小型電子產(chǎn)品開發(fā)

1、試題 3.1串聯(lián)穩(wěn)壓電源的設計與制作 功能分析利用具有單向導電性能的橋式整流元件,將正負交替變化的正弦交流電壓變換成單方向 的脈動直流電壓。 利用電容濾波電路盡可能地將單向脈動直流電壓中的脈動部分 (交流分量 減小, 使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。 利用串聯(lián)穩(wěn)壓電源使輸出直流電壓在電源發(fā)生 波動或負載變化時保持穩(wěn)定。原理框圖完整電路圖 試題 3.3正弦波發(fā)生器的設計與制作首先利用 LM358采用文式橋振蕩方式產(chǎn)生正弦振蕩產(chǎn)生正弦波 ,Rp3,R4,R3組成負反饋 電路 , 使產(chǎn)生的信號保持穩(wěn)定 , 具有較小的失真 , 然后通過第二級運放 LM386將正弦波變放大, 盡量減小產(chǎn)生的失真 .

2、通過調節(jié)雙聯(lián)可調電容 C1,C3可以實現(xiàn)頻率的調節(jié) , 電壓的調節(jié)依靠可 調電阻 R6,. 為使輸出波形更接近正弦波0f =RC21 一個正弦波振蕩器主要由以下幾個部分組成。 (1放大電路 (2正反饋網(wǎng)絡 (3選頻網(wǎng)絡 (4穩(wěn)幅環(huán)節(jié) 試題 3.4簡易 4路搶答器的設計與制作4名選手編號為:1, 2, 3, 4。各有一個搶答按鈕,按鈕的編號與選手的編號對應,也 分別為 s1, s2, s3, s4。 (2k1給主持人設置一個控制按鈕,用來控制系統(tǒng)清零(搶答顯示 數(shù)碼管滅燈和搶答的開始。 (3搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后,若有選 手按動搶答按鈕, 該選手編號立即鎖存, 并在搶答顯示器

3、上顯示該編號, 封鎖輸入編碼電路, 禁止其他選手搶答。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 74ls373為地址鎖存器 g 點為鎖存控制端 試題 3.5數(shù)顯定時器的設計與制作兩位數(shù)顯式秒定時器的定時時間為 30s 和 60s 。該電路是由一只集成電路 555多諧振蕩 器輸出的 1秒脈沖信號作為時基信號而組成的電路。 Cd4518內含為兩個二、十計數(shù)器、CD4511是一個用于驅動共陰極 LED (數(shù)碼管顯示器的 BCD 碼 七段碼譯碼器振蕩頻率為:53121121101014343. 1 2(43. 1 2(7. 011-=+=C R R C R R T f =1 試題 3.7簡易測頻

4、儀的設計與制作 T=1.1RC=試題 3.8音頻放大器的設計與制作 NE5532構成的前置放大電路 放大倍數(shù)為 Au=1+R5/R4=23 試題 3.9四路呼叫器的設計與制作 555定時器即實現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)的輸出的時間是 5秒,那就對應的時間 T=1.1RCT=1.1RC=1.1*470*103*10*10-6=5秒能通過按鍵 S1S4進行呼叫,任意一個按下蜂鳴器將發(fā)出 5S 的報警聲 試題 3.10三角波發(fā)生器的設計與制作三角波發(fā)生電路三角波電路波形可以通過積分電路實現(xiàn),把方波電壓作為積分運算電路 的輸入,在積分運算電路的輸出就得到了三角波。 1集成運放的選擇由于方波的前后沿時 間和滯回比較器的轉

5、換速率有關, 當方波頻率很高或方波前、 后沿要求較高時, 應選擇高速 集成運算放大器來組成滯回比較器。 (2 穩(wěn)壓管的選擇穩(wěn)壓管的作用是限制和確定方波的幅 度。 此外, 方波幅度和寬度的對稱性也與穩(wěn)壓管的對稱性有關。 為了得到穩(wěn)定而且對稱的方 波輸出,通常選用高精度雙向穩(wěn)壓管。 R3是穩(wěn)壓管的限流電阻,其值根據(jù)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電 流來確定。 (3分壓電阻 R1和 R2的阻值的確定 R1和 R2的作用是提供一個隨輸出方波電 壓而變化的基準電壓,并由此決定三角波的輸出幅度。所以 R1和 R2的阻值應根據(jù)三角波 輸出幅度的要求來確定。而且當要求三角波的幅度可以調節(jié)時,可以選擇用電位器來代替 R1、 R2

6、。 (4 積分元件 R 和 C 參數(shù)的確定 R 和 C 的值應根據(jù)方波和三角波發(fā)生器的振蕩頻 率來確定。當分壓的電阻 R1和 R2的阻值確定后,先選擇電容 C 的值,然后確定 R 的值。 而且為了減小積分漂移,應盡量將電容 C 的值取大些。但是電容量大的電容漏電也大,所 以通常積分電容應不超過 1uF 4、參數(shù)計算方波周期、頻率計算:T=2RCln(1+2R1/R2 f=1/T副值:Ut=R1/(R1+R2*Uz三角波副 值:Ut=Uz*R1/R2周期、頻率計算:T=4*R1*R*C/R2 f=R2/(4×R 1×R ×C=2/(4×1×0.5

7、×1×0.001 所以 R 為 500歐姆 試題 3.11 基于單片機的八路廣告燈的設計與制作 單片機上電復位電路 阻容復位時電容為 10uF, 電阻為 10K試題 3.12 聲光控開關的設計與制作 聲光控延時開關的電路原理圖見圖所示。電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路 CD4011,其內部含有 4個獨立的與非門 G1G4,使電路結構簡單,工作可靠性高。 顧名思義, 聲光控延時開關就是用聲音來控制開關的 “開啟 " , 若干分鐘后延時開關 “自 動關閉 " 。因此,整個電路的功能就是將聲音信號處理后,變?yōu)殡娮娱_關的開動作。明確了 電路的信號流程方向后

8、,即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個單元,由此可畫出圖 2所示的方框圖。結合圖 2來分析圖 1。聲音信號 (腳步聲、掌聲等 由駐極體話筒接收并轉換成電信號, 經(jīng) C3耦合到 V1的基極進行電壓放大,放大的信號送到與非門 (G3的 2腳, R4、 R9是 V1偏置電阻, C4是電源濾波電容。為了使聲光控開關在白天開關斷開,即燈不亮,由光敏電阻 R10等元件組成光控電路, R6和 R10組成串聯(lián)分壓電路, 夜晚環(huán)境無光時, 光敏電阻的阻值很大, R10兩端的電壓高, 即為高電平, t=2R 3C 2,改變 R3或 C2的值,可改變延時時間,滿足不同目的。 G1和 G4構成兩級整形電路,將方波信號

9、進行整形。當 C2充電到一定電平時,信號經(jīng)與非門 G1、 G4后輸出為高電平,使單向可控硅導通,電子開關閉合; C2充滿電后只向 R3放電,當放 電到一定電平時,經(jīng)與非門 G1、 G4輸出為低電平,使單向可控硅截止,電子開關斷開,完 成一次完整的電子開關由開到關的過程。二極管 D1D4將交流 220V 進行橋式整流,變成脈動直流電,又經(jīng) R1降壓, C1濾波 后即為電路的直流電源,為 MIC 、 V1、 IC 等供電。 試題 3.13 簡易廣告彩燈電路的設計與制作 1、每個 8050三極管可以驅動八到十六個發(fā)光二極管。只有相同發(fā)光電壓 (不同顏色的 發(fā)光電壓一般不同 的發(fā)光二極管才可以并聯(lián)使用

10、?？梢詫l(fā)光二極管接成需要的圖案,表 達設計者的意圖。2、彩燈閃爍的周期是:T=0.7×(R1+R3×C2+0.7×(R2+R4×C1根據(jù)閃爍快慢要求選擇 R1,R2,R3,R4,C1,C2的參數(shù)。調節(jié)電位器 R1、 R2的大小,可以改變閃爍速度。3、電壓過高會燒壞發(fā)光二極管。工作電壓從 3v 開始調大,當提供的電源電壓高于 5v 后應當串入一個 2.227歐姆的電阻作為限流電阻,以免燒壞發(fā)光二極管。 試題 3.14 簡易密碼鎖的設計與制作數(shù)字密碼鎖電路圖: 用密碼去控制各位 D 觸發(fā)器的翻轉,達到密碼開鎖的目的;用按鈕開關去控制電子門 鈴的觸發(fā)信號,達

11、到按響電子門鈴的目的。按此構思,可得實訓電路如圖 1所示。1. 四位密碼鎖主體電路在圖 1中,四個 D 觸發(fā)器 N1N4構成四位密碼電路,本電路密碼設定為 1469, S1、 S4、 S7、 、 S9分別是 1、 4、 7、 9四位密碼的按鈕端;平時四個 D 觸發(fā)器的 CP 端皆懸空相 當于 1狀態(tài),觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。當按下 S1時, CP1為低電平, 松手后 S1自動恢復高電平, CP1獲上升沿, 此時 Q1=D1=1; 再按下 S4時, CP2為低電平, 松手后 S4自動恢復高電平, CP2獲上升沿, 此時 Q2=D2= Q1=1;同理, 按下 S7并松手后, Q3=D3= Q2=1;

12、 按下 S9并松手后, Q4=D4= Q3=1, 用此 Q4=1去控制開鎖機構即可。此處用 R2和 LED 顯示來代替開鎖機構開鎖。2. 置零與電子門鈴控制電路圖 1中, C2因電壓不能突變,在接通電源瞬間 C2電壓為零使 N1N4各位皆為零。 S0既用于四個 D 觸發(fā)器直接置零, 又用于控制電子門鈴 CL9300A 的觸發(fā)端。 當 S0=0時,通過 G5、 、 G4使 N1N4直接置零;同時,通過 G3使 CL9300A 的觸發(fā)端獲高電平而 起振,發(fā)出門鈴聲。3. 延時電路開鎖時, Q4=0, G1=1,經(jīng) R1、 C1延時后, G2=0, G5=1, G4=0,使 N1N4為零, 結束開鎖

13、狀態(tài)。 試題 3.15 秒表的設計與制作 試題 3.16 聲光停電報警器的設計與制作 光耦器件 4N25的強、弱電隔離;工作原理:該裝置由交流檢測器 (左半部 和音頻振蕩器 (右半部分 組成。 交流電 220V 經(jīng) VD 整流, C1濾波 得到 300V 直流高壓。 此直流一路經(jīng) R1使 發(fā) 光二極管 LED1發(fā)光,另一路經(jīng) R2送入 光電 耦合器 4N25的 1腳,使內部的發(fā) 光管點亮,光照射到光電晶體管上,此光電晶體管呈低 電阻 導通,將 VT1基極 電位拉到地電位, 音頻振蕩器無法正常工作, 揚聲器 與發(fā)光二極管均無 電流 流過, 既不發(fā)聲也不發(fā)光。一旦突然停電, C1兩端的 300V

14、檢測電壓消失, LED1熄 滅,光電耦合器中內部的發(fā)光管也隨之熄滅,光電晶體管沒受到光照呈高阻, VT1的基極不再被光耦短接到地, VT1、 VT2等元件組成的音頻振蕩器滿足振蕩 條件,開始振蕩使揚聲器和 LED2發(fā)聲發(fā)光,有關人員聞訊斷開 SA ,此后改為 人式報警。當市電恢復供電時, LED1發(fā)光,這時可以再改為自動報警。 制作調試:調整 R4或 C2的數(shù)值可以改變音調的高低。如有交流聲可將 C1換 為 0.47uF/400V,以增強濾波效果。 試題 3.17 簡易信號發(fā)生器的設計與制作 圖中的 8038 為函數(shù)發(fā)生器專用 IC , 它具有 3 種波形輸出, 分別正弦波、 方波和三角波,

15、8038的第 10腳外接定時電容,該電容的容值決定了輸出波形的頻率,電路中的定時電容 從 C1至 C3決定了信號頻率的 3個倍頻程,從 0.1F開始,依次減小十倍,直到 100pF , 頻率范圍相應地從 10Hz 100Hz 10kHz 。圖中 RW4 為調節(jié)幅度大小電位器,用于改變 輸出波形的幅值。整個電路的頻率范圍為 10Hz 10kHz , Ua741為同相比例運放,做功率放大 腳 13、 14(NC :空腳。試題 3.18 數(shù)顯邏輯測試電路的設計與制作 電路設計要求 要求制作的邏輯筆能方便地顯示四種邏輯狀態(tài)。 即當被測電壓 UI 為直流低電平(UI0.4V時，顯示“0”;當被測電壓，U

16、I 為直流高電平 (UI1/2VCC時，顯示“1”，當被測電壓 UI 為交流電平時(UI18V，顯示“P”；當輸入為高阻 態(tài)時，不顯示。 電路設計及原理說明 整個電路主要由三極管 V1、 、 V2 CD4511、 數(shù)碼管等元器件組成。 當輸入電平低于 0.4V 時，三極管 V1 截止，IC1 輸入端 A、D 為低電平，B、C 為高電平，則 IC1 的輸出端 a、b 為低電平，c、d、e、f、g 為高電平。由于 IC1 的輸出端 a、 f 未接數(shù)碼管，數(shù)碼管只有 c、 d、e、f、g 為高電平，因為數(shù)碼管做了倒置，故顯示狀態(tài)為上半部的 0。 當輸入為高電平時，三極管 V1 飽和，UI 通過二極管

17、 VD1 加入，使 IC1 輸入端 A、B、 C 均為高電平，D 為低電平，相當于 DCBA 輸入為 0111 狀態(tài)，IC1 輸出端 d、e、f、g 為低 電平，a、b、c 為高電平，由于 IC1 輸出端 a 未接數(shù)碼管，數(shù)碼管上只有 b、c 極得到高電 平，故顯示 1。 當輸入端為高阻態(tài)時，三極管 V1 飽和，IC1 各輸入端 A、B、C、D、 BI 均為低電平。故 IC1 各輸出端均為低電平，數(shù)碼管不顯示。 當輸入為交流信號時，若頻 率較高時，數(shù)碼管顯示 P，頻率較低時，P 字作閃爍顯示。 三極管 V2 與發(fā)光二極管 LED 等組成恒流源，電容 C1 為加速電容使測試筆能測試較高的頻率。電

18、容 C2 為儲能電容。 元件選擇 （1） V1、V2：可選三極管 9014。 （2） IC1：選用 COMS 集成 BCD-七段鎖存/譯 碼/驅動器 CD4511。 （3） VD1：選用二極管 2AP9。 （4） 數(shù)碼管：共陰極數(shù)碼管。 （5） C1、C3 瓷介電容，C2 選用耐壓大于 25V 的電解電容器。 其他元器件可參考 電路圖中的參數(shù)。 信號輸入 V1 信號檢測 Cd4511 、 鎖 存譯碼驅動 顯示 3.19 試題 3.19 場效應管功放電路的設計與制作 NE5532 構成的前置放大電路 放大倍數(shù)為 Au=1+R5/R4=23 音頻信 號輸入 帶通濾波器 R1 C1 R2 C2 由兩個 MOS 組成的 OTL 功 放 電路 放 大 同相比 例運算 信號輸出 試題 3.2