摘 要：文章詳細介紹了一款短距離遺物提醒器的設(shè)計，并用常用的電子元器件進行了各部分電路的設(shè)計，實現(xiàn)了遺物提醒器的全部電路功能。該系統(tǒng)是通過對接收到發(fā)射器發(fā)射的無線信號的強弱來控制蜂鳴器的報警，即接收端接收到高頻發(fā)射器發(fā)出的信號且強度大于等于“門限”電壓值后，系統(tǒng)不會報警；反之，接收到的信號太弱且小于“門限”電壓值后，蜂鳴器立即報警。該設(shè)計具有一定的實用與推廣價值。

關(guān)鍵詞：遺物提醒器；高頻發(fā)射電路；高頻接收放大電路；報警系統(tǒng)

1 概述

隨著生活節(jié)奏的加快和工作任務(wù)的繁瑣，人們往往容易犯“暫時遺忘癥”的現(xiàn)象；比如：有人在打出租車或自駕車時，把自己的物品放在車內(nèi)里，當下車離開時，容易將自己的物品遺忘在車內(nèi)；還有年輕的父母常常會粗心與自己的小孩走散或遺忘在某地而大為著急等等；如果有種電子設(shè)備能在人們遺忘或脫離開自己貴重物品的關(guān)鍵時刻及時提醒主人，這不失為一種友好、忠實的“朋友”，為此，我們設(shè)計出來一套“遺物提醒系統(tǒng)”來有效的幫助人們及時挽回因一時粗心大意所來帶的不必要的損失。

2 系統(tǒng)設(shè)計方案

本設(shè)計主要由高頻信號發(fā)射系統(tǒng)[1]、高頻信號接收系統(tǒng)[1]和電壓比較報警系統(tǒng)[2]三大部分構(gòu)成。如圖1所示：高頻發(fā)射系統(tǒng)主要由LC高頻正弦波振蕩電路[3]并通過天線發(fā)射出去。高頻接收系統(tǒng)主要由LC調(diào)諧放大電路[3]、檢波電路[4]、直流放大器[5]組成。電壓比較報警系統(tǒng)是由555觸發(fā)器電路構(gòu)成。

由于接收到的高頻信號經(jīng)調(diào)諧放大器放大后的電壓依然較小，不足以和比較器的門限電壓進行比較，所以我們就將放大后的高頻信號進行檢波取出直流電壓再通過運算放大器進行精準放大，使其能達到比較器“門限”電壓值的要求；當電壓值大于或等于“門限”電壓值時，比較電路輸出低電平蜂鳴器不報警，反之，當電壓值小于門限電壓值時比較電路輸出高電平蜂鳴器立即報警。通過這種方法也能使系統(tǒng)對信號的接收距離進行有限的調(diào)整。

3 電路設(shè)計

3.1 高頻信號源電路

在眾多的LC振蕩電路中，我們選用了高頻率穩(wěn)定度高的石英晶體振蕩器。當振蕩器的工作頻率fg等于晶體的串聯(lián)諧振頻率f0時，晶體振蕩器的阻抗近似為零，相移位零，形成正反饋，滿足振幅和相位條件，產(chǎn)生7MHz的振蕩[6]。

3.2 小信號調(diào)諧放大器

我們選用的是由LC組成的單調(diào)諧回路諧振放大器[7]。該放大器具有較高的電壓增益和良好的選擇性，在諧振頻率f0=1/2？仔■時，放大器的放大倍數(shù)最大。放大器工作于甲類，C1、C5是輸入、輸出耦合電容，L1、L2、C3、C4是諧振在7MHz的諧振回路。

3.3 檢波電路

我們采用的是二極管包絡(luò)檢波電器[4]。該電路簡單，易于實現(xiàn)。電路由二極管D及RC低通濾波器組成。

3.4 直流放大電路

我們采用的是由741組成的集成運算放大器電路[5]。該電路設(shè)計簡單，易于實現(xiàn)對信號的精準放大。它的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為

U0=（1+■）Ui R2=R1//RF

改變RF的阻值即可改變電路的電壓放大倍數(shù)。

3.5 電壓比較報警系統(tǒng)

該電路主要是由555構(gòu)成的觸發(fā)比較器[2]。如圖2所示：當電路②號腳輸入信號電壓的有效值大于等于④號腳固定電壓值（5V）的1/3時，即“門限”值為1.67V時，電壓比較器電路輸出端③號腳輸出為低電平，此時蜂鳴器不會發(fā)聲；只有當②號腳接收到信號電壓的有效值小于1.67V時，電路輸出端③號腳由低電平變?yōu)楦唠娖讲Ⅱ?qū)動蜂鳴器發(fā)聲（報警）。

4 系統(tǒng)調(diào)試與分析

4.1 高頻振蕩及發(fā)射電路的調(diào)試

調(diào)節(jié)電位器RV2，使晶體管進入放大狀態(tài)，微調(diào)C5使電路諧振在7MHz。通過對電路的反復(fù)調(diào)節(jié)利用示波器監(jiān)測輸出波形，使電路產(chǎn)生頻率為7MHz、電壓VPP=8V左右穩(wěn)定正弦波。

4.2 小信號調(diào)諧放大器的調(diào)試

接上掃頻儀[7]，調(diào)節(jié)微調(diào)電容C3使調(diào)諧放大器電路的中心頻率為7MHz、增益為32db左右即可。

4.3 短距離高頻發(fā)射與接收報警系統(tǒng)的調(diào)節(jié)

將發(fā)射器與接收器分別擺放在相隔3米的距離，調(diào)節(jié)發(fā)射器與接收器的天線，使接收電路接收到7MHz、電壓為VPP=560mV的信號，此時，檢波輸出為0.15V的直流電壓，再調(diào)節(jié)運算放大器的RF使輸出UO=1.67V，剛好等于報警系統(tǒng)的“門限”值，此時電壓比較器電路輸出端還為低電平蜂鳴器不響；只有當發(fā)射器移開并大于3米距離后，接收信號減小，且小于“門限”電壓值時，電壓比較器電路輸出端將由低電平變?yōu)楦唠娖讲Ⅱ?qū)動蜂鳴器立刻發(fā)聲（報警）。

5 結(jié)束語

通過對遺物提醒器的系統(tǒng)設(shè)計、制作與實驗驗證，該系統(tǒng)能在3米內(nèi)接收到7MHz的較強信號，并使信號電壓大于等于1.67V的“門限”電壓，蜂鳴器沒有發(fā)聲；移開發(fā)射器于3米之外時，蜂鳴器立刻發(fā)聲（報警）。該設(shè)計成功實現(xiàn)了短距離的有效報警功能，即遺物提醒器功能。

參考文獻

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[7]余江，何光譜，盧林菊.高頻電子線路實驗指導(dǎo)[M].武漢大學(xué)出版社，2014：1-19.

作者簡介：余江（1964-），男，高級實驗師，主要從事電子技術(shù)實驗教學(xué)工作。