非觸摸式紅外電子功放畢業(yè)論文

1、<p>　　應(yīng)用電子專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)</p><p>　　題 目： 非觸摸式紅外電子功放 </p><p>　　作 者： </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間： 2007-4-20 至2007-5-10 </p><p>　　非觸摸式紅外控制功放</p><p><b>　　目錄</b></

3、p><p>　　摘要.........................................3</p><p>　　引言.........................................4</p><p>　　作品簡(jiǎn)介.....................................5</p><p>　　第一節(jié)

4、 任務(wù) .................................................5</p><p>　　第二節(jié) 實(shí)現(xiàn)功能的具體方法....................................5</p><p>　　第三節(jié) 電路框圖..............................................6</p>

5、<p>　　第四節(jié) 主控芯片和元件的介紹..................................6</p><p>　　第二章 電路原理綜述.................................10</p><p>　　第一節(jié) 電路綜合分析.........................................10</p>&

6、lt;p>　　第二節(jié) 電路分部分析.........................................10</p><p>　　第三章 電路制作過(guò)程.................................16</p><p>　　第一節(jié) 元件的選擇.......................................... 16</p>

7、;<p>　　第二節(jié) 用protelDXP2004進(jìn)行電路設(shè)計(jì).........................21</p><p>　　第三節(jié) 制板.................................................25</p><p>　　第四節(jié) 元件的安裝........................................

8、...27</p><p>　　電路的調(diào)試程.................................28</p><p>　　主板調(diào)試.............................................28</p><p>　　紅外控制的調(diào)試.......................................28</p

9、><p>　　紅外電源的調(diào)試.......................................28</p><p>　　整機(jī)調(diào)試.............................................28</p><p>　　技術(shù)參數(shù).............................................29</p&

10、gt;<p>　　總結(jié).................................................30</p><p>　　致謝.....................................................30</p><p>　　參考文獻(xiàn)............................................

11、.31</p><p>　　摘要：本產(chǎn)品采用紅外反射式傳感器RPR220作檢測(cè)、CD4066作電子開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)非觸摸控制、SC9153作電子音量控制、PT2389作音效處理]并利用LED發(fā)光管作狀態(tài)指示。信號(hào)進(jìn)入TDA1521進(jìn)行功率放大后推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音，電源控制用CD4027構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和可控硅作電子電源開(kāi)關(guān)，具有上電自動(dòng)復(fù)位和延時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：CD40

12、66， PT2389，SC9153，CD4027，紅外反射傳感器</p><p><b>　　引言：</b></p><p>　　近幾年來(lái)隨著人民綜合素質(zhì)的不斷提高，音響行業(yè)發(fā)展的十分迅速，從簡(jiǎn)單的單聲道功放到7.1聲道高保真多音效功放經(jīng)歷了很多階段的發(fā)展，集合了眾多工程師、設(shè)計(jì)師的心血。雖然經(jīng)過(guò)多年的不斷努力音響行業(yè)逐步走向正規(guī)化，但還有些不盡人意的地方。具調(diào)查實(shí)現(xiàn)

13、非觸摸的方法很多有人體感應(yīng)、紅外遙控、聲控、語(yǔ)音控制、靜電感應(yīng)等等，在這其中靜電感應(yīng)被韓國(guó)的一家公司用在了功放上，相應(yīng)價(jià)格也相當(dāng)昂貴，使音響愛(ài)好者望而卻步，而我們國(guó)家在這方面還是個(gè)空白，為此我就此問(wèn)題作了進(jìn)一步的研究。用反射式紅外傳感器RPR220價(jià)位低又能達(dá)到預(yù)期的效果。</p><p>　　本產(chǎn)品就控制方面的問(wèn)題作了很好的改善，降低了其控制難度，解決了外形制作的局限性，為現(xiàn)代電子產(chǎn)品增加了神秘色彩，并拓展了反

14、射式紅外傳感器的適用范圍。由于電路中加入了主電源的紅外控制增加了電子功放的安全性。為了防止在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下移動(dòng)而產(chǎn)生誤操作，增設(shè)了防誤操作電路，更有效地提高了功放控制的可靠性。</p><p><b>　　作品簡(jiǎn)介</b></p><p><b>　　任務(wù)</b></p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)非觸摸式控制；<

15、;/b></p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)紅外線控制；</b></p><p>　　克服傳統(tǒng)功放的音量控制噪音；</p><p>　　克服傳統(tǒng)功放音調(diào)的煩瑣性；</p><p>　　克服傳統(tǒng)功放的不安全性；</p><p>　　實(shí)現(xiàn)操作的方便簡(jiǎn)單和人性化。</p><p&

16、gt;　　二、實(shí)現(xiàn)功能的具體方法</p><p>　　1.實(shí)現(xiàn)非觸摸式控制有很多方法，可以用人體感應(yīng)、紅外遙控、聲控、語(yǔ)音控制、靜電感應(yīng)等等，但是兼顧安全、有效以及成本等方面因素，選用反射式紅外傳感器控制，它具有可靠性好、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)適用于大眾家庭。</p><p>　　2.為了克服傳統(tǒng)功放音量控制的噪音所以電子音量控制器。而其主控芯片我用SC9153來(lái)實(shí)現(xiàn)，它是一個(gè)64級(jí)的衰減器，為了

17、實(shí)現(xiàn)非觸摸控制，要用紅外開(kāi)關(guān)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電位器，電子開(kāi)關(guān)我用CD4066來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.用PT2389來(lái)克服傳統(tǒng)音調(diào)的繁瑣性，PT2398不僅可以作音調(diào)控制還可以實(shí)現(xiàn)3D環(huán)繞聲控制和重低音控制。按鈕我依舊采用CD4066來(lái)實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)還用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　4.用玻璃做外殼既遮擋光線又不影響美觀而且很安全，因此在條件允許的情況下可以采用圓形玻璃外殼。之所以

18、采用圓形外殼是因?yàn)榭雌饋?lái)會(huì)更美觀更有助于燈光和外觀的設(shè)計(jì)，但由于條件的限制我選用了方形外殼。</p><p>　　5. 為了提高安全性，本產(chǎn)品采用紅外控制的雙穩(wěn)態(tài)開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)三秒鐘開(kāi)機(jī)三秒鐘關(guān)機(jī)，這樣更具安全性和人性化，并且還克服了開(kāi)關(guān)機(jī)的不穩(wěn)定性。</p><p>　　6. 在電路中加入鍵盤(pán)鎖可以防止誤操作，這樣在開(kāi)機(jī)的狀態(tài)操作者隨意移動(dòng)，電路不會(huì)產(chǎn)生誤操作。</p>

19、<p><b>　　三、電路框圖</b></p><p><b>　　圖1 電路框圖</b></p><p>　　四、主控制芯片和元件的介紹：[1]</p><p>　　1. 電子音量控制芯片SC9153 它由兩組8級(jí)衰減器和兩組6級(jí)衰減器組成，可以構(gòu)成兩個(gè)14級(jí)的衰減器，足可以滿足音量控制的需要了。供電電壓為

20、8V，圖2、3是芯片的引腳圖和內(nèi)部框圖。</p><p>　　圖2 SC9153引腳圖 圖3 SC9153內(nèi)部框圖</p><p>　　2. 電子音效控制芯片PT2389 它是集五音效與重低音效果與一體的效果器，內(nèi)部錄入了自然、流行、搖滾、爵士、柔和等音效和單獨(dú)一路重低音控制，并可以進(jìn)行狀態(tài)顯示。供電電壓是8V，圖4是它的引腳圖。</p&g

21、t;<p>　　圖4 PT2389引腳圖</p><p>　　3. 音頻功率放大芯片TDA1521 是一個(gè)高保真雙聲道功率放大器，其內(nèi)部集成了穩(wěn)壓電路，所以對(duì)電源的要求不是很高：從+7.5V~+21V都可正常工作，其輸出功率為6W，頻帶寬度為20Hz~12kHz，很適合做電腦的功率放大器。圖5、6是它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和外形圖。</p><p>　　圖5 TDA1521內(nèi)部框圖

22、 圖6 TDA1521元件外形圖</p><p>　　4.四路模擬電子開(kāi)關(guān)CD4066 當(dāng)控制端加高電平時(shí)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，加低電平斷開(kāi)。當(dāng)電源為10V時(shí)，低電平上限電壓為3V高電平下限電壓為5.5V，很適合整機(jī)電路。因?yàn)榍懊嫠f(shuō)的音效控制和音量控制供電都為8V，所以也供給它8V電壓，那么它的上下限電壓會(huì)相應(yīng)的降低一點(diǎn)，這正好符合紅外反射電路的輸出特性。圖7、8是芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和等效開(kāi)關(guān)等效圖。<

23、;/p><p>　　圖7 CD4066內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖8 CD4066單元開(kāi)關(guān)等效圖</p><p>　　5. 反射式紅外傳感器RPR220 主要用于轉(zhuǎn)速檢測(cè)、電機(jī)尋跡、光頭尋跡等方面，在該產(chǎn)品中用于控制方向。圖9、10、11是它的外形圖、基本電路和一些技術(shù)參數(shù)。</p><p>　　圖9 RPR220外形圖

24、 圖10 RPR220基本電路</p><p>　　圖11 RPR220特性參數(shù)</p><p>　　6. 雙JK觸發(fā)器CD4027 其供電電壓可以從5V~15V，它在10V時(shí)輸出特性是高電平為9.95V低電平為0.05V，輸入低電平上限電壓為3V高電平下限7V，圖12、13是芯片引腳圖和內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖12 CD4

25、027引腳圖</p><p>　　圖13 CD4027內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　第二章 電路原理綜述</p><p><b>　　電路綜合分析：</b></p><p>　　接通電源后220V交流電壓通過(guò)電子電源開(kāi)關(guān)供給電源電路經(jīng)變壓穩(wěn)壓送給各個(gè)電路?？傠娫撮_(kāi)關(guān)由紅外控制電路實(shí)現(xiàn)總電源的非觸摸。信號(hào)首先通過(guò)電

26、子音量控制電路調(diào)節(jié)音量大小再送到電子音調(diào)控制調(diào)節(jié)音效后送給雙聲道功放電路經(jīng)功率放大后輸出送至揚(yáng)聲器構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。</p><p><b>　　電路分部分析：</b></p><p>　　1.電子電源開(kāi)關(guān)部分：電子電源開(kāi)關(guān)基本由三部分組成：紅外檢測(cè)部分、雙穩(wěn)態(tài)電路、電子開(kāi)關(guān)電路圖14是原理圖。</p><p>　　圖14 電子電源開(kāi)關(guān)原理圖&

27、lt;/p><p>　　紅外檢測(cè)部分由紅外探頭U1 RPR220和三極管Q2構(gòu)成。當(dāng)有障礙物時(shí)，U1中的發(fā)射管發(fā)射的紅外信號(hào)經(jīng)障礙物反射后，送給U1中的接收管接收并放大。該信號(hào)經(jīng)Q2進(jìn)一步放大后再經(jīng)R5限流、R6光敏電阻補(bǔ)償、C3延時(shí)后送給CD4027的觸發(fā)端。</p><p>　　CD4027 J K 端相連構(gòu)成T觸發(fā)器[5]，C2和R7構(gòu)成開(kāi)機(jī)復(fù)位電路。當(dāng)初始狀態(tài)Q=0，CP脈沖到來(lái)時(shí)T觸

28、發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)Q=1，經(jīng)R3限流送給可控硅Q1。</p><p>　　電子開(kāi)關(guān)由橋堆D1和可控硅Q1組成，當(dāng)JK觸發(fā)器Q端為1時(shí)通過(guò)R3觸發(fā)Q1導(dǎo)通，當(dāng)Q端為低電平時(shí)Q1失去了觸發(fā)電平，在過(guò)零點(diǎn)時(shí)Q1截止，電路斷開(kāi)。</p><p>　　由于紅外探頭的工作電壓很低，并且該器件能夠通過(guò)不觸摸實(shí)現(xiàn)控制，所以控制電路絕對(duì)安全不必?fù)?dān)心漏電的危險(xiǎn)！</p><p>　　2.電源

29、電路：電源電路有三組電壓+15V為功放供電+12V、8V為音量和音效控制電路供電。圖15、16是該部分電路圖。</p><p>　　圖15 功放電源和運(yùn)放電源</p><p>　　圖16 音量、音效控制電源</p><p>　　功放電源由雙12V整流濾波供給，運(yùn)放電源由功放電源穩(wěn)壓之后取得，音量、音效電源由硅堆整流、濾波后通過(guò)LM7808穩(wěn)至8V送往后級(jí)。<

30、;/p><p>　　3.電子音量控制電路：由NE5532構(gòu)成的緩沖器和SC9153衰減電路組成，其原理如圖17所示</p><p>　　圖17 電子音量控制</p><p>　　首先，立體聲信號(hào)由SC9153的3腳、14腳輸入進(jìn)行8級(jí)衰減后由2腳、15腳輸出送至緩沖器進(jìn)行緩沖，再送入5腳和12腳進(jìn)行6級(jí)衰減后由6腳、11腳輸出送至音效控制電路。</p>

31、<p>　　4.音效控制電路：音效電路由音效控制芯片PT2389和其外圍元件共同組成立體聲信號(hào)通過(guò)1腳、24腳進(jìn)入芯片，通過(guò)11、12腳調(diào)節(jié)音效后通過(guò)5腳、20腳接功放。圖18是電路圖</p><p>　　圖18 音效控制原理圖</p><p>　　5. 紅外控制電路：[4]由紅外檢測(cè)部分和模擬電子開(kāi)關(guān)組成。紅外探頭RPR220它本身是用于短距離檢測(cè)的并且只能在暗光線的環(huán)境下工

32、作，其最好的檢測(cè)距離是6mm。本產(chǎn)品所需要的控制距離至少要在50mm，顯然它很難勝任?？紤]到本產(chǎn)品要求檢測(cè)精度不高，而傳感器RPR220價(jià)位也較低，所以仍然選用其，但在其經(jīng)典電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)以增加其控制距離。即在探頭接受管兩端加裝三極管Q4和接受管Q1一起構(gòu)成了復(fù)合管，極大的提高了放大倍數(shù)得，其控制距離達(dá)到100mm之外。另外由于探頭對(duì)光線過(guò)于敏感，所以限流電阻限流后由光敏電阻R3后加接光敏電阻Rt進(jìn)行光線補(bǔ)償。當(dāng)然如果改變限流電

33、阻和光敏電阻的阻值即可調(diào)節(jié)補(bǔ)償?shù)某潭?。補(bǔ)償后的信號(hào)送給模擬電子開(kāi)關(guān)CD4066的控制端。模擬開(kāi)關(guān)由CD4066構(gòu)成進(jìn)行穩(wěn)定的控制。電路圖如圖19所示。</p><p>　　圖19 紅外控制原理圖</p><p>　　6. 功放電路：由TDA1521功放芯片和其外圍元件構(gòu)成，這是一個(gè)雙聲道高保真功放，電路如圖20所示。[1]</p><p>　　圖20 雙聲

34、道高保真功放原理圖 </p><p>　　第三章 電路制作過(guò)程</p><p><b>　　一、元件的選擇</b></p><p>　　1. 電容電阻的選擇 在作音響電路時(shí)最重要的是要選好電容、電阻，電容質(zhì)量的好壞直接影響到電路的解析力和高頻部分的清晰度，而電阻的好壞直接影響到電路噪聲的大小。一般在選擇電容電阻時(shí)要遵循著幾個(gè)規(guī)則：濾波電容要

35、容量大、漏電小、耐壓高，而耦合電容最好選用鉭電解電容,這類電容高頻特性極好，高頻補(bǔ)償電容要選用聚苯乙烯電容。電阻應(yīng)該選用金屬膜電阻，這類電阻電流噪聲極小，大功率電阻應(yīng)選用水泥電阻。</p><p>　　2.運(yùn)放的選擇 運(yùn)放的選擇在音響行業(yè)是很講究的，下面談一下我的看法，</p><p>　　NE5532：確實(shí)有點(diǎn)膽味，解析力一般，高頻比較燥，低頻比較糊且肥。而op275和5532相比，膽

36、性還重一點(diǎn)，解析力、低頻、音場(chǎng)更好一點(diǎn)，可以買(mǎi)貼片的來(lái)打磨聲卡用（特別是創(chuàng)新的），可以改善硬冷的數(shù)碼聲。</p><p>　　EL2244：音色中性，音場(chǎng)比較寬，高頻還可以，中頻音樂(lè)味差，有人說(shuō)解析力很高，其實(shí)是因?yàn)榈皖l量感少，中頻薄，高頻顯得突出而已。要用好比較難。</p><p>　　LT1057：兩端延伸不錯(cuò)，速度、動(dòng)態(tài)和解析力也挺好，就是屬冷色調(diào)，放出的音樂(lè)好象有種不食人間煙火的味

37、道，讓你可以靜靜的聽(tīng)，卻燃不起對(duì)音樂(lè)的那份激情。</p><p>　　AD827：延伸非常好，解析力高，高頻華麗，中頻純厚，低頻下潛和力度都不錯(cuò)，音場(chǎng)向前后左右拓展，有了凹凸感（這一點(diǎn)比其它運(yùn)放強(qiáng)），速度快，動(dòng)態(tài)好，感覺(jué)很大氣，初換上此運(yùn)放后確實(shí)有讓人為之一振的感覺(jué)。但在久聽(tīng)之下，也發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題，（1）雖然三頻段、音場(chǎng)很寬，氣勢(shì)足，大開(kāi)大合，但總感覺(jué)結(jié)構(gòu)有點(diǎn)松，不夠緊溱，（2）人聲部份一般，有時(shí)大動(dòng)態(tài)時(shí)，人聲被配

38、樂(lè)聲淹沒(méi)（3）不夠細(xì)膩，屬于激情有余而柔情不足，（4）音樂(lè)味不夠。不過(guò)很多的人喜歡這種風(fēng)格。當(dāng)然買(mǎi)兩片來(lái)?yè)Q換口味聽(tīng)還是可以的，按我的感覺(jué)，用在AV功放上看DVD大片應(yīng)該很適合。</p><p>　　OPA2604：感覺(jué)象5532的升級(jí)版，各方面都有很大提高，解析力不錯(cuò)，音樂(lè)味更好，有膽味，聲底屬于較純厚且有點(diǎn)剛性，綜合素質(zhì)很不錯(cuò)。</p><p>　　DY649：和2604比，解析力更好，

39、高頻部份纖細(xì)而又柔美且泛音豐富，聲底沒(méi)2604厚，很清澈、細(xì)致的感覺(jué)，音樂(lè)畫(huà)面異常清晰，人聲部份圓潤(rùn)通透、有種甜甜的感覺(jué)，人聲（特別是女聲）是它的強(qiáng)項(xiàng)。</p><p>　　DY639：整體性稍弱于649，但更具備膽機(jī)特性，膽味更濃。</p><p>　　DY669：和2604差不太多，純厚的聲音。</p><p>　　AD712：解析力很好，清晰而又沒(méi)有音染的聲音

40、，一種很透明的感覺(jué)，聲底細(xì)致，低頻量稍少。屬于典型的監(jiān)聽(tīng)風(fēng)格。不過(guò)可能很多人都不大喜歡這種純凈水的感覺(jué)，還是加點(diǎn)味精好，大概是我已前玩過(guò)音樂(lè)制作的原因吧，習(xí)慣了這種純純的監(jiān)聽(tīng)味道，挺感興趣。</p><p>　　AD712（金封）：金封的和陶封的比，感覺(jué)解析力更好，聲底更純厚點(diǎn)，低頻彈跳感下潛度都有所加強(qiáng)，音場(chǎng)定位感不錯(cuò)。剛開(kāi)始聽(tīng)時(shí)感覺(jué)好象人聲清淅度還不如陶封的，吃了一驚，后來(lái)反復(fù)比較才發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樘辗獾母哳l比較沖

41、、直白、聲底薄，人聲顯得亮，所以有這種感覺(jué)，還是金封的耐聽(tīng)度更高。不過(guò)，不太推薦使用，因?yàn)楝F(xiàn)在金封的找不到拆機(jī)件了，只有買(mǎi)全新的，要75元，這個(gè)價(jià)位可以買(mǎi)到更好的型號(hào)了。</p><p>　　AD797：值得試試，人聲很親切，在朋友家測(cè)完后立刻被扣下來(lái)了。拆機(jī)件45元。</p><p>　　其它還有更高檔的627，2111（要100元），DY2000、AD927（好象沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)）以后有機(jī)會(huì)再

42、試，特別是有個(gè)店家極力推薦的號(hào)稱“打遍天下無(wú)敵手”的金封OPA2604（要價(jià)200元/個(gè)）很有點(diǎn)吸引力。</p><p>　?。?）實(shí)際上到了2604這一級(jí)別，解析力、音場(chǎng)、音樂(lè)性等各項(xiàng)指標(biāo)也都相當(dāng)不錯(cuò)了，高檔運(yùn)放都很有特點(diǎn)，主要還是看自已的音樂(lè)口味來(lái)選擇。</p><p>　?。?）先后去了幾個(gè)地方測(cè)，不同的功放測(cè)的感覺(jué)不全一樣，看來(lái)電路設(shè)計(jì)還是最重要的，我朋友的一臺(tái)英國(guó)CD機(jī)聲音很好，

43、就是用八片5532組成運(yùn)放的。</p><p>　?。?）搭配很重要，我自已有個(gè)斯巴克CD機(jī)和AD10的耳機(jī)（聲染很重），又渾又厚高頻還刺耳平時(shí)怎么聽(tīng)都不是味，已閑置很久了，于是把手上的運(yùn)放挨個(gè)組合測(cè)試，拆騰了一晚上，最后CD機(jī)的兩個(gè)2604換成了DY649，耳放上5532換成了712（1057也可以），再聽(tīng)耳機(jī)，清淅、透明，細(xì)節(jié)豐富、低音有力，特別是人聲部份非常突出。感覺(jué)變了一副耳機(jī)。借了朋友的K501試，則感

44、覺(jué)827+DY649組合最好。</p><p>　　在制作產(chǎn)品時(shí)是要考慮成本的，因此我選擇了便宜效果又好的NE5532。</p><p>　　變壓器的選擇：音響中最好的變壓器應(yīng)該是環(huán)形變壓器，它功率大、效率高，具有低噪聲、無(wú)漏磁、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)。由于我的峰值功率不太高我選擇了一個(gè)雙12V、單8V功率在80W左右的變壓器。</p><p>　　敷銅板的選擇：敷銅板分為好

45、多種有紙板、環(huán)氧樹(shù)脂板、玻璃絲纖維板等多種類型板。其中紙板最便宜，機(jī)械強(qiáng)度差。由于它的可塑性強(qiáng)容易切割，對(duì)電路影響也不大，所以我選用了紙板。</p><p>　　外殼的選擇：我理想中的外殼是一個(gè)玻璃球，因?yàn)槲业撵`感來(lái)自電影《魔戒》中的水晶球，所以用玻璃外殼更能體現(xiàn)功放控制的神秘性，在裝飾上更容易實(shí)現(xiàn)燈光的模糊效果，不過(guò)由于制作難度太大我用紙盒代替，功能一樣可以實(shí)現(xiàn)只是外觀不是很好看，等批量生產(chǎn)時(shí)就可以制作隨意的外

46、形進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖21、22是預(yù)想中的外殼3D圖和我的外殼CAD設(shè)計(jì)圖：</p><p>　　圖21 外形3D預(yù)覽圖</p><p>　　圖22 AutoCAD外殼設(shè)計(jì)圖</p><p>　　用protelDXP2004進(jìn)行電路設(shè)計(jì)</p><p>　　原理圖的設(shè)計(jì) 首先進(jìn)行單元電路的設(shè)計(jì)，并通過(guò)一定的計(jì)算依據(jù)其參數(shù)選擇元件，然后進(jìn)行整機(jī)

47、電路的設(shè)計(jì)，最后在用實(shí)際元件在萬(wàn)用板上進(jìn)行試驗(yàn)并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膭?dòng)。</p><p>　　PCB板的設(shè)計(jì) 在原理圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)所選元件進(jìn)行PCB板的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)PCB板時(shí)應(yīng)遵循以下原則：印制電路板尺寸及板層選取原則、印制電路板布局原則、印制電路板布線原則和大面積敷銅等。</p><p>　　印制電路板尺寸及板層選取原則 [3]</p><p>　　進(jìn)行

48、PCB板的設(shè)計(jì)，首先需要規(guī)劃電路板的大小以及確定電路板的層數(shù)。</p><p>　　電路板尺寸過(guò)大，一方面成本增加，另一方面會(huì)使印制導(dǎo)線長(zhǎng)度增加，導(dǎo)致阻抗增加，抗噪聲能力降低；電路板尺寸過(guò)小，一方面會(huì)增加安裝難度，另一方面會(huì)導(dǎo)致散熱不好，相互影響加大。確定合理的電路板尺寸是很必要的。</p><p>　　對(duì)于電路板的制作而言，板的層數(shù)越多，制作程序就越多，成品率就降低，成本也相對(duì)提高。所以

49、在滿足電器功能要求的前提下，應(yīng)盡可能選用層數(shù)較少的電路板。</p><p><b>　　印制電路板布局原則</b></p><p>　　元件布局是將元件在一定面積的印制電路板上合理的排放。在設(shè)計(jì)中，元件布局是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，往往要經(jīng)過(guò)若干次布局，才能得到一個(gè)不較滿意的布局效果。布局的好壞直接影響布線的效果，是PCB設(shè)計(jì)成功的第一步。</p><p&

50、gt;　　一個(gè)好的布局，首先要滿足電路的設(shè)計(jì)性能，其次要滿足安裝空間的限制，在沒(méi)有尺寸限制時(shí)，要使布局盡量緊湊，盡量減小PCB設(shè)計(jì)的尺寸，減小生產(chǎn)成本。為了設(shè)計(jì)出質(zhì)量好、造價(jià)低、加工周期短的印制板，印制板布局應(yīng)遵循下列的一般原則。</p><p>　　1.元件排列一般性原則</p><p>　?、?為便于自動(dòng)焊接，每邊要留出3.5mm的傳送邊。</p><p>　　

51、② 在通常情況下，所有的元器件均應(yīng)布置在印制板的頂層上。當(dāng)頂層元件過(guò)密時(shí)，可考慮將一些高度有限并且發(fā)熱量小的器件，如電阻，貼片電容等放在底層。</p><p>　　③ 元器件在整個(gè)板面上應(yīng)緊湊的分布，盡量縮短元件間的布線長(zhǎng)度。</p><p>　?、?將可調(diào)元件放在易調(diào)節(jié)的位置。 </p><p>　?、?某些元器件或?qū)Ь€之間可能存在較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的

52、距離，以免放電擊穿引起意外短路。</p><p>　?、?帶高壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)受不易觸及的地方。</p><p>　?、?在保證電氣性能的前提下，元器件在整個(gè)板面上應(yīng)均勻、整齊排列，疏密一致，以求美觀。</p><p>　　2.元件排列其他原則</p><p>　　（1）信號(hào)流向布局原則</p><p>　

53、?、?按照信號(hào)的流向排放電路各個(gè)功能單元的位置。</p><p>　?、?元件的布局應(yīng)便于信號(hào)流通，使信號(hào)盡可能保持一致的方向。</p><p>　　（2）抑制熱干擾原則</p><p>　?、?發(fā)熱元件應(yīng)安排在有利于散熱的位置，必要時(shí)可以單獨(dú)設(shè)置散熱器，以降低溫度和減少對(duì)鄰近元件的影響。</p><p>　?、?將發(fā)熱較高的元件分散開(kāi)來(lái)，使

54、單位面積熱量減小。</p><p>　?、?在空氣流動(dòng)的方向上，將對(duì)熱敏感元件排列在上游位置，或遠(yuǎn)離發(fā)熱區(qū)。</p><p>　?。?）抑制電磁干擾原則</p><p>　?、?對(duì)干擾源以及對(duì)電磁感應(yīng)較靈敏的元件進(jìn)行屏蔽或?yàn)V波，屏蔽罩應(yīng)良好接地。</p><p>　?、?加大干擾源于對(duì)電磁感應(yīng)較靈敏元件之間的距離。</p>&l

55、t;p>　?、?盡量避免高低壓器件相互混雜，避免強(qiáng)弱信號(hào)器件交錯(cuò)在一起。</p><p>　?、?盡可能縮短高頻元件和大電流元件之間的連線，設(shè)法減少分布參數(shù)的影響。</p><p>　?、?對(duì)于高頻電路，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。</p><p>　?、?在采用數(shù)字邏輯電路時(shí)，在滿足使用要求的前提下，盡可能選用低速元件。</p><p>

56、;　?、?在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)，操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須采用RC浪涌吸收電路來(lái)吸收放電電流。一般R取1～2kΩ，C取2.2～47nF。</p><p>　?、?CMOS元件的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此對(duì)不適用的端口要進(jìn)行接地或接正電源處理。</p><p>　?。?）提高機(jī)械強(qiáng)度原則</p><p>　?、?應(yīng)留出固定支架、安裝螺

57、孔、定位螺孔和連接插座所用的位置。</p><p>　?、?電路板的最佳形狀是矩形（長(zhǎng)寬比為3：2或4：3），當(dāng)面板尺寸大于200mm×150mm時(shí)，應(yīng)考慮版所受的機(jī)械強(qiáng)度。</p><p><b>　　印制電路板布線原則</b></p><p>　　布線和布局是密切相關(guān)的兩項(xiàng)工作，布局的好壞直接影響著布線的布通率。布線受布局、板層、

58、電路結(jié)構(gòu)和電性能要求等多種因素影響，布線結(jié)果又直接影電路板性能。進(jìn)行布線時(shí)只有綜合考慮各種因素，才能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的印制線路板。</p><p>　　1.印制電路板布線的一般原則</p><p>　?、?輸入和輸出線應(yīng)盡量避免相鄰平行，不能避免時(shí)，應(yīng)加大二者間距或在二者中間添加地線，以免發(fā)生反饋耦合。</p><p>　　② 同方向信號(hào)應(yīng)盡量減小平行走線距離。<

59、/p><p>　?、?印制電路板相鄰兩個(gè)信號(hào)層的導(dǎo)線應(yīng)互相垂直、斜交或彎曲走線，應(yīng)避免平行，以減少寄生耦合。</p><p>　?、?印制導(dǎo)線的寬度應(yīng)盡量一致，有利于阻抗匹配。</p><p>　　⑤ 印制導(dǎo)線的拐彎一般選擇45°斜角，或采用圓弧拐角。直角和銳角在高頻電路和布線密度高的情況下會(huì)影響電氣性能。</p><p>　　⑥ 印制

60、導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板的黏附強(qiáng)度和流過(guò)它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.05mm、寬度為1～1.5mm時(shí)，通過(guò)2A的電流，溫度不會(huì)高于3℃，因此，導(dǎo)線寬度為1.5mm即可滿足要求。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選0.2～0.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線，尤其是電源線和地線。</p><p>　?、哂≈茖?dǎo)線的間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。導(dǎo)線縮短，間隔越大，絕

61、緣電阻就越大。對(duì)集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距做成很小。但隨著布線間距的減小，會(huì)使加工難度加大，廢品率升高，正常情況下選0.3mm的線間距時(shí)比較適宜的。</p><p>　　⑧ 信號(hào)線高、低電平懸殊時(shí)，還要加大導(dǎo)線的間距；在布線密度比較低時(shí)，可加粗導(dǎo)線，信號(hào)線的間距也可適加大。</p><p>　　⑨ 印制導(dǎo)線如果需要屏蔽，在要求不高時(shí)，可采用印制屏蔽線，即包地處理。對(duì)于

62、多層板，一般通過(guò)電源層和地線層的使用，既解決電源線和地線的布線問(wèn)題，又可以對(duì)信號(hào)線進(jìn)行屏蔽。</p><p>　　2.印制電路板布線的其他原則</p><p>　　(1)電源、地線的布設(shè)</p><p>　　即使電路板的布線完成得很好，但由于電源、地線考慮不周，也會(huì)使產(chǎn)品性能下降，甚至不能使用。所以對(duì)電源和地線的布設(shè)應(yīng)認(rèn)真對(duì)待。</p><p&g

63、t;　?、?盡量幾寬電源和地線，而且最好地線寬度大于電源線寬度。電源、地線寬度應(yīng)為1.2～2.5mm以上。如有可能，接地線應(yīng)在2～3mm以上。</p><p>　　② 在印制電路板上應(yīng)盡可能多地保留銅箔做地線，這樣傳輸特性和屏蔽作用將得到改善，并且起到減少分布電容的作用。</p><p>　?。?）數(shù)字電路和模擬電路的布線</p><p>　　現(xiàn)在，很多電路板都是由

64、數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的，因此在布線時(shí)需要考慮二者之間的相互干擾問(wèn)題。</p><p>　　數(shù)字電路工作頻率較高，特別是高到幾百兆赫時(shí)，布線時(shí)要考慮分布參數(shù)的影響。</p><p>　　而模擬電路的敏感性強(qiáng)，易受干擾，特別注意弱信號(hào)放大電路部分的布線，特別是半導(dǎo)體管的基極和高頻回路，這是最易受干擾的地方。布線要盡量縮短線條的長(zhǎng)度，所布的線要緊挨元器件盡量不要與弱信號(hào)輸入線平行布線。&l

65、t;/p><p>　　模擬電路與數(shù)字電路的電源地線應(yīng)分開(kāi)排布，在電源入口處單點(diǎn)匯集，這樣可以減小模擬電路與數(shù)字電路之間的相互影響與干擾。</p><p><b>　　大面積敷銅</b></p><p>　　大面積敷銅主要有兩種作用。一種使用于屏蔽來(lái)減小外界干擾，另一種作用是利于散熱。使用大面積敷銅應(yīng)局部開(kāi)窗口，防止長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)，銅箔與基板間的粘合劑

66、產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體無(wú)法排除，熱量不易散熱，以致產(chǎn)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。</p><p>　　電源線要加寬，電源和信號(hào)要分開(kāi)，由于是手工鉆孔手工焊接，所以要加大焊盤(pán)并將焊盤(pán)內(nèi)徑減小便于鉆孔。在打印設(shè)置里要將打印的板層設(shè)為純黑色并選中打印孔復(fù)選框如果需要鏡像打印還要選中鏡像復(fù)選框。對(duì)于雙面板應(yīng)設(shè)置兩個(gè)板層，一個(gè)層面設(shè)置鏡像打印另一個(gè)層面設(shè)置為正常打印，將它們用虛擬打印機(jī)打印出來(lái)放置在word里，尺寸應(yīng)和實(shí)際尺寸相同，然

67、后用激光打印機(jī)打印在轉(zhuǎn)印紙上，為了熱轉(zhuǎn)印成功應(yīng)盡量把磨調(diào)黑些。</p><p><b>　　制板</b></p><p>　　首先，將打印出的圖紙對(duì)貼在經(jīng)剪裁已打磨好的敷銅板上，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)印機(jī)轉(zhuǎn)印后放置在平板上自然冷卻后，輕輕撕去轉(zhuǎn)印紙將帶有圖形的腐銅板放在三氯化鐵溶液里進(jìn)行腐蝕。腐蝕好后用清水沖洗干凈，然后用細(xì)砂紙輕輕打磨掉上面保護(hù)層，最后在電路板上刷上一層松香飽和溶液

68、，電路板就制好了。圖23、24、25是打印后的效果圖</p><p>　　圖23 主板的兩面效果圖</p><p>　　圖24 紅外電源的效果圖</p><p>　　圖25 紅外控制板</p><p><b>　　元件的安裝</b></p><p>　　雖然樣機(jī)是雙面板，但實(shí)際是

69、兩塊單面板合并成的，所以元件腳應(yīng)長(zhǎng)一點(diǎn)，這樣方便安裝。在安裝前應(yīng)用1mm的鉆頭鉆空，然后將兩塊板合并起來(lái)看一下用沒(méi)有漏鉆或?qū)ξ徊粶?zhǔn)的。由于是業(yè)余條件，所以沒(méi)有采用沉銅工藝，而是利用焊接鐵絲連接兩面，焊接時(shí)要先焊接主要元件再焊接其他的。由于雙面板兩面都要焊接，所以元件腳應(yīng)留有一定的余量便于頂層焊接，需要注意的是濾波電容應(yīng)緊貼線路板表面在底層焊接，如果電路沒(méi)設(shè)計(jì)好的話還要跨線。當(dāng)然如果有條件的話安裝時(shí)最好打印一份彩圖對(duì)這這樣安裝起來(lái)不容易安

70、錯(cuò)。</p><p>　　第四章 電路的調(diào)試過(guò)程</p><p><b>　　一、主板的調(diào)試</b></p><p>　　主板制作完成后進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試分為不加電調(diào)試、加電靜態(tài)調(diào)試和加電動(dòng)態(tài)調(diào)試。</p><p>　　1.不加電調(diào)試 首先在未通電得情況下用萬(wàn)用表檢查電源有無(wú)短路、輸出對(duì)地有無(wú)短路。</p>

71、<p>　　2.加電靜態(tài)調(diào)試 檢查沒(méi)問(wèn)題后通電試驗(yàn)，在未輸入信號(hào)時(shí)接上揚(yáng)聲器試機(jī)如果聽(tīng)到不正常的聲音就馬上斷電檢查。</p><p>　　3.加電動(dòng)態(tài)調(diào)試 下一步就要看一下功能的實(shí)現(xiàn)情況，首先輸入一個(gè)信號(hào)，用鑷子或螺絲刀短路音量加的控制端，試一下音量能不能加起來(lái)如果可以就測(cè)試減音量端，都沒(méi)問(wèn)題的話就測(cè)試音效控制，用問(wèn)題就查電路沒(méi)問(wèn)題就測(cè)試完畢。</p><p><b>

72、　　二、紅外控制的調(diào)試</b></p><p>　　1.不加電調(diào)試 用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量電源對(duì)地有無(wú)短路、輸出對(duì)地有無(wú)短路。</p><p>　　2.加電靜態(tài)調(diào)試 用萬(wàn)用表電壓檔檢查各工作點(diǎn)電壓是否正常，不正常檢查各極偏執(zhí)電阻有無(wú)短路或損壞。</p><p>　　3.加電動(dòng)態(tài)調(diào)試 把紅外控制板用排線直接接在主板上，通電后最初測(cè)試各部分功能很穩(wěn)定，就直接接上

73、了，后來(lái)在整機(jī)調(diào)試中發(fā)現(xiàn)該紅外探頭對(duì)光線特別敏感，經(jīng)考慮在輸出的位置加裝光敏電阻用來(lái)補(bǔ)償對(duì)光線的敏感度，再次測(cè)試效果很好。</p><p><b>　　三、紅外電源的調(diào)試</b></p><p>　　接上電源測(cè)試靈敏度，由于過(guò)于靈敏干擾過(guò)大經(jīng)考慮在輸出端加裝兩個(gè)二極管以降低靈敏度，再試效果很好。</p><p><b>　　四、整機(jī)調(diào)

74、試</b></p><p>　　整體組裝好后進(jìn)行整機(jī)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題音量加和音量減總是相互干擾，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)音量加和音量減電位是相互關(guān)聯(lián)的，最后我決定用模擬電子開(kāi)關(guān)CD4066來(lái)替換三極管，重新制板后安裝測(cè)試，發(fā)現(xiàn)性能很穩(wěn)定。在調(diào)試中還發(fā)現(xiàn)個(gè)在聽(tīng)功放時(shí)要搬動(dòng)的話，手對(duì)它的干擾就特別大，為克服這個(gè)缺陷在傳感器的供電端加裝一個(gè)自鎖開(kāi)關(guān)，要搬動(dòng)時(shí)先按下自鎖開(kāi)關(guān)再搬動(dòng)就不會(huì)有干擾了。</p>

75、<p><b>　　五、技術(shù)參數(shù)說(shuō)明</b></p><p><b>　　總結(jié)：</b></p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中讓我對(duì)電子行業(yè)有了一個(gè)比較全面的了解，讓我學(xué)到了很多在課堂上不可能學(xué)到的東西，并鍛煉了我獨(dú)立考慮問(wèn)題的能力，讓我把我所學(xué)過(guò)的東西全面的運(yùn)用起來(lái)，并讓我養(yǎng)成了做事細(xì)心、勤于思考的習(xí)慣，把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，鍛煉了

76、我換位思考的能力，使我對(duì)電子行業(yè)產(chǎn)生了更濃厚的興趣。在步入高科技時(shí)代的我國(guó)，電子行業(yè)和計(jì)算機(jī)行業(yè)正不斷的靠近慢慢的融為一體，軟件的發(fā)展又極為迅速，隨著虛擬儀器的不斷涌現(xiàn)電路的測(cè)試也越來(lái)越方便，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)又成為了當(dāng)代電路設(shè)計(jì)的主流工具，所以我要不斷努力的學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)軟件趕上時(shí)代的步伐，為此我已經(jīng)學(xué)習(xí)了Protel DXP、EWB、AutoCAD、KilC51等軟件，以后可能還會(huì)接觸到更多有關(guān)電路設(shè)計(jì)的軟件我都會(huì)努力學(xué)習(xí)的。要為科技的發(fā)展

77、貢獻(xiàn)一份微薄的力量。</p><p><b>　　致謝：</b></p><p>　　在這期間輔導(dǎo)老師和同學(xué)們給了我莫大的支持，我要衷心地感謝他們，特別要感謝我的輔導(dǎo)員張清枝老師，她不僅給了我技術(shù)方面的支持還給了我設(shè)備方面的支持。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　

78、[1] 參考網(wǎng)站：21ICSEARCH (電子元器件，芯片搜索) http://www.21icsearch.com/</p><p>　　中國(guó)電子市場(chǎng)網(wǎng)-IC-PDF資料資料下載</p><p>　　http://www.dzsc.com/pdf.asp?keyword=D8243HC&Submit=+%CB%D1+%CB%F7+</p><p>　　[2

79、]陳竹.作者.用CMOS集成電路制作家用電器開(kāi)關(guān).2006年電子報(bào)合訂本 .電子科技大學(xué)出版社.P275</p><p>　　[3]李俊婷.主編.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與Protel DXP [M]高等教育出版社. 2006年2月第一版 P65~P87、P104~P116 </p><p>　　[4]李雅軒.主編.模擬電子技術(shù)[M]西安：科技大學(xué)出版社.2004年7月第6次印刷.P32~P39 P