一、今天我跟大家介紹一個將電腦輸出的聲音轉變為振動的電路，并進行仿真；

該電路的想法來自于今日頭條的一個網友的提問。電路的功能為將電腦的音頻輸出口輸出的聲音信號進行一些處理，然后驅動小馬達產生振動，提醒睡著的人，同時又不打擾到別人；

對于電路的實用性，我不做探究。僅就電路而言，從我的角度來看，為了實現該功能，需要的知識點比較多。在我的設計中，我做了以下的考慮：

音頻信號都是交流信號，所以需要進行隔直，只讓有效的交流信號通過，避免電路與電腦主機之間的直流信號相互影響。所以通過電阻、電容搭建一個高通濾波電路，阻斷直流以及低頻交流。

可以通過檢測音頻信號的幅度來判斷是否有聲音，所以用一個峰值檢測電路來檢測一段時間內的最高幅度；

電腦輸出的音頻信號為最高1V的峰值，一般情況下，可能也就幾百mV，而開關二極管的導通電壓也在600mV左右，所以輸出的音頻信號直接接到開關二極管進行檢測，可能會無法讓開關二極管正常導通，從而無法檢測出峰值。從而，我們需要一級的運放電路，將信號進行適度放大。

檢測出來的峰值與固定的基準電壓進行比較，如果高于該基礎電壓，則可認為有音頻信號，比較的結果通過三極管進行電平變換之后驅動小馬達，或者直接驅動小馬達。

該電路使用的器件有，LM324一個，1uF電容兩個，分別用于高通濾波和峰值檢波。高速開關二極管1個，用于峰值檢峰，以及電阻若干。

如右下圖所示的整理電路圖，第一部分為峰值高通濾波電路，第二部分為運算放大電路，第三部分為峰值檢波電小，第四部分為比較器電路。

整體電路圖

二、正如剛才所言，本電路涉及的電子電路知識比較大，我想借助該電路跟大家講解以下的知識點：

R、C高通濾波器，電路很簡單，一個電容，一個電阻，但是分析起來卻不容易，即使只需要高中的復數相關知識。

運算放大電路，我不想過多講述原理，只是想通過理論和仿真講解一下放大倍數的計算。

比較器的輸出端和同相端，反相端的關系，以及在比較器電路中為什么經常會在輸出端和同相輸入端之間加一個電阻。

峰值檢測電路

如果要深究峰值檢測原理，需要利用到微積分知識進行電容充放電分析。

我想再說一句，如果要對電容、電感的特性做深入了解，需要在時間域和頻率域對電容、電感進行分析。

時間域也就是借助微積分對有電容、電感的電路進行求解。

頻率域是通過傅里葉變換之后(實際上不需要太深入了解傅里葉變換），只需要記得電容，電感與頻率相關的阻抗公式，根據電路原理進行電路求解，再根據高中所學的復數知識分析幅度與頻率，相位與頻率的關系，也就是所說的幅頻特性和相頻特性。

高通濾波電路

在multisim軟件方面，除了從庫中拖放器件，根據原理圖連線等基本技能之外，我這里還將介紹示波器、波特圖儀的使用。

三、開始前的幾個問題

開始前，先來幾個小測試，檢測一下大家的知識掌握水平！

如果C1是1uF，C1對于100Hz的信號而言，阻抗多大？

人能聽見的聲音頻率范圍為20Hz-20kHz，如果C1要讓100Hz以上的信號通過(在100Hz時，即V2比V1縮小一半），R1選擇了10k，C1應該怎么選擇？

從電腦主機輸出的音頻信號為1kHz，1V峰峰值時，V2的峰峰值多大？

四、幾個知識點

等效電路圖

電容C1的阻抗Zc為1/（2pifC1j），這個阻抗公式是通過傅里葉變換推導出來的，大家只需要記住即可。

簡單RC組成高通濾波電路可以等效為電阻分壓電路，與電阻分壓不同的是，電容的阻抗不是實數，而是復數，不但會影響信號幅度，還會影響信號相位。

根據圖形，從V1順著電路看，整個電路上的阻抗為R2+Zc+R1，V1電壓除以整個電路上的阻抗就是流經R2,Zc, R1的電流，電流等于V1/(R2+Zc+R1)。既然流過R1的電流知道了，很容易算出R1的電壓V2=V1/(R2+Zc+R1)*R1;所以V2/V1=R1/(R2+Zc+R1)，這是一個復數，因為這個復數與頻率f相關，也就是信號頻率變化，該比值也會發生變化，我們一般表示為H(jw)，經過一些代入，代簡，我們可以得到一個表達式

　　審核編輯：湯梓紅