模电课程设计-声光控开关

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'模电课程设计-声光控开关'
郑州科技学院《模拟色子技术》镌程设计题 目 声光控开关学生姓名 XXXXXXXX 专业班级 电气工程及其自动化X班学 号 2012470xx 院(系) 电气工程学院扌旨导教师 X X 完成时间 2014⑸23 1课程设计的目的 12课程设计的任务与要求 12.1设计任务 12.2设计要求 13设计方案与论证 24设计原理与功能说明 24.1元器件选用原理 24.2总体电路图 55单元电路设计 65.1电源电路 65.2光控部分 75.3声控电路 95.4时间控制 106硬件的制作与调试 126.1电烙铁的使用 126.2电子产品的调试与仿真 137总结 15参考文献 15附录一:总体电路原理图 16附录二:元器件清单 171课程设计的目的通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题,巩固和运用在《模拟电 子技术》中所学的理论知识和实验技能,掌握常用模拟电路的一般设计方法, 提高设计能力和实践动手能力,为以后从事电子电路设计、研发电子产品打 下良好的基础。1、 学习声光控节能开关的设计方法;2、 研究声光控节能开关的设计方案;3、 掌握声控电路的原理和光控电路的原理;4、 掌握三极管管脚极性的判断方法;5、 熟悉电烙铁的使用方法;2课程设计的任务与要求2.1设计任务设计一个应用声光控节能开关2.2设计要求1. 能够通过灯泡开关对光线强弱对声音强弱的感应设置两级开关,控制灯泡 的亮灭。2. 能在有光线时灭,无光线但有声时亮。3. 在灯亮一段时间后白动熄灭;4. 在灯亮期间又有新的声源出现,照明系统重新开启5?外接电源为220v,灯泡为220V-40W;6、 总设计冊i出电路原理框图;7、 利用仿真软件multisim进行电路仿真,列出电子元器件明细表。3设计方案与论证简易声光控电路的电路原理方框框图该电路为声光两级控制的照明电路。照明开关对光线的强弱感应控制照明灯 的第一级开关,对声强的感应控制第二级开关。对于胜强的检测是利用咪头 的特性,即当其接受到足够的声强时,在其中会产生一个脉冲波,从而把信 号变为电信号,通过对声信号的处理可得到一个电信号为控制电路做准备, 光信号的感应通过光敏二极管来实现,使得光强时二极管导通,光弱时二极 管不导通,从而实现在光强的情况下,即使有足够强的声信号,照明电路也 不工作。而在光弱的情况下,可以通过声信号来控制照明。在日常生活小, 节约电能。4设计原理与功能说明4.1元器件选用原理1?麦克风的选择话筒在声控电路中器到重要作用,它能把接收到的声音信号转换为电信号; 筒通常按它转换能量的方式分类。这里我们还是按录音室对话筒最通用的分类 法,把话筒分为动圈话筒和电容话筒。电容话筒:这类话筒的振膜就是电容器 的一个电极,当振膜振动,振膜和固定的后极板间的距离跟着变化,就产生了 可变电容量,这个可变电容量和话筒木身所带的前置放大器一起产生了信号电 压。频率特性好,在咅频范围内幅频特性曲线平坦,这一点优于动圈话筒;无 方向性;灵皱度高,噪声小,音色柔和;输出信号电平比较大,失真小,I舜态 响应性能好,这是动圈话筒所达不到的优点;工作特性不够稳定,低频段灵敏 度随着使用吋间的增加而下降,寿命比较短,工作吋需要直流电源造成使用不 方便。结合该声控电路和整体电路各方面因素,木电路选用型号规格为4)10电 容话筒。2. 光敏二极管的选择(1) 光敏二极管简介光敏二极管也叫光电二极管。光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的, 其管芯是一个具有光敏特征的PN结,具有单向导电性,因此工作时需化加上 反向电压。无光照时,有很小的饱和反向漏电流,即暗电流,此时光敏二极 管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流人大增加,形成光电流,它随入射光强 度的变而变化。当光线照射PN结时,可以使PN结中产生电子一空穴对,使 少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移,使反向电流增加。 因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。常见的有2CU、2DU等系列。(2) 光敏二极管工作原理光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个PN结, 和普通二极管相比,在结构上不同的是,为了便于接受入射光照,PN结面积尽 量做的大一些,电极面积尽量小些,而口 PN结的结深很浅,一般小于1微米。 光敏二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时,反向电流很小,称为暗 电流。当有光照时,携带能量的光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚 电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子-一空穴对,称为光生载流子。它 们在反向电压作用下参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的强度越大,反 向电流也越大。这种特性称为“光电导”。如杲在外电路上接上负载,负载上 就获得了电信号,而且这个电信号随着光的变化而相应变化。3. 三极管的选用晶体管是由两个相距很近、有一?定联系的背靠背的PN结,外加电极、管壳封 装而成。由于两个PN结在一定条件下,它们之间的载流子运动是相互影响的, 因而它具有电流放大作用。性…(1) 先判断基极的极性:假设品体管的某一管脚为基极,将万用表传换开关 置于电阻档“RxlK?T或“RxlOOfT,用万用表黑笔接触该极,用红笔分别触及 剩下的两个管脚。若两次测量的电阻值都很小,则说明表内电源对晶体三极 管的两个PN结是正偏,假设的管脚为基极,且该管为NPN型管。要想进一 步确定两个PN结的质量,口J用红笔接触该管脚,用黑笔分别触及另外两管 脚,两次测得的电阻均很大(几十T欧至几百千欧),则可确认前面的判断是 正确的。(2) 集电极与发射极的判别:将万用表的红、黑表笔分别接触基极以外的两 管脚,并准备一支1OOKQ的固定电阻。若被检测的是NPN型管,假设基极之 外的任一管脚为集电极,用力用表的黑表笔接触该极,用红表笔触及剩余管 脚,同时用1OOKQ电阻跨接于黑表笔与基极之间,如图2-5所示。观察表 针的读数,可获得一电阻值R1。然后交换表笔,1OOKQ电阻仍然跨接于黑表 笔与基极之间,同样得到乂一电阻值R2。比较两次测得的阻值,若RKR2, 则假设的管脚为集电极。若R1>R2,则假设的管脚不是集电极而是发射集。由 此可推出第三个管脚的极性。总之,用上述方法辨别(100KQ电阻一直跨接 于黑表笔与基极之间)管脚,测得的阻值较小的一次,黑表笔对应的是集电 极c,红表笔对应的则是发射极c。图4?1用万用表测三极管的极性连接三极管时,必须满足三极管的放大条件:Je正偏Ubb>0, Jc反偏%〈0。 在三极管Je正偏、Jc反偏的条件下,处在放人状态的NPN型管,不论采用哪 种连接方法,均为集电极电位最高,发射极电位最低,而基极电位稍高于发 射极电位。因此 对NPN型管的放大条件乂可写成Uc>UB>UEo4.2总体电路图本电路三极管是开的,把电阻供来的电源对地放掉,使可控硅没有触发 导通工作。VT2由麦克风控制
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