摘 要 本文提出了一種利用計(jì)算機(jī)聲卡，配合繼電器控制電路實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境或?qū)ο蟮慕】当O(jiān)測(cè)。并討論了電路設(shè)計(jì)的具體方案，給出了PSpice模擬仿真結(jié)果。仿真結(jié)果表明：該報(bào)警電路簡(jiǎn)單可靠實(shí)用，完全可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能?；诼暱ǖ穆暪鈭?bào)警裝置現(xiàn)已在橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 聲卡 繼電器控制 聲光報(bào)警 PSpice 0、引言 在健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，報(bào)警模塊是系統(tǒng)非常重要的模塊之一。在傳統(tǒng)的報(bào)警系統(tǒng)中，報(bào)警功能由專(zhuān)用儀器來(lái)實(shí)現(xiàn)。上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)和報(bào)警儀器并存于工作現(xiàn)場(chǎng)無(wú)疑造成了資源的浪費(fèi)，本文正是基于此，設(shè)計(jì)了一種基于計(jì)算機(jī)聲卡的報(bào)警裝置。該裝置簡(jiǎn)單可靠實(shí)用、成本低廉，完全能實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警功能，是健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中一種性?xún)r(jià)比較高的裝置。 1、設(shè)計(jì)目標(biāo) 設(shè)計(jì)一個(gè)報(bào)警電路，該電路與計(jì)算機(jī)聲卡相連，計(jì)算機(jī)聲卡的輸出信號(hào)為其輸入信號(hào)。當(dāng)計(jì)算機(jī)聲卡有輸出時(shí)，電路中的繼電器線(xiàn)圈導(dǎo)通吸合，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，反之，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。將繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)串入聲光報(bào)警器的工作回路中，可以控制聲光報(bào)警器的工作狀態(tài)。電路的原理框圖如圖1所示。 2、聲卡的輸出信號(hào) 聲卡的輸出信號(hào)是極其微弱的信號(hào)，音箱的工作原理是將聲卡的輸出信號(hào)先經(jīng)過(guò)功放進(jìn)行放大，然后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器來(lái)發(fā)聲的。同理，要設(shè)計(jì)一個(gè)報(bào)警裝置，首先要做的就是對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。 聲卡的輸出信號(hào)與電腦播放的音頻文件關(guān)系密切。當(dāng)播放音樂(lè)和電影等文件時(shí)，聲卡的輸出為脈動(dòng)成分很高的電平信號(hào)，用示波器觀(guān)察的波形跳變激烈，其幅值電平大概在50mV～2V左右。為了保證電路中的固體繼電器的正常工作，本電路中采用標(biāo)準(zhǔn)的正弦信號(hào)?？紤]到音頻文件的頻率特性和放大電路的帶寬等因素，利用Test Tone Generator軟件產(chǎn)生一個(gè)頻率為1K Hz，振幅為0.5V的正弦信號(hào)。如圖2所示。 3、設(shè)計(jì)方案及Orcad PSpice模擬仿真[1]結(jié)果 對(duì)聲卡輸出信號(hào)的放大，有兩種方案。第一種方案是用二極管、三極管、電阻、電容等元器件直接搭建；第二種方案利用集成運(yùn)放搭建。 3.1 基于三極管等元器件的放大電路及仿真結(jié)果 基于三極管等元器件的放大電路[2] [3]如圖3所示，其Pspice仿真結(jié)果如圖4所示。 電路的工作原理為：輸入信號(hào)通過(guò)三極管放大電路放大后，再經(jīng)過(guò)整流和濾波，得到一個(gè)比較穩(wěn)定的電平信號(hào)（見(jiàn)仿真圖上的紅色曲線(xiàn)）。理想情況下，該電平信號(hào)使三極管Q2飽和導(dǎo)通，繼電器J（額定電壓為12V）開(kāi)始工作。事實(shí)上，由于受到電壓等因素的限制，經(jīng)整流和濾波后得到的電平信號(hào)上升時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，壓降偏?。?4V），難以得到理想的效果。如果增加放大電路的級(jí)數(shù)，雖然可以提高壓降，但是級(jí)數(shù)增加了，各級(jí)電路的工作點(diǎn)難以確定，這樣就很難保證各個(gè)三極管正常工作。 于是，想到采用運(yùn)放，這樣很好地簡(jiǎn)化了電路。 3.2 基于運(yùn)放的放大電路及仿真結(jié)果 基于運(yùn)放的放大電路[4]如圖5所示，其Pspice仿真結(jié)果如圖6所示。 電路的工作原理同上，從它的仿真曲線(xiàn)來(lái)看，該電路能提供一個(gè)理想的偏置電壓（接近10V），該電壓能確保三極管和繼電器正常工作。 所以在實(shí)際制作時(shí)采用了第二種方案。 4、結(jié)論 實(shí)踐證明，采用運(yùn)放搭建放大電路是成功的，在此基礎(chǔ)上制作的聲光報(bào)警裝置工作正常，效果理想，能滿(mǎn)足實(shí)際需求，并在橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。 參考文獻(xiàn) [1] 賈新章等. OrCAD/PSpice 9實(shí)用教程.西安電子科技大學(xué)出版社.2001 [2] 楊素行等.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程.高等教育出版社.1998. [3] 閻石等.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）.高等教育出版社.2006 [4] Donald A.Neamen,電子電路分析與設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社.2003 Abstract The article presents a circuit of sound-light alarm based on the sound card of computer and relay controlling circuit. What’s more, the detailed plan is brought forward and the simulated result based on PSpice is put forward in this paper. The result demonstrates that the alarm circuit is simple, reliable and practical. The sound-light alarm based on the sound card of computer has being used in the monitor system of bridge’s health. Keywords Sound card relay control sound-light alarm PSpice 作者簡(jiǎn)介： 董海兵（1980-），男，湖北蘄春人，重慶大學(xué)光電技術(shù)及系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室碩士研究生畢業(yè)，現(xiàn)任湖南工學(xué)院教師。主要從事自動(dòng)控制、光電技術(shù)等方面的研究工作。