基于LM567 音頻信號檢測功能

一、前言

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

這款DIP8 封裝的LM567，比較方便在面包板上進(jìn)行測試。

二、基本測試

1、搭建電路

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

▲ 圖1.2.1 測試電路原理圖

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

2、測試結(jié)果

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

根據(jù) LM567數(shù)據(jù)手冊，?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、檢測信號

使用 DG1062 可編程信號發(fā)生器，產(chǎn)生 10kHz，峰峰值為 1V 的正弦波，通過電容耦合到 LM567芯片。使用示波器第二通道測量 LM567 管腳 8，顯示信號檢測結(jié)果。可以看到當(dāng) 信號接入 LM567之后，管腳8 輸出低電平。當(dāng)沒有信號接入時(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)外部信號輸入之后，LM567的振蕩信號也被鎖定在 10kHz。沒有信號接入時(shí)，LM567的振蕩信號就有它的振蕩阻容參數(shù)決定。

根據(jù)LM567數(shù)據(jù)手冊顯示內(nèi)部功能框圖來看，這是由 LM567內(nèi)部振蕩電路是一個(gè)壓控振蕩器，在內(nèi)部檢測電路作用下，它可以與外部振蕩信號鎖定。因此，LM567信號檢測過程，也是對信號進(jìn)行鎖定的過程。

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

▲ 圖1.3.1 輸入信號與振蕩信號之間的關(guān)系

四、外部輸入信號

如果不讓LM567自行振蕩，?而是將一個(gè)外部振蕩信號通過C1耦合進(jìn) 管腳6.當(dāng)輸入信號幅值超過一定閾值之后，也會在管腳5 產(chǎn)生方波信號，示波器中黃色方波信號就是測量得到的 管腳5 的信號。然后在將另外一路正弦波信號從 耦合電容輸入，兩個(gè)信號之間相差 0.25Hz。這里顯示了三個(gè)信號，黃色方波信號是 管腳5出現(xiàn)的振蕩信號；?青色信號是正弦波信號?？梢钥吹剿c10kHz 之間出現(xiàn)了 0.25Hz 的頻率差。粉色信號是 LM567 第八管腳輸出信號。可以看到檢測輸出信號上下波動(dòng)，大約是 0.25Hz。

▲ 圖1.4.1 外部輸入信號與檢測信號的關(guān)系

? ? ? ? 只有當(dāng)兩個(gè)信號完全同相，輸出信號才會是低電平。由此可見，LM567是依靠內(nèi)部鎖相環(huán)振蕩電路才能夠穩(wěn)定的檢測到輸入信號的。

本文對于LM567 音頻信號檢測信號的功能進(jìn)行了初步測試，利用它內(nèi)部的鎖相環(huán)震蕩，可以對外部特定頻率范圍內(nèi)的信號進(jìn)行檢測，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條件下。