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1、題目 聲光雙控延時(shí)照明節(jié)能燈班級(jí) 09材成(2)班 學(xué)號(hào) 姓名 指導(dǎo) 江老師 時(shí)間 2011年6月 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)姓名 _ 班級(jí) 09材成(2)班 指導(dǎo)老師 江老師設(shè)計(jì)課題:聲光雙控延時(shí)照明節(jié)能燈 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1 電路主要由5個(gè)電路組成;2 電路有延時(shí)電路、檢波電路、整流電路、電容濾波電路、晶體管電路等等;3 用簡(jiǎn)單的電路圖繪圖軟件繪出整體電路圖,在電路圖中加上自己的班級(jí)名稱(chēng)、學(xué)號(hào)、姓名等信息;4 對(duì)整體電路原理進(jìn)行完整功能描述;5 列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單;設(shè)計(jì)步驟1、 查閱相關(guān)資料,開(kāi)始撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū);2、 先給出總體方案并對(duì)工作原理進(jìn)行大致的說(shuō)明;3、 依次對(duì)各部分

2、分別給出單元電路,并進(jìn)行相應(yīng)的原理、參數(shù)分析計(jì)算、功能以及與其他部分電路的關(guān)系等等說(shuō)明;4、 列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單;5、 總體電路的繪制及總體電路原理相關(guān)說(shuō)明;6、列出設(shè)計(jì)中所涉及的所有參考文獻(xiàn)資料。參考文獻(xiàn)1 彭介華. 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo). 北京:高等教育出版社,1997.2 李振聲. 實(shí)驗(yàn)電子技術(shù). 北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2001.3 盧結(jié)成,高世忻等. 電子電路實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用課題設(shè)計(jì). 合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2002.4 編寫(xiě)委員會(huì). 中國(guó)集成電路大全. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1985.目錄1、 總體方案與原理說(shuō)明. . . . . . . . . . . . . . . . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12、 延時(shí)電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33、 檢波電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44、 整流電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55、 電容濾波電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66、 晶閘管的工作原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77、 總體電路原理圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、.88、 元件清單. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9參考文獻(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10設(shè)計(jì)心得體會(huì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11111、總體方案與原理說(shuō)明(1)整體框圖:感光檢音延時(shí)反相反相、放大整形控制門(mén)電子開(kāi)關(guān)燈圖1整體框圖(2)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)直流。該脈動(dòng)直流電壓一路由r3和r1、c3分壓并濾波后得到傳感及邏輯控制電路所用的電壓vcc;另一路接到晶閘管bt169的陽(yáng)極。當(dāng)bt169的控制極(柵極)為高電平且輸入的交流信號(hào)vi=cos(wt+)處于正半周期時(shí),電流由d2地d4燈流過(guò)而將燈點(diǎn)亮。當(dāng)vi處于負(fù)半周期時(shí),電流由燈d3地d1而將燈點(diǎn)亮。

7、當(dāng)bt169的控制極為低電平時(shí),晶閘管截止,此時(shí)不會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)燈的電流,此時(shí)燈是熄滅的。由此可見(jiàn),燈的亮滅是由晶閘管的控制極電平?jīng)Q定的。因此,關(guān)鍵的問(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。參見(jiàn)圖2,對(duì)光敏電阻rw而言,當(dāng)有光時(shí),rw2m,此時(shí)hd14011的1腳是高電平,此時(shí)第一個(gè)與非門(mén)的輸出取決于2腳的狀態(tài),而2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),2腳為低電平,因此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。當(dāng)有聲音產(chǎn)生時(shí),在麥克兩端產(chǎn)生一個(gè)交流信號(hào),經(jīng)過(guò)電容而將2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

8、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點(diǎn)為高電平,可對(duì)電容c2充電,這樣,當(dāng)聲音消失之后,由于c2和r7的存在,使c點(diǎn)維持在低電平直到c2放電結(jié)束,在此過(guò)程中,燈泡將會(huì)一直保持在亮的狀態(tài)直至此過(guò)程結(jié)束。2、延時(shí)電路由r7、c2組成延時(shí)電路,要求延時(shí)為1min,與非門(mén)工作高低電平為3.4v,0.3v延時(shí)t計(jì)算公式:t=r7c2ln(vt+/vt-) 算得r7=1.1m c2=22uf圖2 延時(shí)電路vcc值的確定:可由r3、r1的分壓作用將家用電壓經(jīng)整流后所得電壓vo=2201.414=311v輸入電壓的表達(dá)式為:vcc=r1*vo/(r1+r3) 算得vcc=5v3、檢波電路npn

9、的參數(shù)為:=50vce(sat)=0.3v vbe=0.7v如果無(wú)光時(shí),rw2m,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):燈不亮,要求第一個(gè)與非門(mén)的一腳為低電平,即使三極管工作在飽和區(qū)滿足條件,且輸出的電壓為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: ibs=(vcc-vce)/r8=0.2uaib=(vcc-vbe)/r2 =1.4ua 在飽和工作區(qū)不滿足ic=ib 且ibibs 令ib=10ibs 由此可得r8=510k r2=3m當(dāng)有聲音時(shí):燈亮,要求第

10、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=r6/r2 算得r=35i=ib+vce/r 算得i=20ma滿足聲音傳感器的額定電流i=20ma,電壓112v。4、整流電路整流電路有單相橋式整流電路,單相半波整流電路,單相全波整流電路等。本系統(tǒng)選用單相橋式整流電路。單相橋式整流電路是最基本的將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路,其電路如圖5所示。在分析整流電路工作原理時(shí),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5的電路圖可知:當(dāng)負(fù)半

11、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)正半周時(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。單相橋式整流電路的波形圖見(jiàn)圖4:圖4 整流電路5、電容濾波電路濾波電路利用電抗性元件對(duì)交、直流阻抗的不同,實(shí)現(xiàn)濾波。電容器c對(duì)直流開(kāi)路,對(duì)交流阻抗小,所以c應(yīng)該并聯(lián)在負(fù)載兩端。電感器l對(duì)直流阻抗小,對(duì)交流阻抗大,因此l 應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)。經(jīng)過(guò)濾波電路后,既可保留直流分量、又可濾掉一部分交流分量,改變了交直流成分的比例,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)

12、在單相橋式整流電路直接接并聯(lián)電容構(gòu)成電容濾波電路,經(jīng)過(guò)此電容濾波電路濾去整流輸出電壓的紋波。電容濾波電路如圖5所示濾波原理:若電路處于正半周,二極管d2、d4導(dǎo)通,變壓器次端電壓v2給電容器c充電。此時(shí)c相當(dāng)于并聯(lián)在v2上,所以輸出波形同v2 ,是正弦形。所以,在t1到t2時(shí)刻,二極管導(dǎo)電,充電,vc=vl按正弦規(guī)律變化;t2到t3時(shí)刻二極管關(guān)斷,vc=vl按指數(shù)曲線下降,放電時(shí)間常數(shù)為rlc。圖5 濾波電路6、晶閘管的工作原理晶閘管的工作原理分析:晶閘管可用兩個(gè)不同極性(p-n-p和n-p-n)晶體管來(lái)模擬,如圖g1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

13、電流流過(guò)負(fù)載電阻rl,當(dāng)柵極輸入一個(gè)正脈沖電壓時(shí)bg2道通,使bg1的基極電位下降,bg1因此開(kāi)始道通,bg1的道通使得bg2的基極電位進(jìn)一步升高,bg1的基極電位進(jìn)一步下降,經(jīng)過(guò)這一個(gè)正反饋過(guò)程使bg1和bg2進(jìn)入飽和道通狀態(tài)。電路很快從截止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入道通狀態(tài),這時(shí)柵極就算沒(méi)有觸發(fā)脈沖電路由于正反饋的作用將保持道通狀態(tài)不變。如果此時(shí)在陽(yáng)極和陰極加上反向電壓,由于bg1和bg2均處于反向偏置狀態(tài)所以電路很快截止,另外如果加大負(fù)載電阻rl的阻值使電路電流減少bg1和bg2的基電流也將減少,當(dāng)減少到某一個(gè)值時(shí)由于電路的正反饋?zhàn)饔?,電路將很快從道通狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài),我們稱(chēng)這個(gè)電流為維持電流。在實(shí)際應(yīng)

14、用中,我們可通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)短路晶閘管的陽(yáng)極和陰極從而達(dá)到晶閘管的關(guān)斷。等效圖如下:7、總體電路原理圖8、元件清單序號(hào)元器件名稱(chēng)型號(hào)位號(hào)數(shù)量1與非門(mén)74ls0012噪聲傳感器czn-15emic13二極管in4007d1d554光敏電阻隨光度變化rw15電阻10kr116電阻3mr217電阻590kr318電阻18kr419電阻35r6110電阻1mr7111電阻510kr8112電阻43kr9113電容22ufc2c4314電容0.1ufc1115燈泡220v/100w116晶閘管scrbt169s11參考文獻(xiàn)1 彭介華. 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo). 北京:高等教育出版社,1997.2 李振聲.

15、實(shí)驗(yàn)電子技術(shù). 北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2001.3 盧結(jié)成,高世忻等. 電子電路實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用課題設(shè)計(jì). 合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,2002.4 編寫(xiě)委員會(huì). 中國(guó)集成電路大全. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1985.設(shè)計(jì)心得體會(huì)經(jīng)過(guò)這為期兩周的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)“聲控開(kāi)關(guān)”的過(guò)程中,我終于知道了在做這樣的一個(gè)課程設(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)該從什么地方著手,應(yīng)該怎樣構(gòu)造自己的思路,怎樣利用已學(xué)知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)計(jì)方案,并通過(guò)不斷地查找資料來(lái)實(shí)現(xiàn)它的功能。在此過(guò)程中,不但讓我體會(huì)到設(shè)計(jì)的繁瑣與艱辛,同時(shí)也讓我更好地鞏固了以前所學(xué)的知識(shí)。以前我一直這樣認(rèn)為,我們只要學(xué)好課本的專(zhuān)業(yè)知識(shí)就行,但我們并不一定要知道如何利用利用課本知識(shí)來(lái)完成某些設(shè)計(jì),并實(shí)現(xiàn)它的功能。而通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)讓我大大改變了自己以前錯(cuò)誤的想法。雖然這段時(shí)間臨近期末考試,讓我感到時(shí)間非常的緊迫,人也很疲憊,但當(dāng)我通過(guò)自己的努力,去圖書(shū)館找資料,

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