万方数据桥梁监测声光报警系统设计声卡输出信号Monitoring引言设计目标AlarmingSystem董海兵(湖南工学院电气与信息工程系，湖南衡阳421001)DesignSound-Light0在桥梁健康监测系统中，报警模块是系统非常重要的模块之一。在传统的报警系统中，报警功能由专用仪器来实现。上位监控计算机和报警仪器并存于工作现场，无疑造成了资源的浪费。基于此，设计了一种利用计算机声卡的报警装置。该装置简单、可靠、实用，成本低廉，完全能够实现声光报警功能，是一种性价比较高的装置。设计的报警电路与计算机声卡相连，计算机声卡的输出信号为其输入信号。当计算机声卡有输出时，电路中的继电器线圈导通吸合，继电器的常开触点闭合；反之，其常开触点断开。将继电器的常开触点串入声光报警器的工作回路中，可以控制声光报警器的工作状态。电路的原理框图如一30一声卡的输出信号是极其微弱。要设计一个报警装置，首先需将声卡的输出信号进行放大。声卡的输出信号与电脑播放的音频文件关系密切。当播放音乐和电影等文件时，声卡的输出为脉动成分很高的电平信号。用示波器观察，波形跳变激烈，其幅值电平为50V。为了保低压电器(2008№2)ofinBridge董海兵(1980一)，(Department421001，China)1图1所示。2现代建筑电气篇·工程设计·摘要：提出了一种利用计算机声卡，配合继电器控制电路，实现声光报警功能的方法。讨论了电路设计的具体方案，并给出了PSpiee模拟仿真结果。仿真结果表明，该报警电路简单、可靠、实用，完全可以实现声光报警功能。基于声卡的声光报警系统现已在桥梁监测系统中得到了应用。关键词：声卡；继电器控制；声光报警；PSpice；桥梁监测系统中图分类号：TP277文献标识码：B文章编号：1001-5531(2008)02-0030-02男，讲师，硕士研究生，研究方向为自动控制、光电技术等。图1报警电路原理框图DONGHaibingElectrical&InformationEngineering，HunanInstituteTechnology，HengyangsoundKeyalarm；PSpice；monitoringsystemmV～2Abstract：Amethodwhichrealizedsound—lightalarmbasedthecardcomputerandrelaycontrol-lingcircuitintroduced．ThedesignschemesimulatedresultPSpiceputforward．Thedemonstratedthatalarmingsimple，reliablepractical．Thesound-lightsys—ternhadbeenusedmonitoringbridge．words：soundcard；relaycontrol；sound-lightbridge声卡输出werewason万方数据赫洲壤赫簖巍10翟麓阳嘲秤哪l!I：!『i《iV!鼙蟹鼙鼙；Vi壁鼙鼙鼙鼙11|；|!：壁V鼙鼙：V；擘V鼙l6荫弧稚蠢螽霄A；酮协裔蠢贡荇菲霄乔藉触纛。j?【l夸萋l诌喜缀糊：棚i勰；嬲溺夏蟪姨强删封姒l{系≥{，’糍{㈣糍缫?董篓蔓≥：曩譬：一曩一—!；；；；一．叠一一j誓；；；——Ul(C2：1)一u2(R19：2)——弘(R7：1)仿真⋯结果12‰些潞蓦曩hUDDh魄E设计方案及OrCADPSpice模拟拿琶l{蔓一叠一㈡：一■!■_．!．一结语≥-言0证电路中的固体继电器正常工作，电路中采用了标准的正弦信号。考虑到音频文件的频率特性和放大电路的带宽等因素，利用Test软件产生一个频率为1信号。3对声卡输出信号的放大，有两种方案。第一种方案是用二极管、三极管、电阻、电容等元器件直接搭建；第二种方案是利用集成运放搭建。3．1利用三极管等元器件搭建的报警电路及仿利用三极管等元器件搭建的报警电路晗'31如图2所示，其PSpice仿真结果如图3所示。各个三极管正常工作。3．2基于运放的报警电路及仿真结果利用运放搭建的报警电路㈨如图4所示，其PSpice仿真结果如图5所示。盯报警电路的工作原理为：输入信号通过三极管放大电路放大后，再经过整流和滤波，得到一个比较稳定的电平信号(见图3所示仿真图上的虚线曲线)。理想情况下，该电平信号使三极管VT2饱和导通，继电器K(额定电压为12V)开始工作。事实上，由于受到电压等因素的限制，经整流和滤波后得到的电平信号上升时间过长，压降偏小(<4V)，难以得到理想的效果。如果增加放大电路的级数，虽然可以提高压降，但是级数增加了，各级电路的工作点难以确定，这样就很难保证电路的工作原理同上，从它的仿真曲线来看，该电路能提供一个理想的偏置电