声光控制器的设计与制作

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1、课程设计题目：声光控制器的设计与制作（要求：用模拟器件实现）一、目的1.初步掌握产品开发的基本工业流程；2.掌握模拟电子技术中稳压电源电路、放大整形电路、延时电路、驱动电路的设计，掌握晶闸管触发电路及晶闸管触发的特性等基本电子线路基础知识的应用；3.学习电路功能需求分析与设计方法，学习常用电子元器件的检测与选择；4.熟练掌握利用软件Protel99SE绘制电路原理图；5.掌握电子线路的焊接与调试技术及工艺。二、步骤1、理解总体设计要求；2、查阅资料，确定设计方案；3、完成原理设计与分析；4、实验或仿真所涉及的单元电路；确定元件参数；5、掌握Protel99SE绘制电路原理图和P

2、CB图的基本方法；6、完成作品的焊接与调试；7、按要求完成课程设计报告。三、任务1、熟悉声光控制器系统的工作原理2、设计一个用于楼道路灯的声光控制器：白天灯不亮，夜间在声音的作用下使灯点亮，灯亮50秒或更长时间后自动熄灭，要求以模拟电路（全部选用模拟器件）实现，且电路简单、低耗能、成本低、安全可靠。3、在教师的引导下学生自主完成设计的整个过程，包括：设计方案选取，电路图、印制版图的设计及系统功能仿真验证、硬件的装配与调试与故障分析、撰写总结报告。四、方案设计1.原理框图：2.原理简述声源产生的声音信号，经声电转换器后转换成微弱的电信号，该信号经放大后送处理器处理，处理器将幅度、

3、频率不尽相同的一群声波信号转换成一次状态改变的控制信号，该信号经延时处理电路达到设计要求时间与设计要求功能，经执行机构直接控制负载动作，处理电路如下图：一、单元电路设计1.电源设计电源电路的种类繁多，如变压器降压；桥式整流全波整流；LC、RC滤波；三端稳压器稳压等。具体采用什么电路合适，则根据主体电路及执行机构不同和可靠、价廉、有效益等要求进行选用。电源的设计结构如下：2.信号放大整形电路放大器输入是音频信号，幅值约几十mV左右。要使此信号控制后面的开关，要求放大器有约60dB的放大倍数，若一级放大电路的倍数不满足要求，可采用两级放大。因用作开关信号，可让晶体管直接工作于开关状

4、态。要求白天灯不亮时，可用光敏电阻做晶体管的偏置电阻，白天光敏电阻阻值小，基流大，使晶体管处于深度饱和，致使话筒传过来的声音信号，不能使其退出饱和达到放大的目的。晚上光敏电阻阻值很大，输入信号经放大整形后变成幅值为所加电源电压的一组不规则的脉冲信号。放大电路实现方法很多，除分立器件实现之外，还可采用运放，也可采用门电路等来实现。3.延时处理电路为使放大电路输出的一群脉冲信号转变为灯开的单一状态控制信号，要求声音信号到来灯亮后，延迟一段时间自动熄灭，可采用简单的RC电路来完成信号的延时。4.执行机构通常作为开关使用的器件有晶体管、可控硅、继电器、集成电路等，而负载则为电灯、电机等

5、多种多样。声控开关的输出如能直接带动负载，就可以直接接上、如直流电机等，对于大负荷、交流市电等、声控开关的输出，还须去控制满足负荷要求的开关，如可控硅，继电器等，如负载功能更大，声控开关的输出还不能推动可控硅，继电器时，则须通过共集电路把信号电流放大后，再去触发可控硅等。可控硅的导通角是可控制的，其控制极电流IG的大小将直接影响灯的亮度，IG越大、导通角越大、灯越亮。经实验测试IG≥10mA时，可控硅全部导通。二、参数计算在进行电路设计时，应根据电路的性能指标要求决定电路元器件的参数。例如根据电压放大倍数的大小，可决定反馈电阻的取值；根据延时时间要求，利用公式，可计算出决定时间

6、大小的电阻和电容之值等等。但一般满足电路性能指标要求的理论参数值不是惟一的，设计者应根据元器件性能、价格、体积、通用性和货源等方面灵活选择。计算电路参数时应注意以下几点：1.在计算元器件工作电流、电压和功率等参数时，应考虑工作条件最不利的情况，并留有适当的余量。2.对于元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般取1.5～2倍的额定值。3.对于电阻、电容参数的取值，应选计算值附近的标称值；非电解电容器一般在100pF～0.47ｕF选择；电解电容一般在1ｕF～2000ｕF范围内选用。4.在保证电路达到功能指标要求的前提下，尽量减少元器件的品种、价格、体积等。一、设计仿真随着计算机技术

7、的飞速发展，电子系统的设计方法发生了很大变化。目前，EDA（电子设计自动化）技术已成为现代电子系统设计的必要手段。在计算机工作平台上，利用EDA软件，可对各种电子电路进行调试、测量、修改，大大提高了电子设计的效率和精确度，同时节约了设计费用。目前常用的电子电路辅助分析、设计的常用软件有Multisim、PSPICE、PROTEL、EWB（电子工作台）等。二、电路制作对制作好的PCB板，或准备好的面包板进行器件装配，装配之前需先进行元器件的检测。1.驻极体话筒用万用表来判断话筒的漏极和源极。首