晝夜切換驅(qū)鳥器的制造方法
【專利摘要】本實用新型所述晝夜切換驅(qū)鳥器，包括供電電源，還包括方波發(fā)生器、多諧振蕩器和用于放大并輸出音頻信號的放大級，所述多諧振蕩器的輸出端與放大級的輸入端連接。本實用新型所述晝夜切換驅(qū)鳥器，采用太陽能電池作為供電電源，無須頻繁更換直流電池，同時太陽能電池在晝間工作，在能見度不好的晚上及雨天，通常也無須進(jìn)行驅(qū)鳥操作，適用于機(jī)場等地段的使用，在取得超聲波驅(qū)鳥效果的同時減少了不必要時斷的超聲波及噪聲污染。
【專利說明】晝夜切換驅(qū)鳥器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電子電路領(lǐng)域，具體地，涉及一種晝夜切換驅(qū)鳥器。

【背景技術(shù)】
[0002] 超聲波是一種頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較 集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、 軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。
[0003] 在電力領(lǐng)域，晝夜切換驅(qū)鳥器可以用于電網(wǎng)驅(qū)鳥，野外驅(qū)蟲等低頻率精度要求下 的應(yīng)用，現(xiàn)有設(shè)備雖然能夠產(chǎn)生超聲波驅(qū)鳥，但同時產(chǎn)生大量音頻段的雜波，尖銳刺耳，造 成噪聲污染。 實用新型內(nèi)容
[0004] 為克服現(xiàn)有晝夜切換驅(qū)鳥器造成噪聲污染的技術(shù)缺陷，本實用新型公開了一種晝 夜切換驅(qū)鳥器。
[0005] 晝夜切換驅(qū)鳥器，包括供電電源，還包括方波發(fā)生器、多諧振蕩器和用于放大并輸 出音頻信號的放大級，所述多諧振蕩器的輸出端與放大級的輸入端連接；
[0006] 所述多諧振蕩器包括參數(shù)相同的一對輸入三極管和一對諧振電容對；每一輸入三 極管基極與另一輸入三極管集電極之間通過一個諧振電容連接，輸入三極管發(fā)射極到負(fù)向 電源端之間串聯(lián)有發(fā)射極電阻，基極通過基極電阻與正向電源端連接，集電極通過集電極 電阻與正向電源端連接；所述正向電源端通過第二隔離管與直流電源連接，所述負(fù)向電源 端通過第一隔離管與地線連接；所述方波發(fā)生器的方波輸出端與第一、第二隔離管以同相 開關(guān)方式連接；
[0007] 所述放大級由放大NM0S管和音頻功放串聯(lián)組成，所述放大NM0S管柵極通過高通 RC濾波器連接任一輸入三極管的集電極；
[0008] 所述供電電源由太陽能電池、直流電源、電壓比較器和電源開關(guān)管組成，所述電源 開關(guān)管的輸入端和輸出端分別連接太陽能電池和后續(xù)電路的電源線，所述電源開關(guān)管的控 制端與電壓比較器的輸出端連接，所述電壓比較器的兩個比較輸入端分別連接太陽能電池 和直流電源。
[0009] 具體的，所述方波發(fā)生器由三角波電路、脈寬比較器和基準(zhǔn)電壓源組成，所述三角 波電路和基準(zhǔn)電壓源的輸出端分別連接脈寬比較器的輸入端，所述脈寬比較器輸出端與多 諧振蕩器的信號觸發(fā)端連接。
[0010] 進(jìn)一步的，所述基準(zhǔn)電壓源由串聯(lián)在電源和地線之間的第一固定電阻和第一可調(diào) 電阻組成，兩個電阻的公共節(jié)點作為基準(zhǔn)電壓輸出端。
[0011] 進(jìn)一步的，所述三角波電路由充電管、復(fù)位管、充電電容、上拉電阻、反相器和調(diào)節(jié) 電阻串組成，所述充電電容和調(diào)節(jié)電阻串并聯(lián)在充電管和地線之間，充電管源級連接電源， 上拉電阻和復(fù)位管串聯(lián)后連接在電源和地線之間，上拉電阻和復(fù)位管公共端連接充電管柵 極，復(fù)位管柵極連接反相器輸出端，所述反相器的輸入端連接調(diào)節(jié)電阻串的中間節(jié)點。
[0012] 更進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)電阻串由固定電阻和可調(diào)電阻組成。
[0013] 具體的，所述第一隔離管為PM0S，第二隔離管為NM0S。
[0014] 具體的，所述高通RC濾波器中電容容值為1-100微法，電阻值為200K-2M。
[0015] 本實用新型所述晝夜切換驅(qū)鳥器，通過大量使用成本極低的普通分離器件組合實 現(xiàn)超聲波的產(chǎn)生和放大功能，采用太陽能電池作為供電電源，無須頻繁更換直流電池，同時 太陽能電池在晝間工作，在能見度不好的晚上及雨天，通常也無須進(jìn)行驅(qū)鳥操作，適用于機(jī) 場等地段的使用，在取得超聲波驅(qū)鳥效果的同時減少了不必要時斷的超聲波及噪聲污染。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1是本實用新型一種【具體實施方式】示意圖；
[0017] 附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱：T1-第一輸入三極管，T2-第二輸入三極管， INV-反相器，P1-充電管，P2-第一隔離管，N1-放大NM0S管，N2-復(fù)位管，N3 -第二隔離 管，N4-電源開關(guān)管，RPU-上拉電阻，R21-第一固定電阻，R22-第一可調(diào)電阻，R31-第二固 定電阻，R32-第二可調(diào)電阻，RC-集電極電阻，RE-發(fā)射極電阻RB-基極電阻，RF-濾波可調(diào) 電阻，CF-濾波電容，C0MP1-脈寬比較器，C0MP2-電壓比較器，C1-第一諧振電容，C2-第 二諧振電容，C3-第三諧振電容，0P-功放，DC-直流電源，SDC-太陽能電池。

【具體實施方式】
[0018] 下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明，但本實用新型的 實施方式不限于此。
[0019] 本實用新型所述晝夜切換驅(qū)鳥器，包括供電電源，還包括方波發(fā)生器、多諧振蕩器 和用于放大并輸出音頻信號的放大級，所述多諧振蕩器的輸出端與放大級的輸入端連接；
[0020] 所述多諧振蕩器包括參數(shù)相同的一對輸入三極管和一對諧振電容對；每一輸入三 極管基極與另一輸入三極管集電極之間通過一個諧振電容連接，輸入三極管發(fā)射極到負(fù)向 電源端之間串聯(lián)有發(fā)射極電阻，基極通過基極電阻與正向電源端連接，集電極通過集電極 電阻與正向電源端連接；所述正向電源端通過第二隔離管與直流電源連接，所述負(fù)向電源 端通過第一隔離管與地線連接；所述方波發(fā)生器的方波輸出端與第一、第二隔離管以同相 開關(guān)方式連接；
[0021] 所述放大級由放大NM0S管和音頻功放串聯(lián)組成，所述放大NM0S管柵極通過高通 RC濾波器連接任一輸入三極管的集電極；
[0022] 所述供電電源由太陽能電池、直流電源、電壓比較器和電源開關(guān)管組成，所述電源 開關(guān)管的輸入端和輸出端分別連接太陽能電池和后續(xù)電路的電源線，所述電源開關(guān)管的控 制端與電壓比較器的輸出端連接，所述電壓比較器的兩個比較輸入端分別連接太陽能電池 和直流電源。
[0023] 本實用新型的基本原理是產(chǎn)生方波后，利用多諧震蕩器自激產(chǎn)生二次諧波，由于 二次諧波的頻率相對基波較高，且頻帶較寬，當(dāng)輸入信號頻率在聲波上限附近時，通常會產(chǎn) 生位于超聲波頻段的二次波，再將二次超聲波放大后從音頻功放輸出。
[0024] 方波發(fā)生器可以用現(xiàn)有的集成電路芯片，也可以選擇分離器件自行搭建，如圖1 中給出了本實用新型的一種具體實現(xiàn)方式，所述方波發(fā)生器由三角波電路、脈寬比較器 C0MP1和基準(zhǔn)電壓源組成，所述三角波電路和基準(zhǔn)電壓源的輸出端分別連接脈寬比較器的 輸入端，所述脈寬比較器輸出端與多諧振蕩器的信號觸發(fā)端連接。其中所述基準(zhǔn)電壓源由 串聯(lián)在電源和地線之間的第一固定電阻和第一可調(diào)電阻組成，兩個電阻的公共節(jié)點作為基 準(zhǔn)電壓輸出端。通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，可以調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓點，從而調(diào)節(jié)輸出方波的占空比。
[0025] 基準(zhǔn)電壓值應(yīng)屆于三角波電路產(chǎn)生的最大電壓值和最小電壓值之間，同時輸入到 脈寬比較器后，基于脈沖寬度調(diào)制的原理，比較器輸出端產(chǎn)生一個頻率與三角波頻率相同 的方波信號。
[0026] 當(dāng)太陽能電池輸出電壓較低時，電壓比較器輸出電平迫使電源開關(guān)管Μ關(guān)閉，太 陽能電池SDC在陽光照射下電壓上升，當(dāng)上升到與直流電源DC輸出的直流電壓一致時，電 壓比較器C0MP2輸出電壓翻轉(zhuǎn)，電源開關(guān)管Μ開啟，太陽能電池開始給后續(xù)電路供電，這 里直流電源DC實際的作用是一個基準(zhǔn)電壓，該基準(zhǔn)電壓值可以適當(dāng)高于后續(xù)電路的工作 電壓，為電源開關(guān)管N4的導(dǎo)通壓降及導(dǎo)通后太陽能電池輸出電壓可能的下降留出余量。
[0027] 本實用新型基于簡化設(shè)計的原則，在圖1中給出了三角波電路的一種具體產(chǎn)生方 式，三角波電路由充電管P1、復(fù)位管N2、充電電容C3、上拉電阻RPU、反相器INV和調(diào)節(jié)電阻 串組成，所述充電電容和調(diào)節(jié)電阻串并聯(lián)在充電管和地線之間，充電管為P管，源級連接電 源，上拉電阻和復(fù)位管串聯(lián)后連接在電源和地線之間，上拉電阻和復(fù)位管公共端連接充電 管柵極，復(fù)位管柵極連接反相器輸出端，反相器的輸入端連接調(diào)節(jié)電阻串的中間節(jié)點。
[0028] 上述三角波產(chǎn)生電路利用基本的電容充電-反饋-放電-充電循環(huán)過程，假設(shè)初 始階段充電電容C3上電壓為零，P1開啟，為電容充電，利用調(diào)節(jié)電阻串設(shè)定電容充電的上 限閾值，如圖1所示，調(diào)節(jié)電阻串由第二固定電阻和第二可調(diào)電阻串聯(lián)，中間節(jié)點為電壓輸 出點，當(dāng)中間節(jié)點的電壓值達(dá)到所連接的反相器的邏輯高電平時，反相器輸出低電平，使復(fù) 位管N2關(guān)閉，由于上拉電阻RPU的作用，充電管柵極電壓升高，P管關(guān)閉，C3電壓通過調(diào)節(jié) 電阻串放電，至反相器再次翻轉(zhuǎn)。
[0029] 可以在充電管源級串聯(lián)限流電阻RIL，調(diào)節(jié)充電電流。
[0030] 利用脈寬比較器C0MP1，基于公知的脈沖寬度調(diào)制原理，將三角波與基準(zhǔn)點壓比 較，從C0MP1的輸出端得到方波信號。
[0031] 方波信號輸入到多諧振蕩器的輸入端。
[0032] 方波信號輸入到多諧振蕩器的輸入端，如圖1所示，利用多諧振蕩器技術(shù)，可以得 到高頻次諧波，頻段涵蓋超聲波范圍，多諧振蕩器一旦觸發(fā)，在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間連續(xù)切換。
[0033] 利用多諧振蕩器產(chǎn)生高頻高次諧波是成熟的現(xiàn)有技術(shù)，這里簡述多諧振蕩器的工 作原理：利用兩個三極管T1和T2之間必然存在的工藝參數(shù)誤差，當(dāng)T1飽和時，將其集電 極電位拉低，迫使T2的基極電位隨之降低，使T2截止，C2被電源通過集電極電阻RC充 電，同時由于T1導(dǎo)通，使C1放電，T2基極電壓上升，直到T2導(dǎo)通，T2 -旦導(dǎo)通，迅速進(jìn)入 飽和區(qū)，重復(fù)上述過程，只是導(dǎo)通管為T2,截止管為T1即可。根據(jù)現(xiàn)有理論，上述振蕩周期 T=l. 4RB*C，其中C為C1或C2的容值，RB為基極電阻阻值。適當(dāng)取值，可以使產(chǎn)生的諧波 頻率全部或大部位于超聲頻段。
[0034] 本實用新型通過兩個隔離管對多諧振蕩器的電源線和地線進(jìn)行隔離，隔離管分別 為PM0S管和NM0S管，其中PM0S由于導(dǎo)通時柵極電壓為零，為減小導(dǎo)通壓降，PM0S管適合 隔離低壓，因此用于隔離地線，同理，選擇NMOS管用于隔離較高電壓的電源線。采用隔離管 開啟關(guān)閉作為多諧振蕩器的啟動和關(guān)閉信號，利于改善輸出波形，輸出方波波形陡峭，幅值 大。所謂同相連接是指兩個隔離管同時打開或關(guān)閉。
[0035] 多諧振蕩器的輸出信號經(jīng)過高通RC濾波器連接放大NM0S管柵極，如圖1所示給 出高通濾波器的具體實現(xiàn)方式，由連接在多諧振蕩器輸出端和放大NM0S管柵極之間的濾 波電容CF和連接在放大NM0S管柵極與地之間的濾波電阻RF組成，選擇RF與CF的乘積， 使高通濾波器的帶寬起點大于音頻段20K赫茲頻段，例如選擇電容容值為1-100微法，電阻 值為200K-2M，僅對超聲頻段的信號進(jìn)行帶通放大。
[0036] 如上所述，可較好的實現(xiàn)本實用新型。
【權(quán)利要求】
1. 晝夜切換驅(qū)鳥器，其特征在于，包括供電電源，還包括方波發(fā)生器、多諧振蕩器和用 于放大并輸出音頻信號的放大級，所述多諧振蕩器的輸出端與放大級的輸入端連接； 所述多諧振蕩器包括參數(shù)相同的一對輸入三極管和一對諧振電容對；每一輸入三極管 基極與另一輸入三極管集電極之間通過一個諧振電容連接，輸入三極管發(fā)射極到負(fù)向電源 端之間串聯(lián)有發(fā)射極電阻，基極通過基極電阻與正向電源端連接，集電極通過集電極電阻 與正向電源端連接；所述正向電源端通過第二隔離管與直流電源連接，所述負(fù)向電源端通 過第一隔離管與地線連接；所述方波發(fā)生器的方波輸出端與第一、第二隔離管以同相開關(guān) 方式連接； 所述放大級由放大NMOS管和音頻功放串聯(lián)組成，所述放大NMOS管柵極通過高通RC濾 波器連接任一輸入三極管的集電極； 所述供電電源由太陽能電池、直流電源、電壓比較器和電源開關(guān)管組成，所述電源開關(guān) 管的輸入端和輸出端分別連接太陽能電池和后續(xù)電路的電源線，所述電源開關(guān)管的控制端 與電壓比較器的輸出端連接，所述電壓比較器的兩個比較輸入端分別連接太陽能電池和直 流電源。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晝夜切換驅(qū)鳥器，其特征在于，所述方波發(fā)生器由三角波電 路、脈寬比較器和基準(zhǔn)電壓源組成，所述三角波電路和基準(zhǔn)電壓源的輸出端分別連接脈寬 比較器的輸入端，所述脈寬比較器輸出端與多諧振蕩器的信號觸發(fā)端連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的晝夜切換驅(qū)鳥器，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓源由串聯(lián)在電 源和地線之間的第一固定電阻和第一可調(diào)電阻組成，兩個電阻的公共節(jié)點作為基準(zhǔn)電壓輸 出端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的晝夜切換驅(qū)鳥器，其特征在于，所述三角波電路由充電管、復(fù) 位管、充電電容、上拉電阻、反相器和調(diào)節(jié)電阻串組成，所述充電電容和調(diào)節(jié)電阻串并聯(lián)在 充電管和地線之間，充電管源級連接電源，上拉電阻和復(fù)位管串聯(lián)后連接在電源和地線之 間，上拉電阻和復(fù)位管公共端連接充電管柵極，復(fù)位管柵極連接反相器輸出端，所述反相器 的輸入端連接調(diào)節(jié)電阻串的中間節(jié)點。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的晝夜切換驅(qū)鳥器，其特征在于，所述調(diào)節(jié)電阻串由固定電阻 和可調(diào)電阻組成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晝夜切換驅(qū)鳥器，其特征在于，所述第一隔離管為PMOS，第二 隔離管為NMOS。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的晝夜切換驅(qū)鳥器，其特征在于，所述高通RC濾波器中電容容 值為1-100微法，電阻值為200K-2M。
【文檔編號】A01M29/18GK203851113SQ201420274253
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】李世平 申請人:國網(wǎng)四川省電力公司成都市新都供電分公司