专利名称:一种多声级有和声乐感的电子喇叭的制作方法
本实用新型涉及一种改进的运输工具用电子喇叭，特别是一种能降低环境噪声污染、有利于安全行车、长寿命、集多功能于一体的电子喇叭。
现有运输工具的安全行车呜号一般都采用电磁膜片振动式发声器，其发声器是由合金膜片、钨接触点、电磁线圈、轭铁和钢质回音板组成。这种喇叭声级高而且不可调、金属接触点可靠性差、发出的音色对人有刺激感，因此存在环境噪声污染大，使用寿命短等缺点。
因电磁振动式发声器的固有缺点，它正在逐渐被电子喇叭所取代。现有技术中的电子喇叭结构型式有三种一种电子喇叭由振荡器、功率放大电路、电磁线圈、轭铁、钢质回音板组成，这种喇叭声级不可调节、对人有刺激感、耗电大、寿命短、功能单一；一种特种车辆用的警报喊话器(例如长虹机器厂的产品)由振荡器、扩音器、高音喇叭组成，这种喇叭只能发出警车、救护车的警报声，不能作一般运输工具行车呜号使用，而且体积大、成本高；一种双谐音汽车喇叭(例如比利时BE848315)由计数电路连接单一振荡器组成，它只能发出两种频率的交替音调，接近常见警报器的音调，不宜作行车呜号使用，而且使用的喇叭体积大。
本实用新型推出一种新型电子喇叭，它是依据乐理上的和声原理和声学上声音音调决定于声波频率、音色决定于声波幅度包络线形状的原理，应用电子电路技术而制成的，这种电子喇叭用作运输工具安全行车呜号装置，不仅具有声级多级可调的特点，而且具有音色和谐丰满的乐感效果，同时本实用新型进一步应用电子技术为这种新型电子喇叭赋予多种附加功能，使之在运输工具倒退时可发出间断的警告呜号声；在左右转向时可分别发出不同频率的低声级指示声；也可发出特种车辆警报声；还可以扩音喊话等，改动部份电子线路，这种电子喇叭还可以发出各种人类语言的模拟声作行车时的各种指示。
本实用新型是用以下方法实现的附图1是本实用新型的方案原理框图。参照附图1，本实用新型由特征波形发生器〔1〕衰减器〔2〕放大器〔3〕扬声器〔4〕控制器〔5〕组成。特征波形发生器的功能是产生受驾驶员或行车状态控制的若干种具有不同复合频率和不同包络线形状即不同特征的有规律之周期性信号，以产生具有一定音调、模拟各种乐器音色的揉弦或模拟人类语言声的效果。这种功能可以用几种方法来达到一种是采用设立多个独立振荡器、混频和波幅叠加电路，其中若干振荡器组成音调控制振荡电路，这部分振荡器输出的振荡频率和波形根据颤音和各种报警声的不同音调变化要求设计，另有若干振荡器组成基准频率振荡电路，它们的频率受上述之音调控制振荡电路输出波形规律的调制，上述各基准频率振荡波被送到混频和波幅叠加电路进行复合，这些复合波通过控制器〔5〕控制，分别输出具有不同特征的信号波；一种是设立一个时钟振荡器，由若干延迟电路、若干分频器、混频器和调幅器对上述的时钟波进行移相、分频、混频和调幅，在驾驶员操作开关和行车状态开关通过控制器〔5〕控制，分别输出不同特征的相号波；一种是由专用的合成乐音或合成语言声集成电路，在驾驶员操作开关和行车状态开关控制下产生的特征信号波。对呜号声的特征信号波要求其合成复频的各单频频率比较稳定，而且它们的频率符合乐理上和声规律的要求，在选择各单频频率时要注意到其差拍频率也应符合和声规律的要求，而决定其音色的包络线波形可根据悦耳动听为主来选择，语言声的内容应附合功能要求选择，语言声的频谱尽量选用女声或童声。衰减器〔2〕的作用是实现声级多级可调，上述作用可以用以下几种方法来实现一种是将上述之特征波形发生器输出的各种特征信号波，分别经由若干分压电阻输入放大器〔3〕，其衰减量决定于分压电阻的比值、呜号衰减量受驾驶员功能开关控制达到声级控制，其它功能的衰减量根据国家规定要求决定；一种是在放大器〔3〕和扬声器〔4〕之间插入分压电阻；一种是控制放大器反馈量，衰减器插入反馈回路。放大器用分立元件或集成电路构成。扬声器〔4〕音圈的阻抗一般为2～8欧，标称功率5～12.5W，上述数据根据电源电压和最高声级要求选择，需要在高声级(100～110db)场合使用的电子喇叭应选用号筒式扬声器，其结构须要采取以下改进措施缩短号筒总长度至市售5W号筒式扬声器的1／2～1／4；磁性材料和极靴除原工艺上应用的冷粘合强力胶粘接外应增加非磁性金属或塑料加固夹圈，也可用非磁性金属紧固件紧固以提高抗振性；只需在一般声级(小于95～100db)场合下使用的电子喇叭可任意选用号筒式扬声器或改进的纸盆式扬声器，在使用改进的纸盆扬声器时，应将扬声器安装在反射腔内，附图2是反射腔结构示意图，参照附图2扬声器盆架〔7〕距离反射腔〔6〕底部6～10毫米，盆架边缘距反射腔侧边10～15毫米，反射腔深度接近扬声器轴向尺寸，扬声器盆架直径为60～100毫米，音圈阻抗为2～8欧，标称功率为3～10W，纸盆式扬声器的改进措施是原纸盆材料改成轻质、耐温(120℃)、半硬性塑料膜片(如聚丙烯)；折边材料采用涂橡胶的织物。控制器〔5〕受驾驶员操作开关和行车状态开关的接点控制，上述控制器由逻辑电路组成，该控制器还包括若干电子开关用作信号分配器，根据各功能要求分别选择由特征波形发生器〔1〕输出的特征信号波送入放大器〔3〕。在放大器输入端接上传声器和前置放大器，在控制器〔5〕控制下可以作扩音喊话用。在驾驶员操作开关(声级控制开关)上连接一个指示灯，在高声级状态使用时该指示灯发光，这个指示灯安装在电子喇叭的前端，交通警可以通过这个指示灯来监察交通工具的声级使用状态，有利噪声控制。
本实用新型与现有技术相比，具有呜号声级可调、音调音色有和声或语言声的效果，能够有效地降低环境噪声污染；电耗低、寿命长(达200万次以上)，与目前的电磁振动式发声器相比可以为社会节约可观的物资和材料；附加的功能较多有利行车安全；可以在65℃气温条件下使用等优点，适用于各种运输工具作安全行驶呜号和警告指示用，也可以在其他场合作警告指示用。
发明人曾作过一个实例，附图3为本实用新型具体实施例之电路图。参照图3反相器F1、F2、电阻R1、R2、电容器C1构成颤音振荡器，振荡频率8～9HZ，经积分电路R3、C2后输出电压峰峰值为VPP＝0.5～2V左右的锯齿波，经电阻R4(约1M欧)隔离后对F4、F3、R5、R6、C4构成的主振荡器(频率f约1200HZ)进行频率调制，在F4输出端的振荡波经F5、R7、C3构成的第一级微分器和F6、R8、C5构成的第二级微分器，分别驱动两个分频器，与非门Y1、F7、C6、R9组成了一个2分频器，由Y2、F8、C7、R10组成一个3分频器，分别在F7和F8输出端得到频率约600HZ和400HZ的振荡波，经R11、R12、R13、C8、R14、R15、R16、三极管GB混频放大取得了包含差频200HZ的频率合成波，该合成波的包络线形状可以适当调节R7、C3、R8、C5和R11、R12来改变，以取得不同的音色，Y3、F9、R22、R23、C11构成的0.5HZ的振荡器，该振荡器受端子H控制。振荡器F9输出端控制电子开关S4取得间断的倒车呜号声的信号波，传声器WD由R26调节合适工作点，双向电子开关S1、S2、S3、S5、分别受A、F、E、G四个输入控制端控制，这四个端子分别外接行车呜号，左转向、右转向、喊话四个功能选择开关，在上述五个端子中任一个被外接开关置高电平(VDD)时，电子开关即由高阻态变成低阻态，R17、R18、R20、R21、R24、R25均为各功能声级调节电阻，适当选取它们的阻值，在功率放大器FD输入端1可取得不同的电平，其中R17、R18均外接端子B、C、D，这三个端子的短路与否组合得到四种不同的衰减量，以取得驾驶员调节声级的效果，R19稳压管D6构成稳压器，输出电压VDD供除FD之外的其他电路的电源，FD的电源自各外接开关经二极管D1、D2、D3、D4、D5隔离后取得，FD选用市售功率放大集成电路，附图3中的元件C9为隔直流电容，C10为防止FD自激的旁路电容，C14、C15、C16、C17为反馈电容。R30、R31、R32、R28、C12、C13均为使工作点稳定而设，上述主振荡器的频率f可以调节电阻R6取得满意的和声效果。小型号筒式扬声器LD可以是单独使用，也可以一个以上同时使用。
权利要求
1.一种安装在运输工具上作安全行车呜号使用的多功能具有和声乐感的电子喇叭，其特征在于特征波形发生器[1]与放大器[3]相连，在衰减器[2]作用下受控制器[5]控制驱动扬声器[4]。
2.根据权利要求
1所述的电子喇叭，其特征是特征波形发生器〔1〕设立多个独立振荡器、混频和波幅叠加电路，其中若干振荡器组成音调控制振荡电路，另有若干振荡器组成基准频率振荡电路，音调控制振荡电路对基准频率振荡电路的频率进行调制，这些基准频率振荡波经过混频和波幅叠加电路复合，由控制器〔5〕控制，分别输出有不同特征的信号波。
3.根据权利要求
1所述的电子喇叭，其特征是特征波形发生器〔1〕也可以由一个时钟振荡器，若干延迟电路、若干分频器、混频器和调幅器对上述时钟振荡波进行相移、分频、混频和调幅，在驾驶员操作开关和行车状态开关通过控制器〔5〕控制，分别输出不同特征的信号波。
4.根据权利要求
1所述的电子喇叭，其特征波形发生器〔1〕还可以由专用的合成乐声或合成语言声集成电路组成，特征波形发生器输出的信号波特征受驾驶员操作开关和行车状态开关控制。
5.根据权利要求
1所述的电子喇叭，其特征是特征波形信号发生器〔1〕输出的各种特征信号波，分别经由若干分压电阻输入放大器〔3〕其衰减量决定于分压电阻的比值。
6.根据权利要求
1所述的电子喇叭，其特征是在放大器〔3〕和扬声器〔4〕之间插入分压电阻。
7.根据权利要求
1所述的电子喇叭，其特征是控制放大器〔3〕反馈量，衰减器〔2〕插入反馈电路。
8.根据权利要求
1所述的电子喇叭，其特征在于扬声器〔4〕是号筒式扬声器。
9.根据权利要求
8所述的电子喇叭，其特征在于音圈阻抗一般为2～8Ω，标称功率5W至12.5W，号筒长度缩短到市售5W号筒式扬声器的1／2或1／4，磁性材料和极靴在原接合方法基础上增加非磁性金属夹圈或紧固件。
10.根据权利要求
1所述的电子喇叭，其特征在于扬声器〔4〕也可以是改进了的纸盆式扬声器。
11.根据权利要求
10所述的电子喇叭，其特征在于原纸盆材料改成轻质、耐120℃温度的塑料膜片，折边材料为涂橡胶的织物，音圈阻抗一般为2～8Ω，扬声器盆架直径为60～100毫米，标称功率为3～10W。
12.根据权利要求
1所述的电子喇叭，其特征在于改进的纸盆式扬声器安装在反射腔〔6〕内，扬声器盆架〔7〕距离反射腔底部6～10毫米，盆架边缘距反射腔侧边10～15毫米，反射腔深度接近扬声器轴向尺寸。
13.根据权利要求
1所述的电子喇叭，其特征在于在驾驶员操作开关(声级控制开关)上连接一个指示灯，在高声级状态使用时该指示灯发光，这个指示灯安装在电子喇叭的前端。
专利摘要
由特征波形发生器、衰减器、放大器、杨声器和控制器组成的电子喇叭，根据和声原理和声学原理应用电子技术，使喇叭在呜号时声级多级可调并发出有和声乐感的音响或模拟人类的语言声，在倒车、转向、报警时发出不同频率和音调的音响指示或语言声，还可以作扩音喊话使用。具有多功能、降低环境噪声污染、增加行车安全手段、寿命长等优点。适于各种运输工具使用，也可以使用于其它警告场合。
文档编号G08B3/10GK86201730SQ86201730
公开日1987年1月21日 申请日期1986年3月25日
发明者钱伟光, 宗有根 申请人:宗有根, 钱伟光导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan