基于MK7A23P混合脈寬方式調(diào)節(jié)音量的警報(bào)器設(shè)計(jì)

隨著報(bào)警器的多樣化和廣泛應(yīng)用，有效地控制各種事故的發(fā)生。不同的應(yīng)用場(chǎng)合要求不同的音源，因此對(duì)報(bào)警音源的種類要求越來(lái)越多。
警報(bào)器輸出音量大，通常在120 dB以上，因此輸出功率大，如果音量調(diào)節(jié)采用線性方式，效率僅為40％～60％，損耗功率大所需要的散熱片面積也大，不利于安裝和節(jié)能。
因此通常采用開關(guān)方式調(diào)節(jié)音量，效率可達(dá)85％～95％，但現(xiàn)有的警報(bào)器調(diào)節(jié)音量時(shí)音色改變，音量越小音色改變?cè)酱?，且整體電路復(fù)雜。因此需要開發(fā)一種調(diào)節(jié)音量時(shí)音色不變、效率高、可產(chǎn)生多種報(bào)警音源，且電路簡(jiǎn)單的大功率報(bào)警器。
文中分析了國(guó)際上通用的各種報(bào)警音源的基礎(chǔ)上，提出了一種混合開關(guān)方式調(diào)節(jié)音量的方法，并利用MK7A23P單片機(jī)以脈寬方式調(diào)節(jié)音量，解決了上述問(wèn)題。MK7A23P單片機(jī)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，內(nèi)含RC振蕩器、WDT及復(fù)位電路，有ADC和PWM發(fā)生器，與其他系列單片機(jī)相比，省去了很多外圍元件，且價(jià)格低廉，適于各種工業(yè)控制器。
因此利用MK7A23P設(shè)計(jì)的大功率警報(bào)器，整體電路簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定，提高了生產(chǎn)能力和產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。

1 利用MK7A23P組成的大功率警報(bào)器
1．1 國(guó)際上通用的報(bào)警音源分析
表1中列出了國(guó)際上通用的幾種報(bào)警音源的頻率和用途。

報(bào)警音源雖然種類多，但可分為3大類：一是兩種頻率改變狀態(tài)；二是頻率快速連續(xù)改變狀態(tài)；三是頻率慢速漸變狀態(tài)。圖1表示典型的3種音源的波形圖，這種波形可通過(guò)編程的方法得到高穩(wěn)定度的音源。

通過(guò)分析可知所有的音源為占空比為50％的方波，因此可利用調(diào)節(jié)脈沖寬度的方法調(diào)節(jié)音量。
1．2 常用的開關(guān)調(diào)節(jié)音量的方法及缺點(diǎn)
通常使用的脈寬方式調(diào)節(jié)音量的方法有兩種：一是在音源信號(hào)的每個(gè)周期內(nèi)按照衰減要求比例衰減高電平時(shí)間，實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)節(jié)。由于頻率不變，因此基頻不變，但平均電壓降低從而可調(diào)節(jié)音量，如圖2所示。這種方法如果使用硬件電路實(shí)現(xiàn)，則電路比較復(fù)雜，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，則進(jìn)行乘除法計(jì)算，要求運(yùn)行速度很快。

二是音源信號(hào)和占空比可調(diào)的信號(hào)相乘也可實(shí)現(xiàn)脈寬調(diào)節(jié)，但相乘的信號(hào)頻率應(yīng)在15 kHz以上，圖3所示。