人耳可以聽(tīng)見(jiàn)的聲波頻率范圍為20--20，000Hz，狗可以聽(tīng)見(jiàn)的范圍為15--50，000Hz。我們將以非常大的功率發(fā)出一個(gè)具有特定頻率的聲波，該聲波應(yīng)該滿足以下條件：

1.處在狗可聽(tīng)見(jiàn)范圍并且處在人耳可聽(tīng)范圍外。

2.該聲波具有特殊的頻率，在這個(gè)頻率下狗應(yīng)該感到煩躁或恐懼。就好像你用粉筆刮黑板所產(chǎn)生的聲音。

電路主要由NE555定時(shí)器、LM386音頻放大器、超聲波揚(yáng)聲器和電源組成。NE555輸出20--27KHz的方波，方波被LM386放大，最后LM386推動(dòng)揚(yáng)聲器產(chǎn)生超聲波。我對(duì)原電路圖做了以下改動(dòng)：

1.在12V輸入端串接一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)。

2.用1N4007替代1N4935。

3.將R1替換為3K9電阻串聯(lián)2K雙聯(lián)可變電阻器的其中一聯(lián)；將R2替換為3K9電阻串聯(lián)2K雙聯(lián)可變電阻器的另外一聯(lián)。用于改變信號(hào)頻率。

D1（1N4935）是一個(gè)是整流二極管，使用1N4007替代。

C4是NE555輸出信號(hào)的耦合電容。

電路圖中X1-1和X1-2分別接+12V和地，是電源電壓輸入端；X2-1和X2-2是超聲波揚(yáng)聲器1的信號(hào)輸入端和地；X3-1和X3-2是超聲波揚(yáng)聲器2的信號(hào)輸入端和地。原作者設(shè)計(jì)了兩個(gè)揚(yáng)聲器。揚(yáng)聲器的數(shù)量應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，文中只使用了一個(gè)。

原理圖（版權(quán)歸原作者所有，改動(dòng)未標(biāo)識(shí)在原理圖上）

元件清單

洞洞板 *1

NE555 *1

LM386 *1

DIP8芯片座 *2（可選）

323x7型超聲波揚(yáng)聲器 *1（最好兩個(gè)）

1N4007整流二極管 *1

LED紅 *1

常開(kāi)按鍵開(kāi)關(guān) *1（可選）

撥動(dòng)開(kāi)關(guān) *1

2K雙聯(lián)可變電阻器 *1

3K9電阻 *2（對(duì)功率沒(méi)有特殊要求，下同）

47K電阻 *1

33K電阻 *1

18K電阻 *1

10R電阻 *1

4.7nF（472）瓷片電容 *1

10nF（103）瓷片電容 *1

0.1uF（104）瓷片電容 *1

47nF（473）瓷片電容 *1

0.1uF鋁電解電容 *1

1uF鋁電解電容 *1

所有元件合照（圖中不包含揚(yáng)聲器和雙聯(lián)可變電阻器）

部分元件介紹

NE555：NE555是一種常見(jiàn)的定時(shí)器，最大供電電壓為18V，筆者使用9V。其工作在多諧振蕩器模式，3號(hào)引腳輸出20--27KHz的方波（方波的參數(shù)計(jì)算公式見(jiàn)下面，輸出信號(hào)頻率可通過(guò)雙聯(lián)電阻器調(diào)節(jié)）。

NE555P-DIP8

NE555引腳定義

NE555內(nèi)部框圖

Tw1=0.7（R2+R1）C2------輸出高電平寬度

Tw2=0.7R1C2--------------輸出低電平寬度

f=1.44/［（R2+2R1）C］----------輸出方波頻率

q=（R1+R2）/（2R1+R2）----輸出信號(hào)占空比

（所有參數(shù)的單位應(yīng)該按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位配置）

NE555輸出方波示例（f=47KHz，Vpp=1V）

LM386：一款常見(jiàn)的低電壓音頻放大器。LM386 N-1供電電壓最大為12V，筆者使用9V。本原理圖中的LM386增益為20dB（100倍），如果需要改變?cè)鲆妫瑓⒖紨?shù)據(jù)手冊(cè)。

LM386實(shí)物

LM386引腳定義

LM386等效電路圖

典型應(yīng)用

LM386放大NE555方波后的波形（f=47KHz，Vpp=10V，可以看見(jiàn)信號(hào)失真）

超聲波揚(yáng)聲器（高音喇叭）：一種輸出聲波頻率比一般的揚(yáng)聲器更寬的揚(yáng)聲器，型號(hào)為323x7的壓電喇叭，頻響范圍2--27KHz，阻抗4--8歐，使用萬(wàn)用表測(cè)量?jī)啥穗娮杈鶠闊o(wú)窮大。可以用它發(fā)出人類無(wú)法聽(tīng)到的聲波。

實(shí)物（正）

實(shí)物（反）

可變電阻器：用于改變輸出信號(hào)的頻率，其中R1和R2大小相等且同時(shí)變化。輸出信號(hào)為20KHz時(shí)R1=R2且對(duì)應(yīng)于5K1，為27KHz時(shí)R1=R2且對(duì)應(yīng)于3K8。信號(hào)輸出的占空比恒為66%。注意，雙聯(lián)電阻器的兩聯(lián)不同步將導(dǎo)致信號(hào)頻率偏移。

實(shí)物

1N4007整流二極管：一種常見(jiàn)的整流二極管，在此電路中用于防止電源接反。

1N400X二極管參數(shù)

完成后

正面（圖中未添加LED和按鍵開(kāi)關(guān)，下同）

反面

測(cè)試結(jié)果

1.使用可變電阻器進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)時(shí)，頻率不是按預(yù)期的單調(diào)變化，頻率變化有如下規(guī)律：7KHz--》28.7KHz--》19.8KHz。原因是雙聯(lián)可變電阻器的兩聯(lián)不是嚴(yán)格的同步變化，兩聯(lián)之間存在一些誤差。

2.嘗試用耳朵聽(tīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)聲音十分刺耳，刺耳不是指聲音大，而是令人感到惡心。應(yīng)該避免長(zhǎng)時(shí)間聽(tīng)此聲音，其對(duì)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)有影響。

3.找了一條狗進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)我走進(jìn)它時(shí)，它開(kāi)始狂叫。這時(shí)我打開(kāi)驅(qū)狗器，它好像聽(tīng)到了什么，就不叫了，很神奇。

4.功耗如下： 45--88mA @12V

38--68mA @9V

改進(jìn)措施

1.可以嘗試使用精度更高的雙聯(lián)可變電阻器，用以消除頻率誤差。

2.在上述撥動(dòng)開(kāi)關(guān)處再并聯(lián)一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)（可以更方便地控制驅(qū)狗器）。

3.如果你要訓(xùn)練你的狗，那么你需要為這個(gè)電路添上一個(gè)麥克風(fēng)和其他一些電路，也就是被動(dòng)式驅(qū)狗器。

4.當(dāng)使用此裝置時(shí)，人耳可聽(tīng)見(jiàn)喇叭發(fā)出刺耳的聲音，可以想辦法濾除該聲音。

后續(xù)

1.如果想要增大輸出功率，可以嘗試并聯(lián)多個(gè)超聲波揚(yáng)聲器或使用其他的運(yùn)算放大器。

2.有條件的話，我會(huì)再找一些狗，測(cè)試我的驅(qū)狗器。感謝反饋。目前，測(cè)試了一只狗（就是那只煩人的狗）。

責(zé)任編輯：gt