遗物提醒器的系统设计与实现

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摘 要：文章详细介绍了一款短距离遗物提醒器的设计，并用常用的电子元器件进行了各部分电路的设计，实现了遗物提醒器的全部电路功能。该系统是通过对接收到发射器发射的无线信号的强弱来控制蜂鸣器的报警，即接收端接收到高频发射器发出的信号且强度大于等于“门限”电压值后，系统不会报警；反之，接收到的信号太弱且小于“门限”电压值后，蜂鸣器立即报警。该设计具有一定的实用与推广价值。

关键词：遗物提醒器；高频发射电路；高频接收放大电路；报警系统

1 概述

随着生活节奏的加快和工作任务的繁琐，人们往往容易犯“暂时遗忘症”的现象；比如：有人在打出租车或自驾车时，把自己的物品放在车内里，当下车离开时，容易将自己的物品遗忘在车内；还有年轻的父母常常会粗心与自己的小孩走散或遗忘在某地而大为着急等等；如果有种电子设备能在人们遗忘或脱离开自己贵重物品的关键时刻及时提醒主人，这不失为一种友好、忠实的“朋友”，为此，我们设计出来一套“遗物提醒系统”来有效的帮助人们及时挽回因一时粗心大意所来带的不必要的损失。

2 系统设计方案

本设计主要由高频信号发射系统[1]、高频信号接收系统[1]和电压比较报警系统[2]三大部分构成。如图1所示：高频发射系统主要由LC高频正弦波振荡电路[3]并通过天线发射出去。高频接收系统主要由LC调谐放大电路[3]、检波电路[4]、直流放大器[5]组成。电压比较报警系统是由555触发器电路构成。

由于接收到的高频信号经调谐放大器放大后的电压依然较小，不足以和比较器的门限电压进行比较，所以我们就将放大后的高频信号进行检波取出直流电压再通过运算放大器进行精准放大，使其能达到比较器“门限”电压值的要求；当电压值大于或等于“门限”电压值时，比较电路输出低电平蜂鸣器不报警，反之，当电压值小于门限电压值时比较电路输出高电平蜂鸣器立即报警。通过这种方法也能使系统对信号的接收距离进行有限的调整。

3 电路设计

3.1 高频信号源电路

在众多的LC振荡电路中，我们选用了高频率稳定度高的石英晶体振荡器。当振荡器的工作频率fg等于晶体的串联谐振频率f0时，晶体振荡器的阻抗近似为零，相移位零，形成正反馈，满足振幅和相位条件，产生7MHz的振荡[6]。

3.2 小信号调谐放大器

我们选用的是由LC组成的单调谐回路谐振放大器[7]。该放大器具有较高的电压增益和良好的选择性，在谐振频率f0=1/2？仔■时，放大器的放大倍数最大。放大器工作于甲类，C1、C5是输入、输出耦合电容，L1、L2、C3、C4是谐振在7MHz的谐振回路。

3.3 检波电路

我们采用的是二极管包络检波电器[4]。该电路简单，易于实现。电路由二极管D及RC低通滤波器组成。

3.4 直流放大电路

我们采用的是由741组成的集成运算放大器电路[5]。该电路设计简单，易于实现对信号的精准放大。它的输出电压与输入电压之间的关系为

U0=（1+■）Ui R2=R1//RF

改变RF的阻值即可改变电路的电压放大倍数。

3.5 电压比较报警系统

该电路主要是由555构成的触发比较器[2]。如图2所示：当电路②号脚输入信号电压的有效值大于等于④号脚固定电压值（5V）的1/3时，即“门限”值为1.67V时，电压比较器电路输出端③号脚输出为低电平，此时蜂鸣器不会发声；只有当②号脚接收到信号电压的有效值小于1.67V时，电路输出端③号脚由低电平变为高电平并驱动蜂鸣器发声（报警）。

4 系统调试与分析

4.1 高频振荡及发射电路的调试

调节电位器RV2，使晶体管进入放大状态，微调C5使电路谐振在7MHz。通过对电路的反复调节利用示波器监测输出波形，使电路产生频率为7MHz、电压VPP=8V左右稳定正弦波。

4.2 小信号调谐放大器的调试

接上扫频仪[7]，调节微调电容C3使调谐放大器电路的中心频率为7MHz、增益为32db左右即可。

4.3 短距离高频发射与接收报警系统的调节

将发射器与接收器分别摆放在相隔3米的距离，调节发射器与接收器的天线，使接收电路接收到7MHz、电压为VPP=560mV的信号，此时，检波输出为0.15V的直流电压，再调节运算放大器的RF使输出UO=1.67V，刚好等于报警系统的“门限”值，此时电压比较器电路输出端还为低电平蜂鸣器不响；只有当发射器移开并大于3米距离后，接收信号减小，且小于“门限”电压值时，电压比较器电路输出端将由低电平变为高电平并驱动蜂鸣器立刻发声（报警）。

5 结束语

通过对遗物提醒器的系统设计、制作与实验验证，该系统能在3米内接收到7MHz的较强信号，并使信号电压大于等于1.67V的“门限”电压，蜂鸣器没有发声；移开发射器于3米之外时，蜂鸣器立刻发声（报警）。该设计成功实现了短距离的有效报警功能，即遗物提醒器功能。

参考文献

[1]姚桂祥.无线电收发信原理[M].北京：海洋出版社，1988：1-12.

[2]赵光.555时基电路应用280例[M].北京：化学工业出版社，2010：206-207.

[3]张肃文.高频电子线路[M].北京：高等教育出版社（第五版），2009：68-75，261-267，272-274，308-309.

[4]（日）市川裕一，青木胜.高频电路设计与制作[M].北京：科学出版社，2006：209-216.

[5]华成英.模拟电子技术基本教程[M].北京：清华大学出版社，2006：17-18.

[6]钱聪，陈英梅.通信电子线路[M].北京：人民邮电出版社，2004：87-90.

[7]余江，何光谱，卢林菊.高频电子线路实验指导[M].武汉大学出版社，2014：1-19.

作者简介：余江（1964-），男，高级实验师，主要从事电子技术实验教学工作。