM567，比較方便在面包板上進(jìn)行測(cè)試。

這款DIP8 封裝的LM567，比較方便在面包板上進(jìn)行測(cè)試。

二、基本測(cè)試

1、搭建電路

根據(jù) LM567 數(shù)據(jù)手冊(cè)，設(shè)計(jì)測(cè)試電路。工作電壓去 5V，外部檢測(cè)信號(hào)通過(guò)電容耦合到 LM567 管腳3，可以在管腳6，5 測(cè)量到芯片振蕩信號(hào)。通過(guò) 管腳 8 測(cè)量輸出信號(hào)。下面在面包板上構(gòu)建該電路。

▲ 圖1.2.1 測(cè)試電路原理圖

??電路元器件比較少，在面包板上搭建測(cè)試電路。除了輸入電容之外，其它元器件都按照在電路板上了。下面對(duì)其基本功能進(jìn)行測(cè)試。工作電壓使用5V。

2、測(cè)試結(jié)果

上電后，電路耗電 7mA 左右。?首先使用示波器，測(cè)量振蕩信號(hào)。分別測(cè)量 管腳6，管腳5 振蕩信號(hào)。管腳5 為方波信號(hào)，管腳類(lèi)是三角波動(dòng)信號(hào)，信號(hào)的頻率為 10.49kHz左右。這說(shuō)明該電路已經(jīng)能夠工作了。

根據(jù) LM567數(shù)據(jù)手冊(cè)，?振蕩頻率由 R1,C1參數(shù)決定。根據(jù)電路圖中的參數(shù)，電路振蕩頻率應(yīng)該是 9091Hz，這與實(shí)際振蕩頻率有 10%的差別。估計(jì)是由與器件參數(shù)誤差引起的。

三、檢測(cè)信號(hào)

使用 DG1062 可編程信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生 10kHz，峰峰值為 1V 的正弦波，通過(guò)電容耦合到 LM567芯片。使用示波器第二通道測(cè)量 LM567 管腳 8，顯示信號(hào)檢測(cè)結(jié)果。可以看到當(dāng) 信號(hào)接入 LM567之后，管腳8 輸出低電平。當(dāng)沒(méi)有信號(hào)接入時(shí)，LM567 管腳8 輸出高電平。另外還有一個(gè)現(xiàn)象，那就是當(dāng)外部信號(hào)輸入之后，LM567的振蕩信號(hào)也被鎖定在 10kHz。沒(méi)有信號(hào)接入時(shí)，LM567的振蕩信號(hào)就有它的振蕩阻容參數(shù)決定。

根據(jù)LM567數(shù)據(jù)手冊(cè)顯示內(nèi)部功能框圖來(lái)看，這是由 LM567內(nèi)部振蕩電路是一個(gè)壓控振蕩器，在內(nèi)部檢測(cè)電路作用下，它可以與外部振蕩信號(hào)鎖定。因此，LM567信號(hào)檢測(cè)過(guò)程，也是對(duì)信號(hào)進(jìn)行鎖定的過(guò)程。

下面通檢測(cè)輸入信號(hào)，振蕩信號(hào)以及 LM567檢測(cè)輸出信號(hào)。改變 輸入信號(hào)的頻率，可以看到在 9.5kHz 到11kHz 之間，LM567都能夠鎖定外部輸入信號(hào)的頻率。鎖定后，輸出為 低電平。一旦沒(méi)有鎖定，則輸出膏電平。

▲ 圖1.3.1 輸入信號(hào)與振蕩信號(hào)之間的關(guān)系

四、外部輸入信號(hào)

如果不讓LM567自行振蕩，?而是將一個(gè)外部振蕩信號(hào)通過(guò)C1耦合進(jìn) 管腳6.當(dāng)輸入信號(hào)幅值超過(guò)一定閾值之后，也會(huì)在管腳5 產(chǎn)生方波信號(hào)，示波器中黃色方波信號(hào)就是測(cè)量得到的 管腳5 的信號(hào)。然后在將另外一路正弦波信號(hào)從 耦合電容輸入，兩個(gè)信號(hào)之間相差 0.25Hz。這里顯示了三個(gè)信號(hào)，黃色方波信號(hào)是 管腳5出現(xiàn)的振蕩信號(hào)；?青色信號(hào)是正弦波信號(hào)?？梢钥吹剿c10kHz 之間出現(xiàn)了 0.25Hz 的頻率差。粉色信號(hào)是 LM567 第八管腳輸出信號(hào)?？梢钥吹綑z測(cè)輸出信號(hào)上下波動(dòng)，大約是 0.25Hz。

▲ 圖1.4.1 外部輸入信號(hào)與檢測(cè)信號(hào)的關(guān)系

? ? ? ? 只有當(dāng)兩個(gè)信號(hào)完全同相，輸出信號(hào)才會(huì)是低電平。由此可見(jiàn)，LM567是依靠?jī)?nèi)部鎖相環(huán)振蕩電路才能夠穩(wěn)定的檢測(cè)到輸入信號(hào)的。

本文對(duì)于LM567 音頻信號(hào)檢測(cè)信號(hào)的功能進(jìn)行了初步測(cè)試，利用它內(nèi)部的鎖相環(huán)震蕩，可以對(duì)外部特定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，這個(gè)頻率范圍應(yīng)該是由 LM567鎖相環(huán)振蕩器外圍阻容參數(shù)決定。它不能夠工作在外部輸入信號(hào)條件下。