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LM567通用音调译码器集成电路工作原理及应用

LM567通用音调译码器集成电路工作原理及应用
567为通用音调译码器 ， 当输入信号于通带内时提供饱和晶体管对地开关 ， 电路由I与Q检波器构成 ， 由电压控制振荡器驱动振荡器确定译码器中心频率 。用外接元件独立设定中心频率带宽和输出延迟 。
主要用于振荡、调制、解调、和遥控编、译码电路 。如电力线载波通信,对讲机亚音频译码 ， 遥控等 。

【LM567通用音调译码器集成电路工作原理及应用】


用外接电阻20比1频率范围
逻辑兼容输出具有吸收100mA电流吸收能力 。
可调带宽从0%至14%
宽信号输出与噪声的高抑制
对假信号抗干扰
高稳定的中心频率
中心频率调节从0.01Hz到500kHz
电源电压5V--15V ， 推荐使用8V 。
应用举例：输入端接104电容 ， 输出端接上拉电阻10K ， C1、C2为1uF 。R1、C1决定振荡频率 ， 一般C1为104电容 ， R1为10K--200K 。电源电压为8V 。
单通道红外遥控电路
在不需要多路控制的应用场合 ， 可以使用由常规集成电路组成的单通道红外遥控电路 。这种遥控电路不需要使用较贵的专用编译码器 ， 因此成本较低 。
单通道红外遥控发射电路如图1所示 。在发射电路中使用了一片高速CMOS型四重二输入“与非”门74HC00 。其中“与非”门3、4组成载波振荡器 ， 振荡频率f0调在38kHz左右；“与非”门1、2组成低频振荡器 ， 振荡频率f1不必精确调整 。f1 对f0进行调制 ， 所以从“与非”门4输出的波形是断续的载波 ， 这也是经红外发光二极管传送的波形 。几个关键点的波形如图2所示 ， 图中B′波形是A点不加调制波形而直接接高电平时B点输出的波形 。由图2可以看出 ， 当A点波形为高电平时 ， 红外发光二极管发射载波；当A点波形为低电平时 ， 红外发光二极管不发射载波 。这一停一发的频率就是低频振荡器频率f1 。在红外发射电路中为什么不采用价格低廉的低速CMOS四重二输入“与非”门CD4011 ， 而采用价格较高的74HC00呢？主要是由于电源电压的限制 。红外发射器的外壳有多种多样 ， 但电源一般都设计成3V ， 使用两节5号或7号电池作电源 。虽然CD4011的标称工作电压为3～18V ， 但却是对处理数字信号而言的 。因为这里CMOS“与非”门是用作振荡产生方波信号的 ， 即模拟应用 ， 所以它的工作电压至少要4.5V才行 ， 否则不易起振 ， 影响使用 。而74HC系列的CMOS数字集成电路最低工作电压为2V ， 所以使用3V电源便“得心应手”了 。74HC00的引脚功能如图3所示 。

 

图4为红外接收解调控制电路 。图中 ， IC1是LM567 。LM567是一片锁相环电路 ， 采用8脚双列直插塑封 。其⑤、⑥脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f2 ， f2≈1/1.1RC 。其①、②脚通常分别通过一电容器接地 ， 形成输出滤波网络和环路单级低通滤波网络 。②脚所接电容决定锁相环路的捕捉带宽：电容值越大 ， 环路带宽越窄 。①脚所接电容的容量应至少是②脚电容的2倍 。③脚是输入端 ， 要求输入信号≥25mV 。⑧脚是逻辑输出端 ， 其内部是一个集电极开路的三极管 ， 允许最大灌电流为100mA 。LM567的工作电压为4.75～9V ， 工作频率从直流到500kHz ， 静态工作电流约8mA 。LM567的内部电路及详细工作过程非常复杂 ， 这里仅将其基本功能概述如下：当LM567的③脚输入幅度≥25mV、频率在其带宽内的信号时 ， ⑧脚由高电平变成低电平 ， ②脚输出经频率/电压变换的调制信号；如果在器件的②脚输入音频信号 ， 则在⑤脚输出受②脚输入调制信号调制的调频方波信号 。在图4的电路中我们仅利用了LM567接收到相同频率的载波信号后⑧脚电压由高变低这一特性 ， 来形成对控制对象的控制 。

弄清了LM567的基本工作原理和功能后 ， 再来分析图4电路便非常简单了 。IC1是红外接收头 ， 它接收发射器发出的红外信号 ， 其中心频率与发射器载波频率f0相同 ， 经IC1解调后 ， 在输出端OUT输出频率为f1的方波信号 ， 也就是与图1中A点波形相同的信号 。我们将LM567的中心频率调到与发射器中“与非”门1、2振荡频率相同 ， 即使f2= f1 。则当发射器发射信号时 ， LM567便开始工作 ， ⑧脚由高电平变为低电平 ， 利用这个变化的电平便可去控制各种对象 。利用图4的电路 ， 我们可以做成遥控开关 ， 遥控家里的各种家用电器 。
实际上 ， 利用图1和图4所示的电路 ， 我们也可以较容易地将其改造成多路遥控电路 。方法是：在发射器（图1）中将电阻R＊变成若干挡不同的数值 ， 由此形成若干种频率不同的调制信号；在接收电路中 ， 设置若干只LM567 ， 其输入均来自红外接收头 ， 各个LM567的振荡频率不同但与发射端一一对应 。这样当发射器按压不同的按钮 ， 接入不同的调制信号时 ， 在接收端对应的LM567的⑧脚的电平就会发生变化 ， 由此形成多路控制 。严格说来 ， 这属于一种频分多路 ， 与数字编译码多路控制相比 ， 缺点是调试比较复杂 。但在有些场合 ， 如在多路报警中 ， 也有其一席之地 。因在报警应用场合中 ， 需要解决两路以上同时报警的问题时 ， 用时分多路存在复杂的同步问题 ， 在频宽允许的情况下用频分多路则很容易解决 。
超声波遥控电路
1、超声波遥控电灯开关
这种遥控开关 ， 电路简单 ， 且免调试 ， 非常适合初学者制作 。
一、工作原理
为发射电路 。电路采用分立器件构成 ， VT1和VT2以及R1~ R4、C1、C2构成自激多谐振荡器 ， 超声发射器件B被联接在VT1和VT2的集电极回路中 ， 以推挽形式工作 ， 回路时间常由R1、C1和R4、C2确定 。超声发射器件B的共振频率使多谐振荡电路触发 。因此 ， 本电路可工作在最佳频率上 。


(图2)为接收电路 ， 结型场效应VT1构成高输入阻抗放大器 ， 能够很好地与超声接收器件B相匹配 ， 可获得较高接收灵敏度及选频特性 。VT1采用自给偏压方式 ， 改变R3即可改变VT1的表态工作点 ， 超声接收器件B将接收到的超声波转换为相应的电信号 ， 经VT1和VT2两极放大后 ， 再经VD1和VD2进行半波整流变为直流信号 ， 由C3积分后作用于VT3和基极 ， 使VT3由截止变为导通 ， 其集电极输出负脉冲 ， 触发器JK触发D ， 使其翻转 。JK触发器Q端的电平直接驱动继电器K ， 使K吸合或释放 。由继电器K的触点控制电路的开关 。
二、元件选用
发射电路中 ， VT1和VT2用CS9013或CS9014等小功率晶体管 ， ≥100 。超声发射器件用SE05—40T ， 电源GB采用一块9V叠层电池,以减小发射器体积和重量 。
接收电路中 ， VT1和3DJ6或是3DJ7等小功率结型场效应晶体管 。VT2~ VT3用CS9013 ， ≥100 。VD1和VD2用IN4148 。JK触发器263B 。超声接收器件用SE05—40R ， 与SE05—40T配对使用 。继电器K用HG4310型 。
超声波遥控电扇变速器
一、工作原理
(图3)为发射电路 。它采用的是国产蝙蝠牌FS—A5A型电风扇的遥控发射器 。这种发射器具有体积小、耗电省、工作可靠、电路简单等特点 。在使用时 ， 每按一下发射键 ， 发射器发出约为500ms的40KHZ的超声波 。发射电路的工作原理如下 。

VT2和VT3构成直接耦合正反馈振荡电路 ， B为40KHz超声发射器件 ， 并兼振荡电路反馈先频元件 。因此 ， 此电路可准确地振荡于超声发射器件的中心频率40KHZ 。VT1和R2、C1组成500ms延时电路 。R1、VD1是C1的放电通路 ， 当按下发射键S时 ， VT2构成的振荡电路工作 ， 发出超声波 ， 同时 ， 电源通过R2向C1充电 ， 当C1上的电位充到1.4V时(约经过500ms),VT1导通,VT2基极以及VT3集电极电位下降为0.3V左右,振荡器停止工作,当松开发射键S时,C1通过VD1和R1迅速放电,为下一次发射作好准备.VD3和R4构成发射指示电路,当按发射键时,VD3发光 。
(图4)为接收电路 。CMOS非门D1~ D3由R1偏置为线性放大器 ， 总增益可达60bB以上 ， 由于CMOS电路的输入阻抗较高 ， 故能够很好与超声接收器件匹配 。放大后的信号由C1耦合给锁相环译码器LM567的输入端3脚 。当输入信号的频率落在其中心频率上时 ， LM567的逻辑输出端8脚由高电平变为低电平 。

选频声控开关
此声控开关可由一特定音调的(500到2000Hz)声音来控制任一电器的开或关 。由于它有一定的选频作用 ， 故误动作的机率小 。
电路设计为用音频电信号(达100mV)来控制 ， 其控制信号源可以是电话、收音机、电唱机、录音机 ， 从其中适当点用屏蔽线引来 。如果想用声波遥控 ， 加一个驻极体话筒和一级前置放大即可 。
本装置的电路如图16所示.它的中心器件是一块拾音集成电路LM567,以及一个50mA的继电器 。
一定音调的音频信号加至LM567的输入端(3脚)后 ， 经内电路的放大、选频等处理 ， 在其输出端8脚输出低电平(没有输入信号时为高电平) 。这时 ， 与其相接的一个PNP管(2N3906)导通 ， 使接在集电极电路中的继电器吸动 ， 从而以其接点去控制被控电器 。若用以开机 ， 则使用继电器的常开、动合接点；若用来关机 ， 则应采用常合、动开式接点 。
响应频率决定于接于第5、6脚的电位器和电容器的值 ， 故调整10kΩ电位器可调节其响应频率 。本机可接收的音频范围为500～2000Hz 。
二极管1N4001用以保护晶体三极管.2N3906可以用其它任何型号的中、小功率PNP硅管代替 。

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