基于LM324的音樂電平LED顯示電路設(shè)計

1、基于LM324的音樂電平LED顯示電路設(shè)計姓名：徐連勝專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)班級：2010-3學(xué)號：201001051829同組人:指導(dǎo)教師：王桂海信息科學(xué)與工程學(xué)院電子信息系2012年6月18日音樂與燈光，聽覺與視覺，婉轉(zhuǎn)的音樂配合上曼妙多姿的led燈光，能烘托出更加優(yōu)美的音樂氛圍。音樂電平LED即為一種可以把聲音的起伏變化轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暤腖ED的明滅變化的設(shè)計。解決方案有多種，比如可以利用單片機檢測電平變化，控制LED的亮與否。本設(shè)計采用的是LM324集成運放。LM324系列器件帶有真差動輸入的四運算放大器，與單電源應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)運算放大器相比，它們有一些顯著優(yōu)點。該四放大器可以工作在低到3

2、.0伏或者高到32伏的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。共模輸入范圍包括負(fù)電源，因而消除了在許多應(yīng)用場合中采用外部偏置元件的必要性。LM324系列由四個獨立的，高增益，內(nèi)部頻率補償運算放大器，其中專為從單電源供電的電壓范圍經(jīng)營。從分裂電源的操作也有可能和低電源電流消耗是獨立的電源電壓的幅度。應(yīng)用領(lǐng)域包括傳感器放大器，直流增益模塊和所有傳統(tǒng)的運算放大器現(xiàn)在可以更容易地在單電源系統(tǒng)中實現(xiàn)的電路。例如，可直接操作的LM324系列，這是用來在數(shù)字系統(tǒng)中，輕松地將提供所需的接口電路，而無需額外的15V電源標(biāo)準(zhǔn)的5V電源電壓。關(guān)鍵詞：音樂電平LEDLM324目錄1、設(shè)計的主要目的與要求1

3、.1實驗?zāi)康?.2設(shè)計要求1.3設(shè)計目的2、主要設(shè)計方案2.1集成運放芯片介紹2.2原理說明3、電路設(shè)計、參數(shù)計算及其元器件選擇3.1電路圖3.2元器件選擇4、結(jié)論與心得5、參考文獻(xiàn)引言音樂電平LED顯示電路可以通過對輸入的音頻信號的分析與處理，控制若干LED的亮與滅，或者按照音樂的節(jié)奏閃爍。而LM324是四運放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，外形如圖所示。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。由于LM324四運放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用在各種電路中。1、設(shè)計的主要目的與要求1.1實驗?zāi)康耐ㄟ^音

4、樂電平LED的設(shè)計、安裝和調(diào)試、要求學(xué)會：(1)選擇集成運放、前級放大、音量增益及LED來進(jìn)行設(shè)計；(2)掌握功率放大電路的調(diào)試及主要技術(shù)的測試方法。1.2設(shè)計要求隨著輸入信號的增加LED被逐次點亮點亮數(shù)目的反映聲音的強度1.3設(shè)計目的(1)音樂電平LED做理論設(shè)計(2)合理選擇集成運放及三級管(3)完成全電路理論設(shè)計，安裝調(diào)試，繪制電路圖，自制印刷版(4)撰寫設(shè)計報告、調(diào)試總結(jié)報告及使用說明書。內(nèi)部電路圖KK卷HiKAr逍2、主要設(shè)計方案2.1集成運放芯片介紹四運算放大器LM324內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)倪\算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用,也適用于雙電源工作模

5、式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。LM324的封裝形式為塑封14引線雙列直插式。特點內(nèi)部頻率補償直流電壓增益高(約100dB)單位增益頻帶寬(約1MHz)電源電壓范圍寬：單電源(332V)；雙電源(1.516V)低功耗電流，適合于電池供電低輸入偏流低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流共模輸入電壓范圍寬，包括接地差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍輸出電壓擺幅大(0至VCC-1.5V)極限參數(shù)參數(shù)符號數(shù)值單1i屯源電隈Vcc1&i36V并劫輸人也1*VlfDIFFj32V輸入電壓Vi-0.3h32V輸由別地

6、短略屯流Vcc15Vr（連續(xù)工作溫度范陽Fpr04-70X?貯減厳他閘飛T2KQVo(p：i=1V11V25100V/mV輸出電爪擺輛VO(H)Vcc=30VrRL=2KQ26VVcc=30VrRL=10KQ2728VO(L)Vcc=5VrRL10KQ520mV共模抑制比CMRR6580dB電源電爪抑制比PSRR65100dB通道隔離度CSf=1KHZ20KHZ120dB對地短路電流Isc4060mA輸出電流ISOURCEVi(+)=1V:Vl(-pOVVcc=15VW：f2V1030mAISINKVi(+：i=0V:Vi(-：i=1VVcc=15V:Vo(P：i=2V1015mAVi(+：i

7、=0V:Vi(-i=1VVcc=15V!Vo(Pi=200mV12100mA差模輸入電用Vl(DIFF)VccV電參數(shù)(除非特別說明，Vcc=5.0V,VEE=GND,0CWTAW70C)參數(shù)符號測試條件最小值典型值最大值單位輸入失凋電壓VlOVCM=0V至VCC-1.5VVo(P)=1.4VrRs=0Q9.0mV輸入失調(diào)電用溫漂AVlO/AT7.0nV/TC輸入失調(diào)電流lio150nA輸入失調(diào)電流溫漂Alio/AT10pA/X?輸入偏置電流IBIAS40500nA共模輸入電斥范酗Vl(R)Vcc=30V0Vcc-2.0V大信號電壓增益GvVcc=15VrRL2KQVo(p：i=1V11V15

8、V/mV輸出電爪擺輛VO(H)Vcc=30VrRL=2KQ26VVcc=30V:Rl=10KQ2728VO(L)Vcc=5VrRL10KQ520mV輸出電流ISOURCEVi(+：i=1V:Vi(-：i=0VVcc=15V;Vo(p：i=2V1030mAISINKVi+p0V:Vi(-：i=1VVcc=15V:Vch：p)=2V59mA差模輸入電用Vl(DIFF)VccV管腳排列圖外形尺寸圖DIP-14-300-2.54UNIT：mmSOP-14-225-1.27UNIT：mm2.2原理說明該音樂電平LED指示器帶有可調(diào)增益放大級，既可以接在音頻功放電路的輸出端，作為功放輸出電平指示，也可以接

9、在音頻前置放大電路輸出端（音量控制電路之前），作為前置級的電平指示器。電路中，由LM324運放構(gòu)成一個增益可調(diào)的放大前級，可調(diào)電阻RP用來調(diào)節(jié)增益量；LED驅(qū)動電路由三極管V、電容器C3、穩(wěn)壓二極管VS,電阻器R1一Rn、發(fā)光二極管VLl一VLn和二極管VD1一VDn組成。來自功率放大器或前置放大器的音頻輸人信號經(jīng)C2藕合加至LM324運放的5腳，經(jīng)LM324和三極管放大后，從三極管的發(fā)射極輸出信號電壓，將VLl一VLn逐級點亮。音頻輸人信號越強，點亮發(fā)光二極管的個數(shù)也越多。3、電路設(shè)計、參數(shù)計算及其元器件選擇3.1電路圖3.2元器件選擇R01-R05和Rl-Rn選用1/4W碳膜電阻器或金屬膜

10、電阻器。RP選用超小型電位器或立式可變電阻器。C1-C3均選用耐壓值為16V的鋁電解電容器。VDl-VDn選用1N4148型硅開關(guān)二極管或2AP5VS選用1/2W、3.6V的硅穩(wěn)壓二極管。VU-VLn均選用幣5mm的紅色高亮度發(fā)光二極管。V選用C8050或58050、3DG8050型硅NPN晶體管。IC選用LM324型運算放大集成電路。4、結(jié)論與心得通過本次設(shè)計，讓我們更進(jìn)一步的了解到集成運放的工作原理以及它的要求和性能指標(biāo)。也讓我們認(rèn)識到在此次設(shè)計電路中所存在的問題，而通過不斷的努力去解決這些問題.在解決設(shè)計問題的同時自己也在其中有所收獲。在設(shè)計的過程中，我遇到了很多的困難，主要是對自己所學(xué)的知識不牢固，許多的知識沒有學(xué)會和理解，對一些一