電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)--聲光控電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　總體方案與原理說(shuō)明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1</p><p>　　單元電路1（用實(shí)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(shí)際情況增減）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .d</p><p>　　總體電路原理相關(guān)說(shuō)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(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .h</p><p>　　設(shè)計(jì)心得體會(huì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i</p>

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

7、耦合到vt的基極進(jìn)行電壓放大，放大的信號(hào)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(wú)光時(shí)，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r(jià)8或c3的值，可改變延時(shí)時(shí)間，滿足不同目的。vd3和vd4構(gòu)成兩級(jí)整形電路，將方波信號(hào)進(jìn)行整

8、形。當(dāng)c3充電到一定電平時(shí)，信號(hào)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(shí)，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(guò)程。二極管vd1～vd4將交流220v進(jìn)行橋式整流，變成脈動(dòng)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(gè)獨(dú)立的與非門vd 1～vd4，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。 </p><p>　　顧名思義，聲光控延時(shí)開關(guān)就是用聲音來(lái)控制開關(guān)的“開啟"，若干分鐘后延時(shí)開關(guān)“自動(dòng)關(guān)閉"。因此，整個(gè)電路

10、的功能就是將聲音信號(hào)處理后，變?yōu)殡娮娱_關(guān)的開動(dòng)作。這個(gè)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(gè)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(shí)，D1擊穿，雙向可控硅TRIAC被觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。調(diào)節(jié)POT1

11、可改變C2的充電時(shí)間常數(shù)，TRAIC的電壓導(dǎo)通角隨之改變，也就改變了流過(guò)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(dòng)開關(guān)SW1在亮度調(diào)到最暗時(shí)可以關(guān)斷輸入電源，從而實(shí)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(gè)部分。</p><p><b>　　4、單元電路3</b></p><p>　　這個(gè)

12、單元部分主要由4個(gè)獨(dú)立與非門電路組成。可改變延時(shí)時(shí)間，滿足不同目的。有總體方框圖可知vd3和vd4構(gòu)成兩級(jí)整形電路，將方波信號(hào)進(jìn)行整形。當(dāng)c3充電到一定電平時(shí)，信號(hào)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(shí)，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(guò)程。</p><p>　　５.總體

13、電路原理相關(guān)說(shuō)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(guò)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(lái)看，在沒(méi)有聲音時(shí)，由于Q6是飽和導(dǎo)通的，所集電極為低電平，約為0.3V，通過(guò)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(méi)有足夠

14、的電流流過(guò)，燈不亮。 在有聲音時(shí)，壓電陶瓷Y1檢測(cè)到聲音信號(hào)，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(hào)，同時(shí)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(duì)C5放電，由于通過(guò)R11對(duì)C5充電的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上放電速度，C5很快放完電，這時(shí)，Q2基極為低電平，處于截止?fàn)顟B(tài)，集電極電平為高，所以可控硅導(dǎo)通，這是有電流流過(guò)可控硅，燈被點(diǎn)亮。 </p

15、><p>　　由于可控硅在導(dǎo)通時(shí)壓降為1V左右，所以Q2前面的電路停止工作。電路通過(guò)R11對(duì)C5充電，充電時(shí)間約為t=0.7R11×C5,當(dāng)C5的電壓達(dá)到Q2的導(dǎo)通電壓時(shí)，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(gè)點(diǎn)： </p><p>　　（1）光控部分，在有光時(shí)，光敏電阻LR的電阻很低，其兩壓降很不，通過(guò)R9，R10分壓，Q1的集極達(dá)到導(dǎo)通電壓，所以發(fā)

16、射極電電壓為低，也就是無(wú)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(méi)有聲音時(shí)的工作狀態(tài)一樣。 （1）電源部分 </p><p>　　這是由一個(gè)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(shí)，C1可以使聲控放大電路繼續(xù)發(fā)揮較好的作用。 </p><p><b>　　（2）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(gè)功能——簡(jiǎn)單一點(diǎn)講，就是：當(dāng)三極管基極電流變大時(shí)，集電極電流會(huì)有成百上千倍的增大（電流放大作用），同時(shí)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(gè)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(diǎn)的電位。1A的初始狀態(tài)，由于兩個(gè)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?；聲響消失?A的輸出端又回復(fù)到低電位。 </p><p>　　（3）4011內(nèi)部幾個(gè)與非門電路的工作過(guò)程 :</p>&l

19、t;p>　　1A的1腳（以下簡(jiǎn)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(qiáng)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(shí)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(guò)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(fù)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?，它們輸出的電流把發(fā)光二極管LE點(diǎn)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(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 曾見(jiàn)龍,易宇凡.電路設(shè)計(jì)［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(jì)實(shí)驗(yàn).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(jì)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(jì)實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　[5] 盧慶利. 將聲光控電路原理完全剖析[J ]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索, 2000, 19 (5) : 67270</p><p>　　[6] 候伯亨,顧新.VHDL硬件描述語(yǔ)言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì).修訂版電子工程師必備知識(shí)［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(jí)電路設(shè)計(jì)技術(shù)［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社,2001</p><p><b>　?。?設(shè)計(jì)心得體會(huì)：</b></p><p>　　本次電工設(shè)計(jì)可以說(shuō)來(lái)的比較突然，對(duì)我自己來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。以前從來(lái)沒(méi)有想過(guò)有一天要自己設(shè)計(jì)電路，而且是永那些很精細(xì)復(fù)雜的原件。但是既

24、然這是這個(gè)星期的作業(yè)，自己硬著頭皮也得把它做完。</p><p>　　這次的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，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(xì)，讀不懂。后來(lái)去找了視頻，去找了書籍的資料，好不容易定下了一個(gè)設(shè)計(jì)題目?？墒钱媹D確實(shí)一個(gè)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(hào)的，不知道什么對(duì)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(lái)。外國(guó)人都說(shuō)我們的動(dòng)手能力不夠強(qiáng)，也許正是我們?cè)谧约簞?dòng)手方面比較欠缺，這樣的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該多多開展，有利于大家動(dòng)手能力的提高。</p><p>　　總的來(lái)說(shuō)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是很難的，花了我很多時(shí)間去做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，也查閱了很多資料。在這次的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我收獲知識(shí)的同時(shí)，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過(guò)程中，我們通過(guò)查找大量資料，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，在各種其它能力上也都有了