基于LM567 音频信号检测功能

一、前言

在制作电子锥桶中，需要能够检测到 20kHz 的电磁导航信号，用于统一复位电子锥桶指示状态。为了降低检测成本，测试利用 LM567[2]  音频信号检测芯片来检测电磁导航信号。这款DIP8 封装的LM567，比较方便在面包板上进行测试。

这款DIP8 封装的LM567，比较方便在面包板上进行测试。

二、基本测试

1、搭建电路

根据 LM567 数据手册，设计测试电路。工作电压去 5V，外部检测信号通过电容耦合到 LM567 管脚3，可以在管脚6，5 测量到芯片振荡信号。通过 管脚 8 测量输出信号。下面在面包板上构建该电路。

▲ 图1.2.1 测试电路原理图

  电路元器件比较少，在面包板上搭建测试电路。除了输入电容之外，其它元器件都按照在电路板上了。下面对其基本功能进行测试。工作电压使用5V。

2、测试结果

上电后，电路耗电 7mA 左右。 首先使用示波器，测量振荡信号。分别测量 管脚6，管脚5 振荡信号。管脚5 为方波信号，管脚类是三角波动信号，信号的频率为 10.49kHz左右。这说明该电路已经能够工作了。

根据 LM567数据手册， 振荡频率由 R1,C1参数决定。根据电路图中的参数，电路振荡频率应该是 9091Hz，这与实际振荡频率有 10%的差别。估计是由与器件参数误差引起的。

三、检测信号

使用 DG1062 可编程信号发生器，产生 10kHz，峰峰值为 1V 的正弦波，通过电容耦合到 LM567芯片。使用示波器第二通道测量 LM567 管脚 8，显示信号检测结果。可以看到当 信号接入 LM567之后，管脚8 输出低电平。当没有信号接入时，LM567 管脚8 输出高电平。另外还有一个现象，那就是当外部信号输入之后，LM567的振荡信号也被锁定在 10kHz。没有信号接入时，LM567的振荡信号就有它的振荡阻容参数决定。

根据LM567数据手册显示内部功能框图来看，这是由 LM567内部振荡电路是一个压控振荡器，在内部检测电路作用下，它可以与外部振荡信号锁定。因此，LM567信号检测过程，也是对信号进行锁定的过程。

下面通检测输入信号，振荡信号以及 LM567检测输出信号。改变 输入信号的频率，可以看到在 9.5kHz 到11kHz 之间，LM567都能够锁定外部输入信号的频率。锁定后，输出为 低电平。一旦没有锁定，则输出膏电平。

▲ 图1.3.1 输入信号与振荡信号之间的关系

四、外部输入信号

如果不让LM567自行振荡， 而是将一个外部振荡信号通过C1耦合进 管脚6.当输入信号幅值超过一定阈值之后，也会在管脚5 产生方波信号，示波器中黄色方波信号就是测量得到的 管脚5 的信号。然后在将另外一路正弦波信号从 耦合电容输入，两个信号之间相差 0.25Hz。这里显示了三个信号，黄色方波信号是 管脚5出现的振荡信号； 青色信号是正弦波信号。可以看到它与10kHz 之间出现了 0.25Hz 的频率差。粉色信号是 LM567 第八管脚输出信号。可以看到检测输出信号上下波动，大约是 0.25Hz。

▲ 图1.4.1 外部输入信号与检测信号的关系

        只有当两个信号完全同相，输出信号才会是低电平。由此可见，LM567是依靠内部锁相环振荡电路才能够稳定的检测到输入信号的。

本文对于LM567 音频信号检测信号的功能进行了初步测试，利用它内部的锁相环震荡，可以对外部特定频率范围内的信号进行检测，这个频率范围应该是由 LM567锁相环振荡器外围阻容参数决定。它不能够工作在外部输入信号条件下。