電工電子技術(shù)課程設(shè)計--聲光控電路設(shè)計

1、<p>　　電工電子技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　總體方案與原理說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1</p><p>　　單元電路1（用實際的單元電路名稱，下同）. . . . . .

2、 . . . . . . . . . . . . .a</p><p>　　單元電路2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .b</p><p>　　單元電路3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . .c</p><p>　　單元電路 N（N根據(jù)實際情況增減）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .d</p><p>　　總體電路原理相關(guān)說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .e&l

4、t;/p><p>　　總體電路原理圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .f</p><p>　　元件清單；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .g<

5、/p><p>　　參考文獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .h</p><p>　　設(shè)計心得體會. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i</p>

6、<p>　　總體方案與原理說明:</p><p>　　聲光控延時開關(guān)的電路原理圖見圖1所示。</p><p>　　聲光控延時開關(guān)的電路原理圖見圖1所示。明確了電路的信號流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個單元，由此可畫出圖2所示的方框圖。    結(jié)合圖2來分析圖1。聲音信號(腳步聲、掌聲等)由駐極體話筒bm接收并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)c1

7、耦合到vt的基極進行電壓放大，放大的信號送到與非門(vd1)的2腳，r4、r7是vt偏置電阻，c2是電源濾波電容。    為了使聲光控開關(guān)在白天開關(guān)斷開，即燈不亮，由光敏電阻rg等元件組成光控電路，r5和rg組成串聯(lián)分壓電路，夜晚環(huán)境無光時，光敏電阻的阻值很大，rg兩端的電壓高，即為高電平間t=2πr8c3，改變r8或c3的值，可改變延時時間，滿足不同目的。vd3和vd4構(gòu)成兩級整形電路，將方波信號進行整

8、形。當(dāng)c3充電到一定電平時，信號經(jīng)與非門vd3、vd4后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開關(guān)閉合；c3充滿電后只向r8放電，當(dāng)放電到一定電平時，經(jīng)與非門vd3、vd4輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開關(guān)斷開，完成一次完整的電子開關(guān)由開到關(guān)的過程。二極管vd1～vd4將交流220v進行橋式整流，變成脈動直流電，又經(jīng)r1降壓，c2濾波后即為電路的直</p><p><b>　　2.單元電路</

9、b></p><p>　　該單元電路部分主要是呈現(xiàn)其中的一些重要元器件之間是如何配合著工作的。其中主要分析的是電路中的主要元器件。它是使用了數(shù)字集成電路cd4011，其內(nèi)部含有4個獨立的與非門vd 1～vd4，使電路結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高。 </p><p>　　顧名思義，聲光控延時開關(guān)就是用聲音來控制開關(guān)的“開啟"，若干分鐘后延時開關(guān)“自動關(guān)閉"。因此，整個電路

10、的功能就是將聲音信號處理后，變?yōu)殡娮娱_關(guān)的開動作。這個單元電路正是其中的重要組成部分。</p><p><b>　　單元電路2</b></p><p>　　上圖是一個典型的雙向可控硅調(diào)光器電路，電位器POT1和電阻R1、R2 與電容C2構(gòu)成移相觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)C2的端電壓上升到雙向觸發(fā)二極管D1的阻斷電壓時，D1擊穿，雙向可控硅TRIAC被觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡點亮。調(diào)節(jié)POT1

11、可改變C2的充電時間常數(shù)，TRAIC的電壓導(dǎo)通角隨之改變，也就改變了流過燈泡的電流，結(jié)果使得白熾燈的亮度隨著POT1的調(diào)節(jié)而變化。POT1上的聯(lián)動開關(guān)SW1在亮度調(diào)到最暗時可以關(guān)斷輸入電源，從而實現(xiàn)調(diào)光器的開關(guān)控制。 </p><p>　　是電路中最為重要的一個部分。</p><p><b>　　4、單元電路3</b></p><p>　　這個

12、單元部分主要由4個獨立與非門電路組成?？筛淖冄訒r時間，滿足不同目的。有總體方框圖可知vd3和vd4構(gòu)成兩級整形電路，將方波信號進行整形。當(dāng)c3充電到一定電平時，信號經(jīng)與非門vd3、vd4后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開關(guān)閉合；c3充滿電后只向r8放電，當(dāng)放電到一定電平時，經(jīng)與非門vd3、vd4輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開關(guān)斷開，完成一次完整的電子開關(guān)由開到關(guān)的過程。</p><p>　?。?總體

13、電路原理相關(guān)說明</p><p>　　220V市電經(jīng)D2，D3，D5，D6橋式整流，再經(jīng)D1，R1，然后經(jīng)過穩(wěn)壓二極管D4削波，C3濾波得到12V直流供電路工作。 </p><p>　　先來看，在沒有聲音時，由于Q6是飽和導(dǎo)通的，所集電極為低電平，約為0.3V，通過R8，R13分壓，所以Q7截止，在C5充滿電后Q2的集電極為低電平，也就可控硅的觸發(fā)極為低電平，所以可控硅不導(dǎo)通，電路沒有足夠

14、的電流流過，燈不亮。 在有聲音時，壓電陶瓷Y1檢測到聲音信號，經(jīng)Q4放大，Q5，Q6，反轉(zhuǎn)放大，這里的Q5，Q6工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，這樣既能放大信號，同時又工作在非線性狀態(tài)，使電路更加穩(wěn)定。這樣Q7的基極電流交替變化，集電集電流也交替變化，也就是對C5放電，由于通過R11對C5充電的速度遠遠趕不上放電速度，C5很快放完電，這時，Q2基極為低電平，處于截止狀態(tài)，集電極電平為高，所以可控硅導(dǎo)通，這是有電流流過可控硅，燈被點亮。 </p

15、><p>　　由于可控硅在導(dǎo)通時壓降為1V左右，所以Q2前面的電路停止工作。電路通過R11對C5充電，充電時間約為t=0.7R11×C5,當(dāng)C5的電壓達到Q2的導(dǎo)通電壓時，Q2導(dǎo)通，發(fā)射極電平變低，可控硅截止。燈熄滅。電路的總體工作為以下幾個點： </p><p>　?。?）光控部分，在有光時，光敏電阻LR的電阻很低，其兩壓降很不，通過R9，R10分壓，Q1的集極達到導(dǎo)通電壓，所以發(fā)

16、射極電電壓為低，也就是無論電路前面狀態(tài)如何，Q7的基極電壓為低，Q7截止，余下的就跟沒有聲音時的工作狀態(tài)一樣。 （1）電源部分 </p><p>　　這是由一個開關(guān)控制通斷的直流電源，此從略。電容C1的功能只是為了改善電源的性能，減小電源的內(nèi)阻，尤其在電池使用較久、電壓下降時，C1可以使聲控放大電路繼續(xù)發(fā)揮較好的作用。 </p><p><b>　?。?）聲控電路 </b&

17、gt;</p><p>　　這里我們采用的聲控電路不是三極管開關(guān)電路，而是三極管放大電路；利用放大電路的一個功能——簡單一點講，就是：當(dāng)三極管基極電流變大時，集電極電流會有成百上千倍的增大（電流放大作用），同時使集電極電壓下降。 </p><p>　　電路中R1是三極管的偏流電阻，阻值2M（兆歐）。三極管的C集連接可變電阻W，調(diào)節(jié)這個電阻使C極的起始電壓處在比與非門電路1A輸入閥值（高低電

18、平分界）略高一點的電位。1A的初始狀態(tài)，由于兩個輸入端都是高電位，所以輸出端是低電位。 </p><p>　　壓電陶瓷片是作為聲音的傳感器使用，當(dāng)外界有一定聲響，它輸出電壓給三極管的B、E極，產(chǎn)生Ib，如上所述它的C極電位下降，與非門1A輸出端變?yōu)楦唠娢唬宦曧懴В?A的輸出端又回復(fù)到低電位。 </p><p>　?。?）4011內(nèi)部幾個與非門電路的工作過程 :</p>&l

19、t;p>　　1A的1腳（以下簡稱1A1）始終是高電位，1A2的電位受三極管9014集電極的控制，當(dāng)外界有一定強度聲響，壓電陶瓷片在此作為聲音傳感器，即把聲響傳到三極管9014，使9014的集電極電壓發(fā)生變化（電位下降），它和1A2連接，使1A2的電位也下降而且低于閥值使之處于低電位，于是1A的輸出端Y變?yōu)楦唠娢?；暫時忽略光敏電阻LR的作用，假設(shè)2A6處于高電位，那么2A的輸出端Y處于低電位，于是電源通過電阻R4和二極管4148形成

20、電流回路，由于二極管的箝位作用，使二極管的正極一端也處于低電位（只比負極端高出0.7V）也就是把3A8、3A9、4A12、4A13（它們都并聯(lián)）全部拉到低電位，而3A、4A的輸出端都變?yōu)楦唠娢唬鼈冚敵龅碾娏靼寻l(fā)光二極管LE點亮。 </p><p><b>　?。?總體電路原理圖</b></p><p><b>　?。?元件清單</b></

21、p><p><b>　?。?參考文獻：</b></p><p>　　[1] 曾見龍,易宇凡.電路設(shè)計［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[2] 潘松，等.大學(xué)電工設(shè)計實驗.成都：電子科技大學(xué)出版社,2000</p><p>　　[3] 高健, 沈慶宏, 高敦堂. 光聲控電路設(shè)計原理, 2002. 20

22、 (5):15218</p><p>　　[4] 王小平, 王彥芳, 等. 電工技術(shù)設(shè)計實驗。</p><p>　　[5] 盧慶利. 將聲光控電路原理完全剖析[J ]. 實驗室研究與探索, 2000, 19 (5) : 67270</p><p>　　[6] 候伯亨,顧新.VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計.修訂版電子工程師必備知識［M］.西安：西安電子科技大學(xué)

23、出版社,1999</p><p>　　[7] 張昌凡，等.可編程邏輯器件及高級電路設(shè)計技術(shù)［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社,2001</p><p><b>　?。?設(shè)計心得體會：</b></p><p>　　本次電工設(shè)計可以說來的比較突然，對我自己來說是一個很大的挑戰(zhàn)。以前從來沒有想過有一天要自己設(shè)計電路，而且是永那些很精細復(fù)雜的原件。但是既

24、然這是這個星期的作業(yè)，自己硬著頭皮也得把它做完。</p><p>　　這次的實驗是一個設(shè)計實驗，我們都得自己做。我首先在網(wǎng)上找資料，我發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上的資源就那么幾篇，大多數(shù)是類似的。都不夠詳細，讀不懂。后來去找了視頻，去找了書籍的資料，好不容易定下了一個設(shè)計題目?？墒钱媹D確實一個很大的難題。老師提供的參考繪圖軟件，那是相當(dāng)?shù)碾y ??！全是英文版的符號的，不知道什么對應(yīng)的是什么元器件，這又得查閱資料去尋找需要的元器件的英文

25、名，從而畫出相應(yīng)的圖來。外國人都說我們的動手能力不夠強，也許正是我們在自己動手方面比較欠缺，這樣的設(shè)計實驗應(yīng)該多多開展，有利于大家動手能力的提高。</p><p>　　總的來說，這個實驗是很難的，花了我很多時間去做這個實驗，也查閱了很多資料。在這次的學(xué)習(xí)過程中，我收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我們通過查找大量資料，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了