內(nèi)江師范學(xué)院 胡新新

汽車語音電子喇叭設(shè)計(jì)

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本文設(shè)計(jì)的汽車語音電子喇叭采用以集成電路為核心的，由語言產(chǎn)生電路、自激多諧振蕩器、電源延時(shí)電路以及音頻功率放大器四大部分組成。該語音喇叭實(shí)現(xiàn)在嚴(yán)禁鳴笛的繁華區(qū)，將電子喇叭與原汽車?yán)绒D(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，按動(dòng)原車方向盤上的喇叭按鈕，就會(huì)發(fā)出“請(qǐng)讓路，謝謝！”語言提醒聲，以此引起駕駛員重視，并及時(shí)避讓，同時(shí)，語音提示裝置還可以提醒周圍非機(jī)動(dòng)車和行人注意安全，既便利又新穎。

語音電子喇叭；集成電路；自激振蕩器；HL-169A

1.引言

現(xiàn)今，汽車進(jìn)入普通大眾的家庭已成為了當(dāng)今的潮流。汽車?yán)仁瞧嚨囊繇懶盘?hào)裝置，在汽車的行駛過程中，駕駛員根據(jù)需要和規(guī)定發(fā)出必需的音響信號(hào)，警告行人和引起其他車輛注意，保證交通安全，同時(shí)還用于催行與傳遞信號(hào)。但是城市道路尤其是繁華區(qū)嚴(yán)禁鳴笛，如何在這些區(qū)域發(fā)出語音警示信號(hào)卻不造成噪聲污染是目前電子喇叭研究一個(gè)熱點(diǎn)。因此本文設(shè)計(jì)了一款汽車語音電子喇叭，可以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)禁鳴笛的區(qū)域內(nèi)，通過切換電子喇叭與原汽車?yán)绒D(zhuǎn)換開關(guān)，替代原車的喇叭使用。

2.語音喇叭電路設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)指標(biāo)要求

要求設(shè)計(jì)一款在嚴(yán)禁鳴笛的區(qū)域內(nèi)，替代原車的喇叭使用的汽車電子喇叭，具體設(shè)計(jì)指標(biāo)如下：

（1）供電電源為12V；

（2）電路以集成電路為核心；

（3）語音電子喇叭的啟動(dòng)開關(guān)使用原車上的喇叭開關(guān)；

（4）每按一次喇叭發(fā)出5次語音提示聲音。

2.2 語音喇叭電路具體設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的汽車電子喇叭采用以集成電路為核心的，是由語言產(chǎn)生電路、自激多諧振蕩器、電源延時(shí)電路以及音頻功率放大器四大部分組成，具體的原理圖如圖1所示。

2.2.1 電源延時(shí)模塊

設(shè)計(jì)中由于采用的是2.8秒語音集成電路[1]，不能每3秒按一次喇叭按鈕，并且按動(dòng)過于頻繁會(huì)影響司機(jī)注意力。因此在本次設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了15秒的電源延時(shí)電路，這樣每按一次開關(guān)AN電路就能延時(shí)15s。

電源延時(shí)電路如圖2所示。電源延時(shí)電路是由小型直流繼電器、2個(gè)PNP型三極管、按鍵、電阻、電容、單刀單擲開關(guān)和單刀雙擲開關(guān)組成，其中單刀雙擲開關(guān)K1是換電子喇叭與原汽車?yán)绒D(zhuǎn)換的開關(guān)，K1開關(guān)撥向左邊接通原汽車上的機(jī)械喇叭，開關(guān)往右邊撥動(dòng)接通電子語音喇叭。當(dāng)使用的汽車電子喇叭的電源電壓為12V時(shí)，按動(dòng)開關(guān)AN，電容C1很快就被充電，此時(shí)PNP型三極管V1、V2立即導(dǎo)通，引起繼電器線圈有了得電的動(dòng)作，繼電器的常開觸點(diǎn)K2開始閉合，且保持吸合15s向語言發(fā)聲電路供電。其延時(shí)時(shí)間是由C1及R1的值決定。C1的耐壓值應(yīng)≥400V，R1的功率應(yīng)≥2W，AN按鈕開關(guān)可選用K-18型的，繼電器的型號(hào)為JZC-22FA型。

2.2.2 自激多諧振蕩器模塊

自激多諧振蕩器是由NE555時(shí)基集成電路、電容、電阻等組成的。自激多諧振蕩器[1]的電路如圖3所示。

圖1 汽車語音電子喇叭原理圖

圖2 電源延時(shí)電路

圖3 自激多諧振蕩器

圖4 語言產(chǎn)生電路

圖5 音頻功率放大器

2.2.3 語言產(chǎn)生電路模塊

語言產(chǎn)生電路如圖4所示。語言集成電路[1]是由HL-169A集成電路、電容、電阻、穩(wěn)壓二極管等組成。其中，HL-169A集成電路采用軟封裝形式制作在一塊小印制電路板上，它內(nèi)儲(chǔ)“請(qǐng)讓路，謝謝！”語音聲。自激多諧振蕩器每輸出一次高電平集成電路HL-169A的觸發(fā)端TG獲得正脈沖觸發(fā)信號(hào)，其內(nèi)部電路開始工作，然后通過輸出端輸出一遍內(nèi)儲(chǔ)的“請(qǐng)讓路，謝謝”語音信號(hào)。故每按一次喇叭發(fā)聲電路電源接通15s，產(chǎn)生5次高電平，觸發(fā)HL-169A集成電路發(fā)出5次語言聲。

2.2.4 音頻功率放大器模塊

3.結(jié)論

噪音對(duì)人體的主要危害是損傷聽覺系統(tǒng)。當(dāng)噪音強(qiáng)度超過100分貝時(shí)，即能造成聽覺損傷，致使工作、學(xué)習(xí)、生活中感到聽覺困難。而噪音很大程度來源于交通的運(yùn)輸和車輛的鳴笛，因此在城市的繁華區(qū)或者一些特定的區(qū)域內(nèi)都嚴(yán)禁車輛鳴笛。本文設(shè)計(jì)的汽車電子喇叭是一種有別于傳統(tǒng)機(jī)械式的汽車?yán)?，多次采用集成電路模塊，完成電子喇叭發(fā)出語言聲音的任務(wù)，消除機(jī)械喇叭造成的噪聲污染。元器件組裝在電路板上后，調(diào)節(jié)可變電阻的大小，使繼電器的常開觸點(diǎn)在按動(dòng)電子喇叭按鈕瞬間接通，喇叭能連續(xù)發(fā)出5次完整的語言聲。本語音電子喇叭不僅操作簡單，還具有很高的效率，與傳統(tǒng)機(jī)械喇叭相比，具有壽命很長，穩(wěn)定性高，性價(jià)比高等特點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用方面的價(jià)值也更高。

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