婴儿监听器 admin    17/12/11

    这里介绍的家用婴儿监听器外形图如图1所示,它由一台自制的无线电调频发射机和一台便携式调频收音机(或带有调频波段的普通便携式收音机)组成。发射机放在婴儿房间,收音机由大人随身携带或放在大人干活的房间, 婴儿有任何动静都可通过收音机监听到,这样大人可以放心地做自己想要做的事,而不必频繁的往返两者之间。

家用婴儿监听器外形图

图1   家用婴儿监听器外形图

工作原理:

    无线电调频发射机的电路图如图2所示,它实际上是一个灵敏度较高的调频无线话筒。晶体三极管VTl、VT2的基极和集电极相互交叉连接,并与选频回路——电感线圈L、电容器C2组成了高频振荡器。 L和C2决定振荡频率;电阻器R2调节VTl、VT2的工作电流,以满足电路振荡要求。高频信号经过电容器C3耦合,从天线W发射出去,供附近有效范围(>30m)内的调频收音机接收。电阻器R1为驻极体话筒B的工作偏置电阻。 声音信号经驻极体话筒B转换成音频电压信号后,通过电容器Cl耦合至VTl的集电极和VT2的基极。由于VTl和VT2的内部集电结电容Ccb1和Ccb2与L、C2回路是并联的, 音频电压的变化使Ccb1和Ccb2的容量同时变化,这样L、C2回路的振荡频率就随着音频电压的变化而变化,从而实现了对高频振荡信号的频率调制(即调频)。

调频发射机电路图

图2   调频发射机电路图

    电路中,晶体三极管VTl、VT2构成了双管推挽式自激振荡电路,这比音频信号从基极输入的单管振荡电路进行调频的调制灵敏度约高一倍,也就相当于提高了驻极体话筒B的音频灵敏度。 本电路还具有振荡频率较稳定、谐波少(经试验整个调频波段只收到一个主频率)、发射能力强、耗电小(o.3mA也可以工作)、调试简单等特点

元器件选择:

    本制作所用电子元器件全部为普通分立元器件,其中有10个元器件需要专门购买或自制,它们的实物外形图如图3所示。

需要准备的元器件实物外形图

图3   需要准备的元器件实物外形图

     晶体三极管VTl、VT2均采用9018(特征频率Ft=700MHz,集电极最大允许电流Icm=50mA,集电极最大允许功耗Pcm=200mw)或3DG80、3DG204、3DK5型硅NPN高频小功率三极管, 要求电流放大系数 β>80,两管参数尽量接近,但不要求配对。

    Rl、R2均用RTX—1/8W型碳膜电阻器,阻值分别为lKΩ和1.2KΩ。C1用CD11—l0V型电解电容器,容量4.7uF;C2、C3均用CC1型高频瓷介电容器,容量分别为15pF和22pF。

    B选用CM—18W型(Φ10mm×6.5M)高灵敏度驻极体话筒,它的灵敏度划分成五个挡,分别用色点来表示;红色为-66dB,小黄为-62dB,大黄为-58dB,蓝色为-54dB,白色-52dB。本制作中应选用蓝色或白色点产品, 以获得较高的灵敏度。CM—18W的外形结构及引脚排布如图4所示。

驻极体话筒的外形结构图

图4   驻极体话筒的外形结构图

    B也可用其他灵敏度高的小型驻极体话筒来直接代替,挑选时可按图5所示,将指针式万用表置于“R×lk”或“R×l00”挡,红表笔接驻极体话筒的接地端(与驻极体话筒外壳相通),黑表笔接驻极体话筒的输出端D, 此时万用表指针指在某一刻度上,再用嘴对着驻极体话筒吹气,万用表指针应有较大摆动。而且万用表指针摆动范围越大,说明驻极体话筒的灵敏度越高。如果没有反应,说明被测驻极体话筒已经损坏。

用指针式万用表检测驻极体话筒

图5   用指针式万用表检测驻极体话筒

    电感线圈L可按图6所示自制:先按图6(a)所示,用0.8mm的漆包线在Φ5mm的十字形螺丝刀(改锥)金属杆或钻头上密绕5匝;脱胎后按图6(b)所示,用尖嘴钳子弯折出两个长度约为5mm的引脚; 再按图6(c)所示,用刻刀刮掉线圈两端的漆皮;按图6(d)所示,用电烙铁给刮出的钢脚上一层焊锡,以方便焊接。

电感线圈L的制作(一)

图6   电感线圈L的制作(一)

电感线圈L的制作(二)

图6   电感线圈L的制作(二)

    G用1节5号干电池,电压为1.5V。

    至于图2中的电源开关SA、天线W,以及电池架等,可不必专门选配,SA和电池架直接采用我们后面所选用的小手电筒外壳内所带的电源开关和电池架。天线用一段50一60cm的塑料外皮软细电线即可。

动手制作:

    无线电调频发射机的制作分电路板的制作与元器件焊接、外壳的选择与加工、整机的组装三大步来完成。

    第一步,电路板制作与焊接

    首先,裁取—块50mm×14mm的单面敷钢板,对照如图7所示的印制电路板接线图,采用刀刻法制成如图8所示的印制电路板。

调频发射机印制电路板接线图

图7   调频发射机印制电路板接线图

刀刻法制成的电路板

图8   刀刻法制成的电路板

    然后,在印制电路板上焊接好元器件,注意:驻极体话筒B暂不焊接,只在印制电路板接驻极体话筒B的位置焊接上两根长5CM的塑料外皮电线(如用单芯屏蔽线,效果更佳); 另在印制电路板上焊一根50-60CM的塑料外皮软细电线,作为天线W。印制电路板接电源开关SA和电池G的两端,不焊接引线,分别焊接上按照如图9所示加工成的“L”状金属片即可。焊接时还要注意, 不要将电解电容器C1的极性接反,也不要焊错晶体三极管VTl和VT2的管脚。焊接好的印制电路板如图10所示。

“L”状金属片加工示意图

图9   “L”状金属片加工示意图

焊接好的电路板实物图

图10   焊接好的电路板实物图

    第二步,外壳选择与加工

     从市场购买一个采用两节5号干电池供电的手机造型小手电筒,其外形结构如图11所示。按照图12所示,对小手电筒进行必要的改造,以便用作调频发射机的外壳。具体方法: 首先,按如图12(a)所示,用小螺丝刀撬开小手电筒的面盖,取下聚光镜。接着拆掉小电珠不用,按如图12(c)所示,在接小电珠的两端直接用一段电线焊接。原电源开关保留,直接用作本制作的电源开关SA。 然后,按如图12(d)所示,在外壳面盖原正对小电珠的位置处,用小电钻打出7个Φ2mm的梅花状小孔,以作为驻极体话筒B的受音孔。再按如图12(e)所示的位置,用小电钻打一个Φ1mm的小孔,作为天线W的穿出孔。

手机造型的小手电筒

图11   手机造型的小手电筒

改造小手电筒

图12   改造小手电筒

     第三步,整机组装

     按如图13所示进行调频发射机的组装。首先,打开外壳背面的电池仓盖,不必改动电池架,按照如图13(a)所示,将靠近电源开关(图中左下方)的一侧留下来仍然放置1节5号干电池G, 另一侧就像装电池一样直接安放上焊接好的电路板。在天线W距电路板2cm的位置处打上一个小结,并将天线W穿出外壳上事先所开好的天线穿孔。

发射机的组装

图13   发射机的组装

    然后,将电路板上的两根短引线,通过靠近聚光镜一侧的小孔穿出,再按图13(b)所示,穿过聚光镜小孔,焊接上驻极体话筒B。注意:驻极体话筒B的输出端D,应接电路板上电容器Cl一端的引出线; 驻极体话筒B的接地端(与其外壳相通),应接电路板上晶体三极管VTl、VT2的发射极一端引出线,不可接反。驻极体话筒B实际上安装在了原小电珠的位置,如图13(c)所示。合上外壳面盖后, 驻极体话筒B的受音面正好紧对着面盖上事先开出来的受音孔,如图13(d)所示,这确保了顺利接收外界的声波。

    最后,按图13(e)所示,在电池仓内装上1节5号干电池,合上电池仓盖,组装工作即结束。

     调频发射机装配好后,必须与接收装置配合才能生效。接收装置可采用普通便携式调频收音机或具有调频波段的普通便携式收音机,最好选购带拉杆天线的高灵敏度收音机,以保证接收信号的质量和达到有效接收距离。

调试方法:

    调试时,首先展开无线电调频发射机的天线W,并合上电源开关SA;同时在旁边打开调频收音机,调节接收频率,使调频收音机能在无广播电台的位置处接收到无线电调频发射机的信号。 一般来说,焊接好的无线电调频发射机,只要元器件件质量有保证,参数选择正确,接线没有错误,通电后便会正常发射信号,而且发射频率就在88-108MHz的调频广播波段内。

    如果接收信号正好处在有广播电台的频率位置或不在调频广播波段内,可通过适当增大或减小电感线圈L的匝间距离来加以调节。具体可按如图14所示,用小螺丝刀一边拨动电感线圈L来调整匝间距离, 一边调节调频收音机的接收频率。果调整不成功,可通过适当加大或减小电容器C2的容量或增减电感线圈L的匝数来加以调整。电容器C2的取值范围应在8.2-l8pF之间,而电感线圈L的匝数增减应不超过l匝。

用小螺丝刀调节电感线圈的匝间距

图14   用小螺丝刀调节电感线圈的匝间距

    最后,试听收音机接收到的声音是否清晰,如不理想,可通过调整电阻器Rl的阻值来加以改善。具体可找9l0Ω、1.5KΩ、2KΩ、2.4KΩ、3KΩ的l/8W碳膜电阻器各一只, 分别去替换电路板上的电阻器Rl,对比选择使收音机接收到的声音最清晰、最响亮的电阻器固定下来。至此,无线电调频发射机的调试工作结束,可投入正式使用了

投入使用:

    实际使用时,应将调频发射机放在婴儿房间能够良好接收到小宝宝哭闹声的地方,为了保证发射信号良好,天线必须拉开;为了防止交流电信号干扰音频信号,调频发射机还应远离房间的220V交流电器和电源线。 调频收音机可由大人随身携带或放在另外有人的房间,天线也要拉开。当小宝宝哭了、叫了或有任何响动时,都逃脱不了调频收音机的监听。大人听到声音,便可在最短的时间内回到小宝宝身边,及时给予照顾,避免各种意外的发生。

    无线电调频发射机的工作电流实测为0.6mA,非常省电。经实测,每天开机8h,1节5号干电池可用4个月。采用普通调频收音机,一般有效监听距离可达30m左右。该无线电调频发射机也可当作普通无线话筒来使用。 如果同时制作两个无线电调频发射机(采用不同发射频率)和两台调频收音机,则可在一定距离内实现双向无线电对讲。



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