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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 答 辯 情 況 記 錄</p><p><b> 摘 要</b></p><p> 眨眼雙音門鈴是一種很有發(fā)展前途的電子產(chǎn)品,它是利用模擬數(shù)字混合集成電路555定時(shí)器的工作原理,組成多諧震蕩器,通過改變輸出方波的頻率來實(shí)現(xiàn)雙音功能,又通過另一個(gè)555多諧震蕩器控制兩個(gè)發(fā)光二極管輪流發(fā)光實(shí)現(xiàn)眨眼功能,最后通過一個(gè)開關(guān)來同時(shí)實(shí)現(xiàn)眨眼雙音功能。
2、門鈴這玩意在中國(guó)古代較少聽說,有錢的大戶人家是在大門上裝有裝飾性的門環(huán),叫門的人可用門環(huán)拍擊環(huán)下的門釘發(fā)出較大的響聲,有現(xiàn)代“門鈴”的作用。門鈴在外國(guó)電影的古代片中常有出現(xiàn),也多是有錢的人戶在門前吊著一只碩大的青銅手柄。馬車夫?qū)⒖腿怂偷介T前的時(shí)候,會(huì)順便拉拉它牽動(dòng)里面的鈴當(dāng)以示來人?,F(xiàn)在“門鈴”不再是有錢人家的專項(xiàng),“門鈴”已在平民百姓人家廣泛普遍應(yīng)用。各式各樣的“門鈴”比比皆是。</p><p> 該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
3、緊湊,電路設(shè)計(jì)巧妙,既運(yùn)用了模擬電路的知識(shí),也用到了數(shù)字電路的基本知識(shí),是模擬與數(shù)字的有機(jī)結(jié)合。</p><p><b> 目 錄</b></p><p> 第一章 前言……………………………………………………………………………… 1</p><p> 第二章 工作原理…………………………………………………………………………2</
4、p><p> 2.1門鈴電路工作原理……………………………………………………………………2</p><p> 2.2眨眼電路工作原理……………………………………………………………………3</p><p> 2.3眨眼雙音門鈴電路整體工作原理……………………………………………………4</p><p> 第三章 元件及測(cè)試…………………………
5、……………………………………………5</p><p> 3.1元件清單………………………………………………………………………………5</p><p> 3.1.1 555定時(shí)器……………………………………………………………………… 7</p><p> 3.1.2 電容………………………………………………………………………………… 8</p>&
6、lt;p> 3.1.3電阻……………………………………………………………………………… 9</p><p> 3.1.4 二極管……………………………………………………………………………10</p><p> 3.1.5 變壓器……………………………………………………………………………11</p><p> 3.1.6 喇叭……………………………………
7、…………………………………………12</p><p> 3.2 測(cè)試………………………………………………………………………………… 12</p><p> 第四章 電路各功能塊………………………………………………………………… 13</p><p> 4.1 直流5V電源…………………………………………………………………………13</p><
8、;p> 4.1.1 整流橋…………………………………………………………………………13</p><p> 4.1.2 7805穩(wěn)壓器……………………………………………………………………13</p><p> 4.2 多諧振蕩器………………………………………………………………………… 14</p><p> 第五章 系統(tǒng)調(diào)試………………………………………
9、…………………………………15</p><p> 第六章 結(jié)束語(yǔ)……………………………………………………………………………16</p><p> 6.1 論文總結(jié)…………………………………………………………………………… 16</p><p> 6.2 工作展望…………………………………………………………………………… 16</p><p&
10、gt; 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………17</p><p> 致謝…………………………………………………………………………………………18</p><p><b> 前 言</b></p><p> 隨著社會(huì)的發(fā)展,技術(shù)的進(jìn)步,越來越多的電子產(chǎn)品走進(jìn)了千家萬(wàn)戶,電子門鈴就是一個(gè)很好的例子。&l
11、t;/p><p> 為了適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展的需要,更好的鍛煉自己,根據(jù)學(xué)校的指示在臨畢業(yè)之即,做了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是高職教學(xué)過程中一個(gè)十分重要的環(huán)節(jié)。是鍛煉學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)正確分析和解決實(shí)際問題的一個(gè)重要方面,也是高職培養(yǎng)應(yīng)用型專門人才的要求。我們本著一切從實(shí)際出發(fā)的方針,嚴(yán)肅認(rèn)真,獨(dú)立思考,自己動(dòng)手、實(shí)事求是的態(tài)度完成設(shè)計(jì)。我們注重理論與實(shí)踐相結(jié)合,在指導(dǎo)老師的大力幫助下運(yùn)用了自己所學(xué)做了這次設(shè)計(jì)。
12、這次設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了學(xué)院“修德強(qiáng)能、嚴(yán)禁精細(xì)、經(jīng)世致用”的思想。</p><p> 本設(shè)計(jì)包括3個(gè)重要部分。第一部分主要是電源,包括整流、濾波、穩(wěn)壓三個(gè)過程。第二部分主要是門鈴電路,包括輸出方波、改變波頻、開關(guān)設(shè)計(jì)等。第三部分主要是眨眼電路,包括輸出高低電平、開關(guān)控制、輪流眨眼等。其中開關(guān)控制部分是通過一個(gè)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的。本論文以培養(yǎng)我們的綜合設(shè)計(jì)為目的,在內(nèi)容的安排上突出了基本理論、元件功能、功能模塊、測(cè)試四個(gè)基
13、本點(diǎn)。為了配合閱讀,論文紙張為A4,頁(yè)碼從正文開始,右端對(duì)齊,章標(biāo)題格式為黑體三號(hào),左端對(duì)齊,行間距為1.5倍節(jié)標(biāo)題為黑體四號(hào),左端對(duì)齊,行間距為1.5倍3級(jí)標(biāo)題為宋體小四號(hào),左端對(duì)齊,段前段后都為0.5行,行間距為1.5倍正文為宋體小四,行間距為1.5倍內(nèi)容:宋體小四,行間距1.5倍,章目錄:宋體四號(hào),節(jié)目錄:宋體小四,行間距為1.5倍在目錄和正文中都體現(xiàn)出了前言、結(jié)束語(yǔ)、參考文獻(xiàn)和致謝等</p><p>
14、論文做到了論點(diǎn)明確、論據(jù)充分,論理透徹,語(yǔ)言準(zhǔn)確恰當(dāng),書面整潔、字跡工整,圖紙應(yīng)清晰、工整,符合設(shè)計(jì)要求,符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)。字?jǐn)?shù)、圖紙數(shù)量符合有關(guān)要求。并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。</p><p> 眨眼雙音門鈴在設(shè)計(jì)上注重了節(jié)能,低成本、小巧、美觀、便于安裝等特點(diǎn),適合普及。眨眼雙音門鈴采用以555多諧振蕩器為主要部件,電壓穩(wěn)定在5V,工作時(shí)電流在2-3mA之間,非常節(jié)能。由于設(shè)計(jì)巧妙,如果加以集成,成本
15、將會(huì)更加低廉。由于以上幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn),使得本設(shè)計(jì)可以廣泛普及。</p><p><b> 第二章 工作原理</b></p><p> 2.1門鈴電路工作原理 </p><p> 在設(shè)計(jì)中用到的原理及電路圖在本張將做介紹。</p><p> 圖 2.1 雙音電子門鈴電路</p><p> 由55
16、5 電路組成的叮咚門鈴電路的組成上可見,該電路是一個(gè)由555 電路組成的音頻振蕩器,它的工作狀態(tài)受④腳的控制。靜態(tài)時(shí),電源通過R2 、R3 及R4 向C2 充電, C2 上端電壓接近電源電壓。但因④腳懸空,電壓接近OV ,使電路處于復(fù)位狀態(tài),振蕩電路不能工作。 按下按鈕SB 后,電路被接通,電源通過VDl 向Cl 迅速充電,使④腳電壓很快升高,當(dāng)電壓大于O.7V 時(shí)電路起振。電容C2 通過R4 經(jīng)⑦腳放電,當(dāng)C2 放電使其上端電
17、壓低于Vcc /3 時(shí), 555 電路的③腳輸出高電平使揚(yáng)聲器發(fā)出"叮"的聲響。在按下SB 前,由于555 電路④腳的復(fù)位作用,③腳輸出低電平。在按下SB 后,由于Cl 被充電后電壓升高,④腳的復(fù)位狀態(tài)被解除,但因②、⑥腳電壓在按下SB 前已高于2VDD /3 , 這就使③腳仍然保持低電平輸出狀態(tài)。當(dāng)松開按鈕SB 后,電源經(jīng)R2 , R3 及R4 再次向C2 充電,當(dāng)充電使C2 上端電壓達(dá)到2Vcc /3 時(shí), 5
18、55 電路的③腳突然變?yōu)榈碗娖?,揚(yáng)聲器發(fā)出一聲"咚"。在C2 開始充電的同時(shí),電容Cl 經(jīng)Rl 放電,當(dāng)放電使Cl 上端電壓低于O.7</p><p> 由上述分析可知,要達(dá)到預(yù)想的"叮咚"聲效果,電路中各部分的時(shí)間協(xié)調(diào)是關(guān)鍵。其中主要的就是R2 , R3 , R4 和C2 數(shù)值的選擇,在實(shí)際制作中需要通過實(shí)驗(yàn)來確定。</p><p> 雙音電子
19、門鈴以555為核心組成多諧振蕩器,推動(dòng)喇叭。實(shí)際上555電路是一個(gè)可控電壓振蕩器,當(dāng)按下AN按鈕后,C1,C2分別充電。555起振,振蕩頻率F1=1044/(R3+r4)c1,當(dāng)松開AN后,振蕩頻率f2=1.44/(r2+r3+2r4)C2,圖示參數(shù)的 對(duì)應(yīng)頻率,前者約為750HZ,后者約為500hz,同時(shí),由于c2通過r1指數(shù)放電,并加到555的控制端5腳,改變基片內(nèi)部的基準(zhǔn)比較電壓,因而松開AN后,門鈴實(shí)際上發(fā)出的 變調(diào)的音響,直至
20、c2上的 電壓放完。</p><p> 2.2眨眼電路工作原理</p><p> 如圖 2.2所示,555和R1、R2、C組成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。F=1.44/(R1+2R2)C,圖示參數(shù)的振蕩頻率約在1Hz左右,占空比為50%。它輸出的高、底電平方波驅(qū)動(dòng)LED1、LED2,使之輪流“眨眼”發(fā)光。R3、R4為限流保護(hù)電阻。</p><p> 圖 2.2 眨眼電路
21、</p><p> 接通電源后,555起振,當(dāng)3腳輸出為高電平時(shí),由于LED1正極與電源相連相當(dāng)于高電平,負(fù)極通過R3與 555多諧振蕩器的3引腳相連LED1不發(fā)光。LED2的正極相當(dāng)于高電平,負(fù)極與地相接,所以LED2先發(fā)光。當(dāng)3腳輸出為低電平時(shí),由于LED1正極與電源相連相當(dāng)于高電平,負(fù)極通過R3與 3腳相連相當(dāng)于低電平,LED1發(fā)光。而LED2的正極相當(dāng)于低電平,負(fù)極與地相接,所以LED2不發(fā)光。從而實(shí)現(xiàn)
22、了電路的輪流眨眼功能</p><p> 2.3眨眼雙音門鈴電路整體工作原理</p><p> 圖 2.3 眨眼雙音門鈴電路</p><p> 如圖 2.3 所示,是將上面的兩個(gè)電路和電源組合在一起的電路。</p><p> 電源部分:使用變壓器將220V交流電壓將高電壓轉(zhuǎn)化為可用交流底電壓(11V)。然后整流將正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換為只有正半周
23、的信號(hào), 可以是全波整流,也可以是半波整流,最典型的是橋式全波整流,需四只二極管。此外,也有專門的整流橋集成電路,為了方便我們使用整流橋。整流的作用主要是將正弦信號(hào)變成脈動(dòng)的信號(hào),這樣就有的直流分量了(這時(shí)的信號(hào)可以認(rèn)為是交流信號(hào)和直流信號(hào)的疊加)。連接濾波電容, 將既有直流成分又有交流成分的脈動(dòng)信號(hào)中的交流信號(hào)濾掉就可以了。加一個(gè)電容,電容越大,濾波效果越好。</p><p> 將穩(wěn)壓器(7805)的正極與整
24、流橋的輸出端連接,負(fù)極輸出,接地?cái)噙B接負(fù)極 ,穩(wěn)壓器串聯(lián)個(gè)電阻就行,則輸出為5V直流電。附:電源部分將在以后章節(jié)重點(diǎn)介紹。</p><p> 在電路的設(shè)計(jì)中能否通過一個(gè)開關(guān)來控制整個(gè)電路是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。 眨眼電路和雙音電路為能實(shí)現(xiàn)同步和有同一開關(guān)控制,使用電容控制兩電路中的 555定時(shí)器的第4腳,當(dāng)電源開關(guān)AN按下后,眨眼電路和雙音電路同時(shí)工作,同時(shí)雙音電路中的一電阻短路,發(fā)出同一頻率的聲音,眨眼電路兩個(gè)
25、發(fā)光二極管輪流閃爍。當(dāng)AN松開后,控制第4腳的電容放電為倆個(gè)555定時(shí)器的第4腳提供高電平使倆電路能繼續(xù)工作,直到電容放電結(jié)束。眨眼電路中發(fā)光二極管將繼續(xù)輪流閃爍,雙音電路中由于充電回路改變,則發(fā)出聲音的頻率將改變,頻率變底,隨著電容的放點(diǎn),其電壓將逐漸變底,直至聲音消失.于是此電路實(shí)現(xiàn)了雙音與眨眼同步,同時(shí)全部電路也實(shí)現(xiàn)了同一按扭的控制。</p><p><b> 第三章 原件及測(cè)試</b&g
26、t;</p><p><b> 3.1元件清單</b></p><p> 眨眼雙音門鈴所用的元件主要有:555定時(shí)器,電阻,電容,晶體二極管,發(fā)光二極管,變壓器,喇叭,保險(xiǎn)管等。</p><p> 3.1.1 555定時(shí)器</p><p> 555定時(shí)器是一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方法靈活、用途廣泛的多功能電路。只要
27、外部陪接少數(shù)幾個(gè)阻容元件便可組成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路。555定時(shí)器的電源電壓范圍寬,雙極性555定時(shí)器為5—16V,CMOS 555定時(shí)器為3—18V??梢蕴峁┡cTTL及CMOS數(shù)字電路兼容的接口電平。555定時(shí)器還可輸出一定的功率,可驅(qū)動(dòng)微電機(jī)、指示燈、揚(yáng)聲器等。它在脈沖波形的產(chǎn)生與變換、儀器與儀表、測(cè)量與控制、家用電器與電子玩具等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。</p><p> 圖3.1 5
28、55定時(shí)器</p><p> 它的各個(gè)引腳功能如下:</p><p> 1腳:外接電源負(fù)端VSS或接地,一般情況下接地。</p><p> 8腳:外接電源VCC,雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 ~ 16V,CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 ~ 18V。一般用5V。</p><p><b> 3腳:輸出端Vo</b
29、></p><p><b> 2腳:低觸發(fā)端</b></p><p><b> 6腳:TH高觸發(fā)端</b></p><p> 4腳:是直接清零端。當(dāng)端接低電平,則時(shí)基電路不工作,此時(shí)不論、TH處于何電平,時(shí)基電路輸出為“0”,該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。</p><p> 5腳:VC為控制電
30、壓端。若此端外接電壓,則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓,當(dāng)該端不用時(shí),應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地,以防引入干擾。</p><p> 7腳:放電端。該端與放電管集電極相連,用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。</p><p> 555定時(shí)器的功能表</p><p> 由圖22-1-1不難證明表22-1的正確性,表中第一行說明555定時(shí)器的清零作用。4腳加入低電平,
31、將對(duì)RS觸發(fā)器直接置“0”。接在它上的三極管起跟隨緩沖作用。</p><p> 表3.1 555定時(shí)器電路框圖</p><p> 圖3.2 555定時(shí)器電路框圖</p><p> 當(dāng)TH高觸發(fā)端6腳加入的電平大于2/3Vcc,TL低觸發(fā)端2腳的電平大于時(shí),比較器A1輸出高電平,比較器A2輸出低電平,觸發(fā)器置“0”,放電管飽和,7腳為低電平。</p>
32、;<p> 當(dāng)TH高觸發(fā)端加入的電平小于2/3Vcc,TL低觸發(fā)端的電平大于1/3Vcc時(shí),比較器A1輸出低電平,比較器A2輸出低電平,觸發(fā)器狀態(tài)不變,仍維持前一行的電路狀態(tài),輸出低電平,放電管飽和,7腳為低電平。</p><p> 當(dāng)TH高觸發(fā)端6腳加入的電平小于2/3Vcc,TL低觸發(fā)端的電平小于2/3Vcc時(shí),比較器A1輸出低電平,比較器A2輸出高電平,觸發(fā)器置“1”,輸出高電平,放電管截
33、止,7腳為高電平。因7腳為集電極開路輸出,所以工作時(shí)應(yīng)有外接上拉電阻,故7腳為高電平。</p><p> 當(dāng)從功能表的最后一行向倒數(shù)第二行變化時(shí),電路的輸出將保持最后一行的狀態(tài),即輸出為高電平,7腳高電平。只有高觸發(fā)端和低觸發(fā)端的電平變化到倒數(shù)第三行的情況時(shí),電路輸出的狀態(tài)才發(fā)生變化,即輸出為低電平,7腳為低電平。</p><p> 由電路框圖和功能表可以得出如下結(jié)論:</p&g
34、t;<p> 1.555定時(shí)器有兩個(gè)閾值,分別是1/3Vcc和2/3Vcc。 </p><p> 2.輸出端3腳和放電端7腳的狀態(tài)一致,輸出低電平對(duì)應(yīng)放電管飽和,在7腳外接</p><p> 有上拉電阻時(shí),7腳為低電平。輸出高電平對(duì)應(yīng)放電管截止,在有上拉電阻時(shí),7腳為高電平。</p><p> 3.輸出端狀態(tài)的改變有滯回現(xiàn)象,回差電壓為1/
35、3Vcc。</p><p> 4.輸出與觸發(fā)輸入反相。</p><p><b> 3.1.2 電容</b></p><p> 1、電容在電路中一般用“C”加數(shù)字表示(如C13表示編號(hào)為13的電容)。電容是由兩片金屬膜緊靠,中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小,電容對(duì)交流信號(hào)的
36、阻礙作用稱為容抗,它與交流信號(hào)的頻率和電容量有關(guān)。容抗XC=1/2πf c (f表示交流信號(hào)的頻率,C表示電容容量) 電容的作用:濾波作用,在電源電路中,整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流,而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的電解電容,利用其充放電特性,使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對(duì)比較穩(wěn)定的直流電壓。在實(shí)際中,為了防止電路各部分供電電壓因負(fù)載變化而產(chǎn)生變化,所以在電源的輸出端及負(fù)載的電源輸入端一般接有數(shù)十至數(shù)百微法的電解電容.由于
37、大容量的電解電容一般具有一定的電感,對(duì)高頻及脈沖干擾信號(hào)不能有效地濾除,故在其兩端并聯(lián)了一只容量為0.001--0.lpF的電容,以濾除高頻及脈沖干擾。 耦合作用:在低頻信號(hào)的傳遞與放大過程中,為防止前后兩級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響,常采用電容藕合.為了防止信號(hào)中韻低頻分量損失過大,一般總采用容量較大的電解電容。 </p><p> 2、識(shí)別方法:電容的識(shí)別方法與電阻的識(shí)別方法基本相同,分直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)
38、法3種。電容的基本單位用法拉(F)表示,其它單位還有:毫法(mF)、微法(uF)、納法(nF)、皮法(pF)。其中:1法拉103=毫法=1XXXXX微法=109納法=1012皮法容量大的電容其容量值在電容上直接標(biāo)明,如 10 uF/16V 容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數(shù)字表示字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF </p><p> 數(shù)字表示法:一般用三位數(shù)字表示容
39、量大小,前兩位表示有效數(shù)字,第三位數(shù)字是倍率。如:102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF </p><p> 由兩個(gè)金屬極,中間夾有絕緣介質(zhì)構(gòu)成。電容的特性主要是隔直流通交流,因此多用于級(jí)間耦合、濾波、去耦、旁路及信號(hào)調(diào)諧。</p><p> 電容按介質(zhì)不同分為:氣體介質(zhì)電容,液體介質(zhì)電容,無機(jī)固體介質(zhì)電容,有機(jī)固體介質(zhì)
40、電容電解電容。按極性分為:有極性電容和無極性電容。按結(jié)構(gòu)可分為:固定電容,可變電容,微調(diào)電容。 電容容量表示能貯存電能的大小。電容對(duì)交流信號(hào)的阻礙作用稱為容抗,容抗與交流信號(hào)的頻率和電容量有關(guān),容抗XC=1/2πf c (f表示交流信號(hào)的頻率,C表示電容容量)。 電容的標(biāo)注方法分為:直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法。對(duì)于體積比較大的電容,多采用直標(biāo)法。如果是0.005,表示0.005uF=5nF。如果是5n,那就表示的是5nF
41、。 </p><p><b> 3.1.3 電阻</b></p><p> 導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用就叫該導(dǎo)體的電阻。</p><p> 電阻器簡(jiǎn)稱電阻(Resistor,通常用“R”表示)是所有電子電路中使用最多的元件。電阻的主要物理特征是變電能為熱能,也可說它是一個(gè)耗能元件,電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓分流的作用,對(duì)信號(hào)來
42、說,交流與直流信號(hào)都可以通電阻。電阻都有一定的阻值,它代表這個(gè)電阻對(duì)電流流動(dòng)阻擋力的大小。電阻的單位是歐姆,用符號(hào)“Ω”表示。歐姆是這樣定義的:當(dāng)在一個(gè)電阻器的兩端加上1伏特的電壓時(shí),如果在這個(gè)電阻器中有1安培的電流通過,則這個(gè)電阻器的阻值為1歐姆。在國(guó)際單位制中,電阻的單位是Ω(歐姆),此外還有 KΩ(千歐), MΩ(兆歐)。其中: 1MΩ=1000KΩ , 1KΩ=1000Ω。</p><p> 電阻的阻
43、值標(biāo)法通常有色環(huán)法,數(shù)字法。色環(huán)法在一般的的電阻上比較常見。</p><p> 一般色環(huán)電阻上有四個(gè)環(huán),第一個(gè)表示第一位數(shù),第二個(gè)表示第二位數(shù),第三個(gè)表示零的個(gè)數(shù),第四個(gè)表示誤差。 顏色 棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰 白 黑 代表數(shù)字 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 誤差:金±5% 銀±10% 無色±20% 如:有一電阻色環(huán)依次是 黃紫紅金 ,黃代表第一位數(shù)是4,
44、紫代表第二位數(shù)是7,紅代表零的個(gè)數(shù)是2,即00,金代表誤差為±5%,所以該電阻阻值為4700Ω±5% </p><p> 電阻器的電氣性能指標(biāo)通常有標(biāo)稱阻值,誤差與額定功率等。它與其它元件一起構(gòu)成一些功能電路,如RC電路等。</p><p> 電阻是一個(gè)線性元件。說它是線性元件,是因?yàn)橥ㄟ^實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在一定條件下,流經(jīng)一個(gè)電阻的電流與電阻兩端的電壓成正比——即它是符合
45、歐姆定律:I=U/R 常見的碳膜電阻或金屬膜電阻器在溫度恒定,且電壓和電流值限制在額定條件之內(nèi)時(shí),可用線性電阻器來模擬。如果電壓或電流值超過規(guī)定值,電阻器將因過熱而不遵從歐姆定律,甚至還會(huì)被燒毀。線性電阻的工作電壓與電流的關(guān)系如圖1所示。 電阻的種類很多,通常分為碳膜電阻,金屬電阻,線繞電阻等:它又包含固定電阻與可變電阻,光敏電阻,壓敏電阻,熱敏電阻等。 通常來說,使用萬(wàn)用表可以很容易判斷出電阻的好壞:將萬(wàn)用表調(diào)節(jié)在電
46、阻擋的合適擋位,并將萬(wàn)用表的兩個(gè)表筆放在電阻的兩端,就可以從萬(wàn)用表上讀出電阻的阻值。應(yīng)注意的是,測(cè)試電阻時(shí)手不能接觸到表筆的金屬部分。但在實(shí)際電器維修中,很少出現(xiàn)電阻損壞。著重注意的是電阻是否虛焊,脫焊。 作用:主要職能就是阻礙電流流過 ,應(yīng)用于限流、分流、降壓、分壓、負(fù)載與電容配合作濾波器及阻匹配等.</p><p><b> 3.1.4二極管</b></p>&l
47、t;p> 在眨眼雙音門鈴中用到了晶體二極管和發(fā)光二極管如圖 3.3 所示。</p><p> ?。╝)二極管 (b)二極管的伏安特性曲線 (c)發(fā)光二極管</p><p><b> 圖3.3 二極管</b></p><p> 一、晶體二極管的工作原理</p><p> 晶體二極管為一個(gè)由
48、p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié),在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層,并建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí),由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。 當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí),外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng),形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)
49、字表示,如: D5表示編號(hào)為5的二極管。二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?,也就是在正向電壓的作用下,?dǎo)通電阻很??;而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。</p><p> 識(shí)別方法:二極管的識(shí)別很簡(jiǎn)單,小功率二極管的N極(負(fù)極),在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來,有些二極管也用二極管專用符號(hào)來表示P極(正極)或N極(負(fù)極),也有采用符號(hào)標(biāo)志為“P”、“N”來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長(zhǎng)短來識(shí)別
50、,長(zhǎng)腳為正,短腳為負(fù)。</p><p> 二、發(fā)光二極管工作原理</p><p> 發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管,當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光,因而可以用來制成發(fā)光二極管,在電路及儀器中作為指示燈,或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光,磷化鎵二極管發(fā)綠光,碳化硅二極管發(fā)黃光。它是半導(dǎo)體二極管的一種,可以把電能轉(zhuǎn)化成光能;常簡(jiǎn)
51、寫為L(zhǎng)ED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成,也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后,從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子,在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合,產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同,釋放出的能量越多,則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。 發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的
52、正向伏安特性曲線很陡,使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計(jì)算: R=(E-UF)/IF式中E為電源電壓,UF為L(zhǎng)ED的正向壓降,IF為L(zhǎng)ED的一般工作電流。發(fā)光二極管的兩根引線中較長(zhǎng)的一根為正極,應(yīng)按電源正極。有的發(fā)光二</p><p><b> 二極管的主要參數(shù)</b></p><p> 二極管的特性還可用參數(shù)來描述,實(shí)用中一
53、般通過查器件手冊(cè),依據(jù)參數(shù)來合理使用二極管。</p><p> 1.最大整流電流IF</p><p> 指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行允許通過的最大征象平均電流。使用時(shí)若超過此值,有可能燒壞3二極管。</p><p> 2.最高反向工作電壓URM</p><p> 指允許施加在二極管兩段的最反向電壓,通常規(guī)定為擊穿電壓的一半。</p>
54、<p><b> 3.反向電流IR</b></p><p> 指二極管未擊穿時(shí)的反向電流值。其值會(huì)隨溫度的升高而急劇增加,其值越小,二極管單向?qū)щ娦阅茉胶?。反向電流值?huì)隨溫度的升高而顯著增加,在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)加以注意。</p><p> 4.最高工作頻率fM</p><p> 指保證二極管單向?qū)щ娮饔玫淖罡吖ぷ黝l率。當(dāng)工作頻率
55、超過fM是時(shí),二極管的單向?qū)щ娦阅芫蜁?huì)變差,甚至失去單向?qū)щ娞匦浴N結(jié)具有電容效應(yīng),其作用可用PN結(jié)電容來等效,它并聯(lián)于二極管的餓兩端。由于PN結(jié)電容很小,對(duì)低頻的工作影響很小,當(dāng)工作頻率升高時(shí),其響應(yīng)就會(huì)增大,所以fM主要決定于PN結(jié)電容的大小,其值越大,fM就越小。</p><p><b> 3.1.5 變壓器</b></p><p> 在設(shè)計(jì)中用到的變壓器
56、是把220V交流電變成11V的交流。變壓器幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到,它原理簡(jiǎn)單但根據(jù)不同的使用場(chǎng)合(不同的用途)變壓器的繞制工藝會(huì)有所不同的要求。變壓器的功能主要有:電壓變換;阻抗變換;隔離;穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等,變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯?! ∽儔浩鞯淖罨拘褪?,包括兩組繞有導(dǎo)線之線圈,并且彼此以電感方式稱合一起。當(dāng)一交流電流(具有某一已知頻率)流于其中之一組線圈時(shí),于另一組線圈中將感應(yīng)出具有相同頻率之交流電壓
57、,而感應(yīng)的電壓大小取決于兩線圈耦合及磁交鏈之程度?! ∫话阒高B接交流電源的線圈稱之為「一次線圈」(Primary coil);而跨于此線圈的壓稱之為「一次電壓.」。在二次線圈的感應(yīng)電壓可能大于或小于一次電壓,是由一次線圈與二次線圈問的「匝數(shù)比」所決定的。因此,變壓器區(qū)分為升壓與降壓變壓器兩種。</p><p> 大部分的變壓器均有固定的鐵芯,其上繞有一次與二次的線圈。基于鐵材的高導(dǎo)磁性,</p>
58、<p> 大部分磁通量局限在鐵芯里,因此,兩組線圈藉此可以獲得相當(dāng)高程度之磁耦合。在一些變壓器中,線圈與鐵芯二者間緊密地結(jié)合,其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數(shù)比相同。因此,變壓器之匝數(shù)比,一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標(biāo)。由于此項(xiàng)升壓與降壓的功能,使得變壓器已成為現(xiàn)代化電力系統(tǒng)之一重要附屬物,提升輸電電壓使得長(zhǎng)途輸送電力更為經(jīng)濟(jì),至于降壓變壓器,它使得電力運(yùn)用方面更加多元化,吾人可以如是說,倘無變壓器,則現(xiàn)代
59、工業(yè)實(shí)無法達(dá)到目前發(fā)展的現(xiàn)況。</p><p><b> 3.1.6 喇叭</b></p><p> 目前絕大多數(shù)的喇叭都還是用傳統(tǒng)的錐盆式單體前后運(yùn)動(dòng)聲。早在一八七七年德國(guó)西門子的Erenst Vemer就獲得了動(dòng)圈式喇叭的專利,不過真空管遲至一九0七年才正式運(yùn)用,而愛迪生最早的唱機(jī)是唱針直接帶動(dòng)振膜而后經(jīng)號(hào)角放大發(fā)聲,所以西門子的專利一直沒有用上。一九二0年美
60、國(guó)奇異公司的Chester Rice與Edward Kerrog還有愛迪生貝爾P.G.Hokuto首度發(fā)展出實(shí)用的動(dòng)圈式喇叭,下面是幾種常見的喇叭發(fā)聲方式: 動(dòng)圈式、電磁式、電感式、靜電式、平面式、絲帶式、號(hào)角式等。</p><p> 本設(shè)計(jì)中用到的為8歐的小型喇叭。</p><p><b> 3.2 測(cè)試</b></p><p> 在
61、測(cè)試中用到很多儀器,如萬(wàn)用表,直流穩(wěn)壓電源,示波器等。拿到元件后,用萬(wàn)用表進(jìn)行逐個(gè)元件的測(cè)試,看是否有損壞的。這一測(cè)試過程雖然繁瑣,但在進(jìn)行設(shè)計(jì)是必須要有這一步,不然將會(huì)對(duì)以后的設(shè)計(jì)帶來不小的麻煩。</p><p> 萬(wàn)用表的使用注意事項(xiàng) :(1)在使用萬(wàn)用表之前,應(yīng)先進(jìn)行“機(jī)械調(diào)零”,即在沒有被測(cè)電量時(shí) ,使萬(wàn)用表指針指在零電壓或零電流的位置上。(2)在使用萬(wàn)用表過程中,不能用手去接觸表筆的金屬部分 ,這樣一
62、方面可以保證測(cè)量的準(zhǔn)確,另一方面也可以保證人身安全。(3)在測(cè)量某一電量時(shí),不能在測(cè)量的同時(shí)換檔,尤其是在測(cè)量高電壓或大電流時(shí) ,更應(yīng)注意。否則,會(huì)使萬(wàn)用表毀壞。如需換擋,應(yīng)先斷開表筆,換擋后再去測(cè)量。(4)萬(wàn)用表在使用時(shí),必須水平放置,以免造成誤差。同時(shí), 還要注意到避免外界磁場(chǎng)對(duì)萬(wàn)用表的影響。(5)萬(wàn)用表使用完畢,應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)置于交流電壓的最大擋。如果長(zhǎng)期不使用 ,還應(yīng)將萬(wàn)用表內(nèi)部的電池取出來,以免電池腐蝕表內(nèi)其它器件。</p
63、><p> 萬(wàn)用表在使用時(shí)應(yīng)水平位置。若發(fā)現(xiàn)表針不指在機(jī)械零點(diǎn),須用螺旋刀調(diào)節(jié)表頭上的調(diào)整螺絲,使表針回零。讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對(duì)著表針。若表盤上有反射鏡,眼睛看到的表針應(yīng)與鏡里的影子重合。 測(cè)量完畢,將量程選擇開關(guān)撥到最高電壓檔,防止下次開始測(cè)量時(shí)不慎燒表。有的萬(wàn)用表(如500型),應(yīng)將開關(guān)旋鈕旋到“?”位置,使測(cè)量機(jī)構(gòu)短路。 </p><p> 測(cè)電流時(shí)應(yīng)將萬(wàn)用表串聯(lián)到被測(cè)電路中。測(cè)直流電流
64、時(shí)注意正負(fù)極性,若表筆接反了,</p><p> 表針會(huì)反打,容易碰彎。</p><p> 測(cè)電流時(shí),若電源內(nèi)阻和負(fù)載電阻都很小,應(yīng)盡量選擇較大的電流量程,以降低萬(wàn)用表內(nèi)阻,減小對(duì)被測(cè)電路工作狀態(tài)的影響。 測(cè)電壓時(shí),應(yīng)將萬(wàn)用表并聯(lián)在被測(cè)電路的兩端。測(cè)直流電壓時(shí)要注意正負(fù)極。如果誤用直流電壓檔去測(cè)交流電壓,表針就不動(dòng)或略微抖動(dòng)。如果誤用交流電壓檔去測(cè)直流電壓,讀數(shù)可能偏高一倍,
65、也可能讀數(shù)為零(和萬(wàn)用表的接法有關(guān))。選取的電壓量程,應(yīng)盡量使表針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的1/2或1/3。 嚴(yán)禁在測(cè)高壓(如220V)或大電流(如0.5V)時(shí)撥動(dòng)量程選擇開關(guān),以免產(chǎn)生電弧,燒壞轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點(diǎn)。 測(cè)高內(nèi)阻電源的電壓時(shí),應(yīng)盡量選較大的電壓量程,因?yàn)榱砍淘酱?,?nèi)阻也越大。這樣表針的偏轉(zhuǎn)角度雖然減小了,但是讀數(shù)卻更真實(shí)些。即使這樣,仍會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。</p><p><b>
66、電阻的測(cè)量</b></p><p> 把萬(wàn)用表打到電阻檔,紅表筆插在電阻電容插口,用紅黑兩表筆分別測(cè)電阻的兩端,如:電阻的色環(huán)為 黃紫紅金 ,黃代表第一位數(shù)是4,紫代表第二位數(shù)是7,紅代表零的個(gè)數(shù)是2,即00,金代表誤差為±5%,所以該電阻阻值為 4700Ω±5%用萬(wàn)用表測(cè)得結(jié)果為4712Ω。依次用萬(wàn)用表測(cè)量剩下的電阻,對(duì)已經(jīng)損壞的電阻進(jìn)行更換。</p><p
67、><b> 電容的測(cè)量</b></p><p> 把萬(wàn)用表打到電阻檔,黑表筆插在電阻電容插口,紅表筆插在10A電流插口用紅黑兩表筆分別測(cè)電容的兩端,如102表示10×100PF=1000PF ,用萬(wàn)用表測(cè)的結(jié)果為1095PF,基本符合要求。</p><p><b> 二極管的測(cè)量</b></p><p&g
68、t; 把萬(wàn)用表打到電阻檔,紅表筆插在電阻電容插口,用紅黑兩表筆分別測(cè)二極管的兩端,交換表筆再測(cè)一遍,結(jié)果較小的那次紅表筆一端是二極管的正極,兩次結(jié)果相差很大,證明二極管好用。</p><p><b> 變壓器的測(cè)量</b></p><p> 把萬(wàn)用表打到電阻檔,紅表筆插在電阻電容插口,用紅黑兩表筆分別測(cè)變壓器一面的兩根導(dǎo)線,再測(cè)另一面的兩根導(dǎo)線 結(jié)果偏大的那兩根
69、導(dǎo)線是接220V的,剩下的兩根就是輸出11V的了。</p><p> 第四章 電路各功能模塊</p><p> 4.1 直流5V電源 </p><p> 直流5V電源分為變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓幾個(gè)部分。用變壓器把220V交流電變成11V交流電如圖 4-1,再經(jīng)過一個(gè)整流橋使11V交流電變成如圖 4-2所示的脈動(dòng)的直流電,之后并聯(lián)一個(gè)電容,濾除雜波,使電流變的“
70、純凈”,之后經(jīng)過一個(gè)7805穩(wěn)壓模塊,使脈動(dòng)的直流電變成5V直流電,就可以用來做電源了。</p><p><b> 4.1.1整流橋</b></p><p> 1 2 3 4</p><p><b> 圖4.1整流橋</b></p><p> 如圖 4.1所示為整流模塊,2
71、、3腳為交流輸入端,1腳為直流正極,4腳為直流負(fù)極。整流橋是的核心是又4個(gè)晶體二極管首尾相連二成。整流橋的作用就是能夠通過二極管的單向?qū)ǖ奶匦詫㈦娖皆诹泓c(diǎn)上下浮動(dòng)的交流電轉(zhuǎn)換為單向的直流電,為下一步的穩(wěn)壓做準(zhǔn)備。其中+號(hào)引線是整流輸出的正極,-號(hào)引線是整流輸出負(fù)極.其余兩引線接交流電源.如圖 4.2所示。</p><p><b> 圖4.2 整流橋</b></p><
72、p> 4.1.2 7805穩(wěn)壓器</p><p> 1腳為輸入端 2腳為接地 3腳為輸出端</p><p><b> 圖4.3穩(wěn)壓器</b></p><p> 如圖 4.3所示為7805穩(wěn)壓模塊, 該模塊能把脈動(dòng)的交流變成穩(wěn)定的直流電。</p><p> 其工作原理如圖
73、4.4</p><p> 4.4(a) 4.4(b)</p><p> 圖4.4 交流變直流</p><p><b> 4.2 多諧振蕩器</b></p><p> ?。╝)多諧振蕩器電路 (b)工作波形&
74、lt;/p><p> 圖 4.5 多諧振蕩器電路和工作波形</p><p> 接通電源后,假定Vo是高電平,則T截止,電容C充電。充電回路是VCC—R1—R2—C—地,Vc按指數(shù)規(guī)律上升,當(dāng)Vc上升到2/3Vcc時(shí)(TH、端電平大于2/3Vcc),輸出翻轉(zhuǎn)為低電平。Vo是低電平,T導(dǎo)通,C放電,放電回路為C—R2—T—地,Vo按指數(shù)規(guī)律下降,當(dāng)Vc下降到1/3Vcc時(shí)(TH、端電平小于1
75、/3Vcc),Vo輸出翻轉(zhuǎn)為高電平,放電管T截止,電容再次充電,如此周而復(fù)始,產(chǎn)生振蕩,經(jīng)分析可得</p><p> 輸出高電平時(shí)間 輸出低電平時(shí)間 振蕩周期 </p><p> 輸出方波的占空比在本設(shè)計(jì)中,由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器是核心部分。</p><p><b> 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>
76、; 按照電路圖在模板上把電路連接好后,用示波器等儀器進(jìn)行測(cè)量和調(diào)試。</p><p> 首先用萬(wàn)用表測(cè)量一下電源部分:</p><p> 插上220V交流電源,把萬(wàn)用表表盤打在電壓擋、紅表筆插在電阻插孔上。把紅表筆接在7805穩(wěn)壓模塊的輸出引腳,黑表筆接在接地引腳,顯示讀數(shù)為5.1V。這符合設(shè)計(jì)的要求。證明該電源部分無誤。</p><p> 把學(xué)生電源調(diào)在5
77、V直流上,用學(xué)生電源做電源部分進(jìn)行下面的測(cè)試。</p><p> 下面的部分是門鈴電路,接上調(diào)好的學(xué)生電源,其中正極接在555多諧振蕩器的8腳,負(fù)極接地。用頻率測(cè)試儀接在555的第3腳輸出端。按開關(guān)喇叭發(fā)出刺耳的聲音,測(cè)得的頻率為f=470HZ。不符合設(shè)計(jì)的要求,在此進(jìn)行更換電阻元件,試圖改變頻率,為了與后面的“眨眼”電路同步,將電阻510歐改為470歐,75K歐改為33K歐。再測(cè)頻率為608HZ基本符合設(shè)計(jì)的
78、要求。</p><p> 接著用學(xué)生電源5V直流,正極接在眨眼電路中555的第8腳,負(fù)極接地。觀察發(fā)光二極管的輪流眨眼情況。符合設(shè)計(jì)的1HZ要求(后來覺得1HZ頻率慢了些,經(jīng)過改換電阻將頻率設(shè)在大約32HZ上)。</p><p> 將所有的元件在模板上先進(jìn)行排版,在逐個(gè)焊接在電路板上,其中用到的導(dǎo)線用雙絞線來代替。在排版時(shí)由于電路板面積較小,也為了節(jié)省雙絞線要仔細(xì)考慮,以免電路焊<
79、;/p><p> 不完。待所有的元件都焊接上后,再對(duì)各部分進(jìn)行測(cè)試以便確保萬(wàn)無一失后插上220V電源按下開關(guān)聽到喇叭響同時(shí)兩個(gè)發(fā)光二極管也輪流法光,松開開關(guān)后喇叭發(fā)出了一會(huì)兒變調(diào)的聲響。</p><p><b> 第六章 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p><b> 6.1論文總結(jié)</b></p><p&
80、gt; 眨眼雙音門鈴的設(shè)計(jì)采用以555定時(shí)器為核心,通過電容的沖放電改變2、6腳的輸入狀態(tài)從而實(shí)現(xiàn)輸出方波的功能,通過開關(guān)控制短路電阻來改變電容的沖放電時(shí)間,改變了輸出方波的頻率。</p><p> 電路的眨眼部分通過多諧振蕩器輸出的高低電平使兩個(gè)發(fā)光二極管輪流發(fā)光。把該部分的第8腳接在開關(guān)控制端實(shí)現(xiàn)了一個(gè)開關(guān)控制兩個(gè)電路的功能,設(shè)計(jì)的十分巧妙。</p><p> 經(jīng)過為期4個(gè)周的畢
81、業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文創(chuàng)作。證明了我們3年所學(xué)的知識(shí)。也見證了我們的3年的學(xué)習(xí)成果。</p><p><b> 6.2 工作展望</b></p><p> 雖然該設(shè)計(jì)看上去不錯(cuò),但在設(shè)計(jì)時(shí)有一些問題還是沒有解決,希望后人能給予解決、優(yōu)化。</p><p> 實(shí)際中,在門鈴部分我們沒用200K電阻,改用33K電阻覺得效果更好些。&l
82、t;/p><p> 因?yàn)槲覀儧]有0.02uF的電容,就改用0.01uF的電容了,效果還可以。眨眼電路部分我們改用了一個(gè)10歐的電阻,這樣眨眼的效果更好一些。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p><b> 致謝</b></p><p> 我衷心地感謝我的指導(dǎo)老師XXXXX。
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