本发明涉矿用防爆机械电器领域，尤其涉及一种矿用免维护自动选频喇叭。
背景技术：
矿用喇叭必须具有防爆，防潮等特性，分为矿用机械喇叭和矿用电子喇叭。与普通喇叭不同，矿用喇叭除了振动膜片外其余包括电路部分要用环氧浇封，以满足井下防爆要求。
尽管现在矿用稳频电子喇叭在代替机械喇叭上具有一定优势，但仍存在一定问题。机械喇叭优点是对环境具有自适应的特性，能保证机械喇叭总是在谐振状态下发声。但缺点是有机械触点，在长期高频率的电流冲击下，喇叭的寿命短。
稳频电子喇叭去掉了机械触点，延长了喇叭的寿命，音质也比机械喇叭悦耳，但在环境变化时，喇叭不总是在谐振状态下工作，需要不断调整喇叭频率和膜片的固有振荡频率一致，才能稳定的工作。
对于矿用产品来说，井下操作维护人员需要根据环境的变化定期打开喇叭上盖，调整电子振荡器的频率调整电位器，否则一段时间不调整，电子喇叭就不能正常工作，给操作维护人员带来麻烦。另外根据矿用产品的要求，除了振动膜片外整个电路部分是用环氧密封在壳体里，造成调整电子振荡器的电位器还不方便，需要撬掉电位器上部的一部分环氧，才能找到电位器进行调整。在调整后，根据矿用产品的防爆要求还需要把电路板裸露部分用环氧重新浇封，给矿上操作维护人员额外增加很多工作，并且调整并重新浇封后，容易破坏喇叭的防爆性能，给矿上带来安全隐患。
技术实现要素：
本发明的目的是为克服上述问题，提出一种矿用自动选频喇叭，采用电路设计，增加了传感元件，并采用专用的信号处理集成电路实现自动调频。
本发明所提出的一种矿用自动选频喇叭，包括具有共振腔的壳体、上盖，内部原件具有电源及扬声器，除振动膜片外，整体用环氧胶封，非常适宜于在含有爆炸性气体或者爆炸性粉尘及潮湿环境存在的场所中使用。和普通矿用喇叭不一样的是，本喇叭还包括控制线路板，发出的声音又经过传感元件反馈到控制线路板，在不断调整线路板输出的频率和振动膜片的固有频率一致，信号处理集成电路最终自动选择喇叭振动膜片的固有频率作为信号输出，使喇叭发出的声音最洪亮。线路板输出的频率信号到喇叭线圈上，产生交变磁场，振动膜片在交变磁场的作用下，在共振腔里发生运动发出声音。
其电路具体包括：
供电电路，分别为并联的
1.扬声器供电，电源连接扬声器与场效应管的漏极、源极，组成回路；以及
2.集成电路供电，电源连接若干电阻、集成电路的电源输入与输出端，组成回路；集成电路的输出端接入场效应管的栅极；
偏置电路，包括电阻与传感原件，与集成电路的电源输入与输出端并联；
选频电路，包括第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻，所述电路具体包括
1.充电及频率接收电路，集成电路输出端连接第一电阻，并与集成电路的第二输入端连接；其中，第一电容一端接入第一电阻与集成电路的第二输入端之间，另一端连接第三电阻，接入偏置电路的电阻与传感原件之间；第二电容接入第一电容与第三电阻之间，另一端接入供电电路；
2.放电电路，包括与第二电阻连接、指向第二电阻的二极管，所述二极管及第二电阻与第一电阻并联；以及
3.比较电路，包括与第一电阻连接的第四电阻，其另一端连接集成电路的第三输入端；
当集成电路的第二输入端电压升高至第三输入端电压时，第一输出端跳变，输出为0；当集成电路的第二输入端电压降低至第三输入端电压时，第一电容、第二电容对集成电路的第一输出端放电，直至集成电路的第二输入端电压翻降低至第三输入端电压，此时第一输出端电压再次翻转为电源电压。
进一步的，所述场效应管以三极管代替。其中，场效应管的栅极对应三极管的基极，场效应管的漏极对应三极管的集电极，场效应管的源极对应三极管的发射极。
进一步的，所述声音传感元件为传感器。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的电路结构图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示，进一步阐述上述技术方案。
如图1所示，本专利产品主要由上盖1、壳体2、线路板3、振动膜片4构成。壳体是一个共振腔，线路板输出的频率信号输出到喇叭线圈上，产生交变磁场，振动膜片在交变磁场的作用下，发生运动，而发出声音。
图2是本专利产品电原理图，电子振荡器工作使喇叭发声，和普通矿用电子喇叭不一样的是喇叭发出的声音又经过传感元件反馈到控制线路板，可以调整线路板输出的频率，和振动膜片的固有频率一致，喇叭的信号处理集成电路最终自动选择喇叭振动膜片的固有频率作为信号输出，使喇叭发出的声音最洪亮。
在技术方案的实施上，主要由控制线路板实现的。线路板由以下部分组成，电阻R1到R10，电容C和C2，二极管D1和D2，稳压二极管ZD1，保险FS1，专用信号处理集成电路U1，场效应管Q1，话筒H1及喇叭L1等组成。
矿用自动选频喇叭技术方案的实施在于场效应管Q1为IRF840，集成电路U1为LM258。
具体连接关系为，集成电路U1的1脚与R2的一端、R4的一端、R5的一端、R9的一端连接，2脚与电容C1的一端、R4的另一端、D1的正极连接，3脚与R5的一端、R7的一端、R8的一端连接，4脚作为IC1输入电源负极和电源输入Ui端负极相连，8脚作为IC1电源输入正极连接到电阻R10的一端、R3的一端、R8的一端、ZD1的正极；R9的另一端作为音频输入信号连接场效应管Q1栅极G，场效应管Q1漏极D连接喇叭线圈L1一端，电源输入Ui正极端连接到喇叭线圈的另一端，场效应管Q1源极S与电源Ui负极输入端连接，高性能拾音器H1一端与电阻R3一端、R6一端连接，另一端连接电源输入Ui负极。
本发明在原有矿用电子喇叭基础上增加了传感元件，且采用专用的信号处理集成电路，信号处理集成电路最终选择振动膜片的固有频率作为声音信号的输出，并且输出到喇叭线圈功率器件采用场效应管，这样输出更稳定，电路效率高，不仅喇叭免于维护，并且不受外界环境的干扰，输出声音洪亮。线路板主要有以下部分组成，电阻R1到R10，电容C1和C2，二极管D1和D2，稳压二极管ZD1，保险FS1，信号处理集成电路U1，场效应管Q1，传感元件H1及喇叭L1等组成。
集成电路部分的连接关系为：
1脚与R2的一端、R4的一端、R5的一端、R9的一端连接，2脚与电容C1的一端、R4的另一端、D1的正极连接，3脚与R5的一端、R7的一端、R8的一端连接，4脚作为IC1输入电源负极和电源输入Ui端负极相连，电源经过R1，R10和稳压管ZD1，给信号处理集成电路U1的8脚提供稳定的工作电压，同时经过R3给传感元件H1提供偏置。
U1输出端电压为电源电压，则通过R4对C1和C2充电，此时U1输入端2脚电压升高，当升高到U1输入端3脚电压时，U1输出端1脚发生跳变，输出为0，此时C1，C2通过D1和R2对U1输出端1脚放电，使得U1输入端电压2脚降低，当降低到U1输入端3脚电压时，U1输出端1脚电压翻转成电源电压。由于C1和C2不断在正反两个方向充电和放电，使U1的1脚输出端在电源电压和0之间翻转，输出一定周期和频率的信号。
U1输出端1脚输出的频率信号，通过R9输入到场效应管Q1的栅极G，与三极管一样，场效应管也有三个电极，分别是栅极G、源极S和漏极D。场效应管可看做是一只普通三极管，栅极G对应基极B，漏极D对应集电极C，源极S对应发射极E。N沟道对应NPN型三极管，P沟道对应PNP型三极管。效应管Q1源极S接电源负极，Q1漏极D和线圈一端串联，线圈另一端连到电源正极，当场效应管Q1工作时，方波频率信号通过Q1放大加到喇叭线圈上，产生交变磁场，振动膜片在交变磁场的作用下，发生运动，而发出声音。
H1是一个声音传感元件，电源电压通过R3提供H1一个偏置电压。H1接收喇叭的声音信号，将声音信号变换成电压信号，进入专用信号处理集成电路U1的压控信号处理电路中，用来改变C1和C2充放电状态，控制调整了信号处理集成电路的电子振荡器输出的信号的频率。话筒接收到的声音信号实际就是膜片振动发生的频率。当环境条件变化了膜片的固有振荡频率就变化了，此时信号处理集成电路输出的频率也随着变化，这样的闭环反馈系统就保证了信号处理集成电路选择输出的声音频率永远与喇叭的固有频率一致。保证了喇叭总是在谐振状态下工作，保持有最大的持久的声压级。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。