模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、14姓名：大川計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)(1)班學(xué)號(hào)：A123GZ0530101023同組人: 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)II題目：聲控LED旋律燈 指導(dǎo)老師： 日期:二零一二年十二月十七日14 模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是電子專業(yè)必修的一門以實(shí)驗(yàn)為主的專業(yè)課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，使我們掌握半導(dǎo)體基本器件的原理，特性及其 選用，了解和掌握常用模擬集成器件的外特性及其應(yīng)用，掌握基本單元集成電路的組成，工作原理及其重要性能指標(biāo)的估計(jì)，具有一定的讀圖能力和初步設(shè)計(jì)電路的能力，具有一定的動(dòng)手實(shí)際能力和解決問題的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。 現(xiàn)狀及發(fā)展：現(xiàn)在模擬電子技術(shù)以工作過程為向?qū)?，采用?shí)驗(yàn)項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)知識(shí)的學(xué)

2、習(xí)。在各種電子新器件、新電路、新技術(shù)、新工藝和雨后春筍般涌現(xiàn)的今天，大規(guī)模集成電路已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，電子技術(shù)正朝著專用集成電路（ASIC）方向、硬件和軟件合為一體的電子系統(tǒng)（CPLD和FPGA）方向發(fā)展，以硬件電路設(shè)計(jì)為主的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，正朝著充分利用器件內(nèi)部資源和外部引腳功能的設(shè)計(jì)方法轉(zhuǎn)化。 本設(shè)計(jì)簡介：LED旋律燈主要是由電源電路，話筒放大電路組成，LED發(fā)光電路組成，電源由JI輸入，C1濾波電路使用，MK1將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，經(jīng)C2耦合到Q2放大，放大后的信號(hào)送到J1基極，由Q1驅(qū)動(dòng)五只LED發(fā)光，聲音越大，LED越亮。 目錄一、電路功能和原理3(1)電路功能3(2)電路原理3二、設(shè)計(jì)思

3、路4三、聲控LED旋律燈電路圖：5四、共發(fā)射極放大電路： 6五、聲控LED旋律燈元件清單8六、元件簡介 9（1）二極管簡介13（2）三極管簡介13（3）電解電容簡介14（4）駐極體話筒簡介14七、放大電路的基本知識(shí)和用途：15八、電路板制作介紹：16九、總結(jié)13參考資料14評(píng)價(jià) 14聲控LED旋律燈一、 電路功能和原理(1)電路功能隨著音樂或其它聲音的響起，LED燈便跟隨著聲音的節(jié)奏（聲音的快慢）閃亮的動(dòng)起來。在焊接成功后，您可感受到聲音與光的美妙旋律組合。(2)電路原理：聲控?zé)舭糌?fù)載RL、可控硅SCR、話筒MIC及聲控電路，燈負(fù)載RL與可控硅SCR串接后與電源相連，話筒將聲音信號(hào)律換成電

4、信號(hào)，聲控電路通過聲音信號(hào)控制可控硅SCR的導(dǎo)通狀態(tài)，其特征在于，所述聲控電路包括電源部分，諧振放大部分及觸發(fā)器，電源部分通過電容降壓、整流及穩(wěn)壓提供聲控電路所需的直流電壓，諧振放大部分包括多極三極管放大，話筒接在第一級(jí)放大三極管的基極上并由電容耦合，一個(gè)由電感和電容構(gòu)成的振蕩電路接在末級(jí)放大三極管的基極上，放大后的信號(hào)影響觸發(fā)器的翻律，并最終控制可控硅的控制極的電位。聲控LED旋律燈電路由電源電路、話筒放大電路、LED發(fā)光指示電路組成，電源由JP輸入，C1濾波供電路使用。MIC將聲音信號(hào)律化為電信號(hào)，經(jīng)C2耦合到Q2放大，放大后的信號(hào)送到Q1基極，由Q1推動(dòng)LED發(fā)光，聲音越大，LED亮度越

5、高。二、設(shè)計(jì)思路1、靜態(tài)時(shí)，Q1處于臨界飽和狀態(tài)，使Q2截止，LED1 LDE2 LDE3 LDE4 LDE5 LDE6 LDE7皆不發(fā)光；2、有聲音信號(hào)時(shí)：R1給話筒MIC提供偏置電流，話筒撿取室內(nèi)環(huán)境中的聲波信號(hào)后律為相應(yīng)的電信號(hào)，在其信號(hào)負(fù)半周時(shí)，Q1退出飽和，使其集電極電壓上升，而從Q1導(dǎo)通，LED1 LDE2 LDE3 LDE4 LDE5 LDE6 LDE7點(diǎn)亮發(fā)光，當(dāng)輸入音頻信號(hào)越強(qiáng)，Q2導(dǎo)通性越強(qiáng)，LED1 LDE2 LDE3 LDE4 LDE5 LDE6 LDE7越亮。所以LED1 LDE2 LDE3 LDE4 LDE5 LDE6 LDE7能隨著環(huán)境聲音（如音樂和說話）信號(hào)的強(qiáng)

6、弱起伏而閃爍發(fā)光3.LED聲控?zé)?，除了具有一般LED燈具有的長壽命，顯色指數(shù)高，啟動(dòng)時(shí)間短，發(fā)光效率高，工作溫度低，材料環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn)外，更有幾個(gè)更突出的優(yōu)點(diǎn)：（1）.非常省電：LED照明在能耗方面比普通節(jié)能燈節(jié)約60%以上，加上智能聲控芯片的升級(jí)，LED智能聲控日光燈節(jié)電可以達(dá)到90%以上。（2）. 質(zhì)保：從國內(nèi)顧客購買的LED聲控?zé)粢话銥?年質(zhì)保期；（3）. 采用先進(jìn)的集成技術(shù)，把智能聲控芯、智能聲控驅(qū)動(dòng)集成到一個(gè)LED聲控?zé)簦惭b十分簡單，價(jià)格逼近普通的LED燈（4）. 降低運(yùn)營成本，投資回報(bào)率高，成效顯著。該電路圖是用Ewb5.0仿真軟件制作靜態(tài)時(shí)，Q1處于臨界飽和狀態(tài)，使Q2截止，L

7、ED1 - LDE7皆不發(fā)光；有聲音信號(hào)時(shí)：R1給話筒MIC提供偏置電流，話筒撿取室內(nèi)環(huán)境中的聲波信號(hào)后轉(zhuǎn)為相應(yīng)的電信號(hào)，在其信號(hào)負(fù)半周時(shí)，Q1退出飽和，使其集電極電壓上升，而從Q1導(dǎo)通，LED1 - LDE7點(diǎn)亮發(fā)光，當(dāng)輸入音頻信號(hào)越強(qiáng)，Q2導(dǎo)通性越強(qiáng)，LED1- LDE7越亮。所以LED1 - LDE7能隨著環(huán)境聲音（如音樂和說話）信號(hào)的強(qiáng)弱起伏而閃爍發(fā)光三、聲控LED旋律燈電路圖：四、共發(fā)射極放大電路：共發(fā)射極放大電路簡稱共射電路，輸入端AA外接需要放大的信號(hào)源；輸出端BB外接負(fù)載。發(fā)射極為輸入信號(hào)ui和輸出信號(hào)uo的公共端。公共端通常稱為“地”（實(shí)際上并非真正接到大地），其電位為零，是

8、電路中其他各點(diǎn)電位的參考點(diǎn)，用“”表示。1電路的組成及各元件的作用（1）三極管VNPN管，具有放大功能，是放大電路的核心。（2）直流電源VCC使三極管工作在放大狀態(tài)，VCC一般為幾伏到幾十伏。（3）基極偏置電阻Rb它使發(fā)射結(jié)正向偏置，并向基極提供合適的基極電流（4）集電極負(fù)載電阻Rc它將集電極電流的變化律換成集-射極之間電壓的變化，以實(shí)現(xiàn)電壓放大。Rc的值一般為幾千歐至幾十千歐。（5）耦合電容C1、C2又稱隔直電容，起通交流隔直流的作用。C1、C2一般為幾微法至幾十微法的電解電容器，在聯(lián)結(jié)電路時(shí)，應(yīng)注意電容器的極性，不能接錯(cuò)。2放大電路的靜態(tài)分析：靜態(tài)是指放大電路沒有交流輸入信號(hào)（ui=0）時(shí)

9、的直流工作狀態(tài)。靜態(tài)時(shí)，電路中只有直流電源VCC作用，三極管各極電流和極間電壓都是直流值，電容C1、C2相當(dāng)于開路，其等效電路如圖6-22所示，該電路稱為直流通路。對(duì)放大電路進(jìn)行靜態(tài)分析的目的是為了合理設(shè)置電路的靜態(tài)工作點(diǎn)（用Q表示），即靜態(tài)時(shí)電路中的基極電流IBQ、集電極電流ICQ和集-射間電壓UCEQ的值，防止放大電路在放大交流輸入信號(hào)時(shí)產(chǎn)生的非線性失真。三極管工作于放大狀態(tài)時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，這時(shí)UBEQ基本不變，對(duì)于硅管約為0.7V，鍺管約為0.3V。3放大電路的性能指標(biāo)分析：電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻是放大電路的三個(gè)主要性能指標(biāo)，分析這三個(gè)指標(biāo)最常用的方法是微變等效電路法，這是一種

10、在小信號(hào)放大條件下，將非線性的三極管放大電路等效為線性放大電路。五、聲控LED旋律燈元件清單：位號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量R1電阻4.7K1R2電阻1M1R3電阻10K1MIC駐極體話筒1C1電解電容47uF1C2電解電容1uF1Q1、Q2三極管90142LED1-LED7發(fā)光二極管5MM7BT電池盒兩節(jié)5號(hào)電池盒1PCB板3538mm1六、元件簡介（1）二極管簡介二極管又稱晶體二極管,簡稱二極管(diode)，另外，還有早期的真空電子二極管；它是一種具有單向傳導(dǎo)電流的電子器件。在半導(dǎo)體二極管內(nèi)部有一個(gè)PN結(jié)兩個(gè)引線端子，這種電子器件按照外加電壓的方向，具備單向電流的律導(dǎo)性。一般來講，晶體二極管是一個(gè)由p

11、型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。在其界面的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場(chǎng)。當(dāng)外加電壓等于零時(shí)，由于p-n 結(jié)兩邊載流子的濃度差擴(kuò)散電流和由自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)，這也是常態(tài)下的二極管特性。（2）三極管簡介三極管又稱“晶體三極管”或“晶體管”。在半導(dǎo)體鍺或硅的單晶上制備兩個(gè)能相互影響的PN結(jié)，組成一個(gè)PNP（或NPN）結(jié)構(gòu)。中間的N區(qū)（或P區(qū)）叫基區(qū)，兩邊的區(qū)域叫發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，這三部分各有一條電極引線，分別叫基極B、發(fā)射極E和集電極C，是能起放大、振蕩或開關(guān)等作用的半導(dǎo)體電子器件。（3）電解電容電解電容是電容的一種，金屬箔為正極（鋁或鉭），與正極緊貼金屬的氧化

12、膜（氧化鋁或五氧化二鉭）是電介質(zhì)，陰極由導(dǎo)電材料、電解質(zhì)（電解質(zhì)可以是液體或固體）和其他材料共同組成，因電解質(zhì)是陰極的主要部分，電解電容因此而得名。同時(shí)電解電容正負(fù)不可接錯(cuò)。（4）駐極體話筒駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、電聲性能好、價(jià)格低的特點(diǎn)，廣泛用于盒式錄音機(jī)、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管作為阻抗律換器，為此駐極體電容式話筒在工作時(shí)需要直流工作電壓七、放大電路的基本知識(shí)和用途：（1）放大電路的基本知識(shí) 放大是最基本的模擬信號(hào)處理功能，它是通過放大電路實(shí)現(xiàn)的，大多數(shù)模擬電子系統(tǒng)中都應(yīng)用了不同類型的放大電路。放大

13、電路也是構(gòu)成其他模擬電路，如濾波、振蕩、穩(wěn)壓等功能電路的基本單元電路。 電子技術(shù)里的“放大”有兩方面的含義：一是能將微弱的電信號(hào)增強(qiáng)到人們所需要的數(shù)值（即放大電信號(hào)），以便于人們測(cè)量和使用；二是要求放大后的信號(hào)波形與放大前的波形的形狀相同或基本相同，即信號(hào)不能失真，否則就會(huì)丟失要傳送的信息，失去了放大的意義。（2）放大電路的用途:放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按頻率分為低頻、中源和高頻接輸出信號(hào)強(qiáng)弱分成電壓放大、功率放大等。此外還有用集成運(yùn)算放大器和特殊 晶體管作器件的放大器。它是電子電路中最復(fù)雜多變的電路。但初學(xué)者經(jīng)常遇到的也只是少數(shù)幾種較為典型的放大電路。 讀放大電路圖時(shí)也

14、還是按照“逐級(jí)分解、抓住關(guān)鍵、細(xì)致分析、全面綜合”的原則和步驟進(jìn)行。首先把整個(gè)放大電路按輸入、輸出逐級(jí)分開然后逐級(jí)抓住關(guān)鍵進(jìn)行 分析弄通原理。放大電路有它本身的特點(diǎn)一是有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種工作狀態(tài)所以有時(shí)往往要畫出它的直流通路和交流通路才能進(jìn)行分析二是電路往往加有負(fù)反 饋這種反饋有時(shí)在本級(jí)內(nèi)有時(shí)是從后級(jí)反饋到前級(jí)所以在分析這一級(jí)時(shí)還要能“瞻前顧后”。在弄通每一級(jí)的原理之后就可以把整個(gè)電路串通起來進(jìn)行全面綜 合。 八：電路板的介紹電路板的名稱有：線路板，PCB板，鋁基板,高頻板，PCB，超薄線路板，超薄電路版，印刷（銅刻蝕技術(shù)電路板等。電路板使電路迷你化、直觀化，對(duì)于固定電路的批量生產(chǎn)和優(yōu)化用電器布

15、局起重要作用。 1、打印電路板將繪制好的電路板用轉(zhuǎn)印紙打印出來，注意滑的一面面向自己，一般打印兩張電路板，即一張紙上打印兩張電路板。在其中選擇打印效果最好的制作線路板。 2、裁剪覆銅板用感光板制作電路板全程圖解 。覆銅板，也就是兩面都覆有銅膜的線路板將覆銅板裁成電路板的大小，不要過大，以節(jié)約材料。 3、預(yù)處理覆銅板用細(xì)砂紙把覆銅板表面的氧化層打磨掉，以保證在轉(zhuǎn)印電路板時(shí)，熱轉(zhuǎn)印紙上的碳粉能牢固的印在覆銅板上，打磨好的標(biāo)準(zhǔn)是板面光亮，沒有明顯污漬。 4、轉(zhuǎn)印電路板將打印好的電路板裁剪成合適大小，把印有電路板的一面貼在覆銅板上，對(duì)齊好后把覆銅板放入熱轉(zhuǎn)印機(jī)，放入時(shí)一定要保證轉(zhuǎn)印紙沒有錯(cuò)位。一般來說

16、經(jīng)過2-3次轉(zhuǎn)印，電路板就能很牢固的轉(zhuǎn)印在覆銅板上。熱轉(zhuǎn)印機(jī)事先就已經(jīng)預(yù)熱，溫度設(shè)定在160-200攝氏度，由于溫度很高，操作時(shí)注意安全！ 5、腐蝕線路板先檢查一下電路版是否轉(zhuǎn)印完整，若有少數(shù)沒有轉(zhuǎn)印好的地方可以用黑色油性筆修補(bǔ)。然后就可以腐蝕了，等線路板上暴露的銅膜完全被腐蝕掉時(shí)，將線路板從腐蝕液中取出清洗干凈，這樣一塊線路板就腐蝕好了。腐蝕液的成分為濃鹽酸、濃雙氧水、水，比例為1：2：3，在配制腐蝕液時(shí)，先放水，再加濃鹽酸、濃雙氧水，若操作時(shí)濃鹽酸、濃雙氧水或腐蝕液不小心濺到皮膚或衣物上要及時(shí)用清水清洗，由于要使用強(qiáng)腐蝕性溶液，操作時(shí)一定注意安全！ 6、電路板鉆孔線路板上是要插入電子元件的

17、，所以就要對(duì)線路板鉆孔了。依據(jù)電子元件管腳的粗細(xì)選擇不同的鉆針，在使用鉆機(jī)鉆孔時(shí)，線路板一定要按穩(wěn)，鉆機(jī)速度不能開的過慢，請(qǐng)仔細(xì)看操作人員操作。 7、電路板預(yù)處理鉆孔完后，用細(xì)砂紙把覆在線路板上的墨粉打磨掉，用清水把線路板清洗干凈。水干后，用松香水涂在有線路的一面，為加快松香凝固，我們用熱風(fēng)機(jī)加熱線路板，只需2-3分鐘松香就能凝固。8.電路板的焊接過程（1）準(zhǔn)備工作:首先把被焊件、焊錫絲和電烙鐵準(zhǔn)備好，處于隨時(shí)可焊的狀態(tài)。 （2）加熱被焊件 （4）移開焊錫絲（3）放上焊錫絲 （5）移開電烙鐵 在焊接電路板的時(shí)候，才發(fā)現(xiàn)原來模電也是一門這么有趣的課。焊接過程中讓我體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)精神的真正含義，每個(gè)

18、人都發(fā)揮了自己的才能，所謂三個(gè)臭皮匠頂一個(gè)諸葛亮。在我們廢了九牛二虎之力之后終于把電路板焊接好了，在焊接途中雖然每個(gè)人的手都有不同程度的燙傷，但是當(dāng)成品最終出來的時(shí)候每個(gè)人心中都是無限的歡樂。 九：總結(jié) 經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)，我掌握了不少知識(shí)與動(dòng)手能力。之前我僅僅從課本上看一些三極管放大器圖，想象中它個(gè)頭應(yīng)該不很大，因?yàn)橐糜诩呻娐仿?；想象中，它?yīng)該不會(huì)很便宜，于是時(shí)時(shí)在想，電子產(chǎn)品該不會(huì)那么便宜吧？于是我們便在網(wǎng)上尋查并且把它買了下來，這才知道它也不是那么貴，而且它的形狀剛剛綠豆粒那么大，這么點(diǎn)小東西這么便宜經(jīng)能夠干那么大活，太神奇了！見到東西是一方面，東西的選擇更重要，比比看看才能知道。別的不說，就單說電路板打的選擇。別看只是一塊小小的電路板，種類可多了，有排1孔4孔不等，當(dāng)然是孔多的好用了。不僅僅是孔越多就越好，還要看板上自帶的連接線，有一條分布廣泛的接地線，幾條分布均勻的等電位纖維最佳，這就省去了自己接線時(shí)還要反反復(fù)復(fù)的接導(dǎo)線的麻煩