模擬電子課程設(shè)計(jì)聲控?zé)糸_(kāi)關(guān)

_______________________________________________________________________________________________________模電課程設(shè)計(jì)聲控?zé)糸_(kāi)關(guān)一設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)…………………3二設(shè)計(jì)要求……………3三總體框圖設(shè)計(jì)………3四功能設(shè)計(jì)……………34.1VCC值的確定…………………54.2延遲的確定……………………54.3與非門(mén)的高低電平的輸入確定……………...54.4整流電路的設(shè)計(jì)……………...64.5電容濾波電路…………………74.6晶閘管的工作原理……………9五總原理圖…………....10六元件清單……………10七總結(jié)………………….11八參考文獻(xiàn)…………….111_______________________________________________________________________________________________________一設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)1、鞏固加深對(duì)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)的理解，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。2、通過(guò)查找資料、選方案、設(shè)計(jì)電路、寫(xiě)報(bào)告等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，熟悉設(shè)計(jì)過(guò)程、步驟。為今后從事電子線路的設(shè)計(jì)、研制電子產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。3、設(shè)計(jì)模擬和數(shù)字電子混合電路，實(shí)現(xiàn)特定功能。學(xué)習(xí)這一技能，積累這方面的經(jīng)驗(yàn)。二設(shè)計(jì)要求1、辦公樓或居民樓應(yīng)用的聲控開(kāi)關(guān)；2、白天光線充足時(shí)，燈不亮；3、晚上光線暗，若無(wú)人聲，燈不亮；若有人聲，則燈亮。三總體框圖設(shè)計(jì)根據(jù)技術(shù)要求，此聲控?zé)糸_(kāi)關(guān)可由以下幾個(gè)單元組成：圖1整體框圖四功能設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要由橋式整流電路、降壓濾波電路、聲音信號(hào)輸入電路、光信號(hào)輸入電路、延時(shí)控制電路以及外接電路6部分組成。2_______________________________________________________________________________________________________圖2聲光控制電路圖根據(jù)圖2電路，原理如下：由四個(gè)二極管組成的橋式整流電路將輸入電路的220V50Hz交流電壓變換成脈動(dòng)直R和RC分壓并濾波后得到傳感及邏輯控制電路所用的電313壓VCC；另一路接到晶閘管BT169的陽(yáng)極。當(dāng)BT169的控制級(jí)（柵極）為高電平且輸入的交流信號(hào)V=COS(wt+Φ)處于正半周i期時(shí)，電流由D→地→D→燈流過(guò)而將燈點(diǎn)亮。當(dāng)V處于負(fù)半周期時(shí)，電流由燈→D24i3→地→D而將燈點(diǎn)亮。當(dāng)BT169的控制級(jí)為低電平時(shí)，晶閘管截止，此時(shí)不會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)1關(guān)鍵問(wèn)題是如何控制其柵極電平的高低。有光時(shí)燈滅；無(wú)光無(wú)聲時(shí)燈滅；無(wú)光有聲時(shí)燈亮。參考圖2，對(duì)光敏電阻R而言，W當(dāng)有光時(shí)，R<2kΩHD14011的1W所以341011腳為低電平，則此時(shí)晶閘管截止，R>2MΩ，此時(shí)HD14011的1腳是高電平，此時(shí)第一W個(gè)與非門(mén)的輸出取決于222腳為低電平，因此ABCD為低電平，此時(shí)晶閘管截2腳置為高電平，此時(shí)AB為高電平，C為低電平，D為高電平，從而將晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮，同時(shí)由于B為高電平，可對(duì)電容C充電，這樣，當(dāng)聲音消失后，由于2C和R的存在，使C點(diǎn)維持在低電平直到C放電結(jié)束，在此過(guò)程中，燈泡將會(huì)一直保272持在亮的狀態(tài)直至此過(guò)程結(jié)束。3_______________________________________________________________________________________________________4.1VCC值的確定可由R3R1的分壓作用將家用電壓經(jīng)整流后所得電壓V，輸入電0壓的表達(dá)式為：V=R*V/(R+R，算的V。cc1013CC4.2延遲的確定圖3延遲電路部分由RC1min3.4V0.3V，72延遲T計(jì)算公式：T=RCln(V/V，算得R=1.1MΩ，C=22uf72t+t-724.3與非門(mén)的高低電平的輸入確定如果無(wú)光時(shí)，R>2MΩ,與非門(mén)有一腳是高電平，此時(shí)第一個(gè)與非門(mén)的輸出取決于另W腳的狀態(tài)，此腳的狀態(tài)將由噪聲傳感器來(lái)決定。當(dāng)沒(méi)有聲音時(shí)：入的電壓為0.3V。此時(shí)A為高電平，B為低電平，C為高電平，D為低電平，此時(shí)晶閘管截止，燈泡為暗。由三極管的工作參數(shù)得:Iβbs8IIVI=βI且I>bsb令2CbbIIbsb由此可得R=510KΩR=3Ω82當(dāng)有聲音時(shí)：燈亮，要求第一個(gè)與非門(mén)的一腳為高電平，三極管工作在放大區(qū)且輸出高電平3.4V。在麥克風(fēng)兩端產(chǎn)生一個(gè)交流信號(hào)，經(jīng)過(guò)電容而將腳置成高電平，此時(shí)A為低電平，B為高電平，C為低電平，D為高電平，從而將晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。R=R//R算得R=35Ω62I=算得I=20mAIb4_______________________________________________________________________________________________________滿足聲音傳感器的額定電流I=20mA電壓1~12V。4.4整流電路的設(shè)計(jì)用單相橋式整流電路。整流電路的工作原理：橋式整流電路是最基本的將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路，如圖4所示。整流電路中的二極管是作為開(kāi)關(guān)運(yùn)用，具有單向?qū)щ娦?。根?jù)圖4的橋式二極管整流電路和圖5的整流波形圖可知：當(dāng)正半周時(shí)，二極管D1、D3導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周。當(dāng)負(fù)半周時(shí)，二極管D2、D4導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。在負(fù)載電阻上正、負(fù)半周經(jīng)過(guò)合成，得到的是同一個(gè)方向的單向脈動(dòng)電壓。5_______________________________________________________________________________________________________圖5參數(shù)計(jì)算：二極管橋式整流電路輸入、輸出之間的數(shù)量關(guān)系及二極管選擇的條件：輸出電壓V、輸出電流I與輸入電壓V的關(guān)系：OO2V×0.45V=0.9VO22I=0.9×(V/R）OOL二極管所承受的電流及耐壓值I=I/2=0.45×(V/R）VOOLV=VRM2m單向橋式整流電路二極管選擇條件：I≥I/2=0.45×(V/R）VZOOLV≥VRM2m4.5電容濾波電路CC應(yīng)該并聯(lián)在負(fù)載兩端。電感器L6_______________________________________________________________________________________________________L應(yīng)該與負(fù)載串聯(lián)。經(jīng)過(guò)濾波電路后，既可保留直流分量、又可以濾掉一部分交流分量，改變了直流成分的比例，減小了電路的脈動(dòng)系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。濾波電路常有電容濾波，電感濾波和RC濾波等，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)在單相橋式整流電路直路如圖5所示。DDV給電容C充電。224此時(shí)C相當(dāng)于并聯(lián)在V上，所以輸出波形同V，是正弦形。22所以，在t到t時(shí)刻，二極管導(dǎo)電，CV=Vt到t時(shí)刻二12CL23極管關(guān)斷，V=V按指數(shù)曲線下降，放電時(shí)間常數(shù)為。CL圖6電容濾波電路7_______________________________________________________________________________________________________當(dāng)放電時(shí)間常數(shù)RLC增加時(shí)，t1點(diǎn)要右移，二極管關(guān)斷時(shí)間加長(zhǎng)，導(dǎo)通角減小，見(jiàn)圖7RLC減少時(shí)，導(dǎo)通角增加。顯然當(dāng)RL很小，即1L很大時(shí)，電容7RL1LC較小，RLC仍很大，電容濾波的效果也很好，見(jiàn)圖7中曲線。4.6晶閘管的工作原理P-N-P和N-P-N如圖8所示。當(dāng)晶閘管的柵極懸空時(shí)，BG1和BG2都處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)電路基本上沒(méi)有電流流過(guò)負(fù)載電阻，當(dāng)柵極輸入一個(gè)正脈沖電壓時(shí)BG2導(dǎo)通，使BG1的基極電位下降，BG1因此開(kāi)始導(dǎo)通，BG1導(dǎo)通使得BG2的基極電位進(jìn)一步升高，BG1的基極電位BG1和BG2BG1和BG2均處于反向偏置狀態(tài)