[發明專利]一種對聲音探測的光纖聲傳感器

無效

• 申請號: 200910080216.2
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN101504312A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 伊小素;李瑞;姚東;魏博;許秉時;常君磊
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

1.一種對聲音探測的光纖聲傳感器，其特征在于該光纖聲傳感器包括有：

一光源(3)，是為光纖聲傳感器提供中心波長為850nm的出射光P_in；

一敏感單元(1)，是通過發射光纖(1B)接收光源(3)輸出的出射光P_in，該出射光P_in經發射光纖(1B)入射到反射振動膜片(2)上并形成反射光P_out，該反射光P_out由接收光纖(1A)接收并傳輸到光電探測器(4)上；所述的敏感單元(1)由上蓋板(11)、基座(12)和反射振動膜片(2)組成，上蓋板(11)安裝在基座(12)上形成夾緊兩根光纖的夾具，該夾具與反射振動膜片(2)的間距記為d，d＝10～200μm；反射振動膜片(2)是一圓片，厚度為0.1～2μm；基座(12)上設有A斜槽(121)、B斜槽(122)，該A斜槽(121)、B斜槽(122)能夠保證發射光纖(1B)的發射終端與接收光纖(1A)的接收端形成一個夾角，該夾角記為光纖夾角β，β＝30°～90°；

一光電探測器(4)，是將接收到的反射光P_out轉換成表征光強信息的電壓信號V輸出給信號處理電路(5)；

一信號處理電路(5)，其由信號放大電路、濾波電路和音頻輸出電路組成，該信號處理電路(5)用于實現將電信號轉換成聲信號，并輸出；所述的信號處理電路(5)的具體電路為：編號N2A和編號N2B代表一片型號為LM358的第一運算放大芯片中的兩個放大器、編號N4A和編號N4B代表一片型號為LM358的第二運算放大芯片中的兩個放大器，編號U7為一片型號為NE5532的音頻放大芯片；

其中，從光電探測器(4)中輸出的電壓信號V經電容C1、電阻R1后連接到第一運算放大芯片的2端，電容C19與電阻R8并聯在LM358的第一運算放大芯片的2端與1端上，8端接5V電壓為LM358的第一運算放大芯片供電，且5V電壓通過并聯的電容C11、電容C17后接地，以減小紋波，第一運算放大芯片的3端和4端接地，第一運算放大芯片的1端經電容C21、電阻R9后與第一運算放大芯片的6端相連，電容C20與電阻R10并聯在第一運算放大芯片的6端與7端上，5端接5V電壓為第一運算放大芯片參考電壓，且5V電壓通過并聯的電容C12、電阻R14后接地，以減小紋波，運算放大后的放大信號V₁經電容C?13后連接到第一級低通濾波電路中，即7端經電容C13后連接在第一級低通濾波電路上；

第一級低通濾波電路由電阻R15、電阻R22、電容C23和電容C25構成，5V電壓與電阻R16和電阻R17構成抬升信號的直流電壓；放大信號V₁順次經電阻R15、電容C23、電阻R22、電阻R23流入第二運算放大芯片的3端；

第二運算放大芯片的2端與3端之間接有電容C26，第二運算放大芯片的2端與1端連接，3端經電容C27接地，8端接5V電壓為第二運算放大芯片供電，且5V電壓通過并聯的電容C14、電容C18后接地，以減小紋波，第二運算放大芯片的4端接地，1端輸出的去除高頻噪聲信號V₂流入第一級高通濾波電路中，即第二運算放大芯片的1端與第一級高通濾波電路的電阻R25連接；

第一級高通濾波電路由電阻R25、電阻R28、電容C41和電容C43構成，5V電壓與電阻R18和電阻R19構成抬升信號的直流電壓；去除高頻噪聲信號V₂順次經電容C41、電容C43、電容C46流入到第二運算放大芯片的5端；第二運算放大芯片的6端與5端之間通過電阻R31、電容C46連接，第二運算放大芯片的6端與7端相連，7端輸出的去除低頻噪聲信號V₃經電容C24流入音頻放大電路；

音頻放大電路由音頻放大芯片NE5532及其外圍電路構成，去除低頻噪聲信號V₃順次經電容C24、電阻R32、電容C47、電容C48流入音頻放大芯片NE5532的3端，電阻R32、電容C47、可調電阻RP1構成分壓電路；

音頻放大芯片NE5532的8端接5V供電，電容C49與電容C50并聯，起到紋波作用，且8端經電阻R34、電阻R33接地；音頻放大芯片NE5532的3端經電阻R20、電阻R33接地，2端經電阻R27、電容C52接地，且2端經電阻R51、電阻R221、電阻R48接地，電容C53與電阻R221并聯，經音頻放大后的信號V₄從音頻放大芯片NE5532的7端輸出；音頻放大信號V₄經電容C51與外部接口J4相接，實現音頻放大信號V₄的輸出。