电工与电子技术项目教程教学课件作者张静项目5.ppt

《电工与电子技术项目教程教学课件作者张静项目5.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、项目五音响LED动态显示器的制作任务一LED电平显示器任务二LED频谱显示器返回任务一LED电平显示器一、LED电平显示器相关知识LED五段电平显示单元电路原理图如图5-2所示。根据电路对理论知识要求与实际制作的需要，划分为四个知识点来进行学习：音频电信号、交流检波（倍压整流）、LED知识、电流驱动应用。（一）音频电信号1．声音的基本要素我们生活中所出现的声音是由于空气振动引起耳膜的振动，由人耳所感知。根据声波的特征，可把音频信息分类为规则音频和不规则声音。其中规则音频又可以分为语音、音乐和音效。下一页返回任务一LED电平显示器规则音频是一种

2、连续变化的模拟信号，可用一条连续的曲线来表示，称为声波。声音的三个要素分别是音调、响度和音色。声波或正弦波有三个重要参数：频率f、幅度A、和相位φ，这也就决定了音频信号的特征。2．音频电信号形成在电子领域，我们常常会有这样的要求：将声音信号进行记录或扩音处理。这就要求我们必须对声音信号进行电转换处理，也即声电转换，把声音信号转换成为对应的电信号，称为音频电信号。上一页下一页返回任务一LED电平显示器由图5-3所示，我们可知，生活中的各种声音信号经过特定声电转换器件的转换处理，就可以转换成以电压、电流为代表的电信号，而且电信号中各分量的变化也同

3、样代表着声音信号中的分量变化，如信号的幅度大小、频率高低、波形变化等情况两者都是基本一致的，这就说明了特定的声电转换器件能实现信号的完整转换工作，即将机械声波转成电信号。典型的声电转换器件有压电陶瓷、各类、传声器，其产品不同，性能指标、应用场合、技术参数都不尽相同。在实际应用中，应根据应用的具体需求，选用合适的声电转换器件来实现声电转换。上一页下一页返回任务一LED电平显示器（二）交流检波（倍压整流）1．倍压整流技术在一些需用高电压、小电流的地方，常常使用倍压整流电路。倍压整流可以把较低的交流电压，用耐压较低的整流二极管和电容器，“整”出一个

4、较高的直流电压。倍压整流电路一般按输出电压是输入电压的多少倍，分为二倍压、三倍压与多倍压整流电路。这种方式的整流电路的优点是：电流小，电压容易获取到高电压，瞬时反应快，跟随能力强。其缺点是电路构成较一般整流电路复杂、元器件耐压要求高、组建电路较为麻烦。上一页下一页返回任务一LED电平显示器2．多倍压整流电路依照以上方法，增加多个二极管和相同数量的电容器，即可以组成多倍压整流电路，如图5-6所示。当n为奇数时，输出电压从上端取出；当n为偶数时，输出电压从下端取出。必须说明一点，多倍压整流电路只能在负载较轻（即Rfz较大，输出电流较小）的情况下使

5、用。如果负载较重（即Rfz较小，输出电流较大），则输出电压下降的情况就越明显。上一页下一页返回任务一LED电平显示器（三）LED知识1．LED基本知识半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。发光二极管（如图5-7所示）是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般PN结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定

6、条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。上一页下一页返回任务一LED电平显示器进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。2．LED发光原理假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与带正价的空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心介于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以

7、光仅在靠近PN结面数μm以内产生。上一页下一页返回任务一LED电平显示器理论和实践证明，光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关，即：λ≈1240/Eg（mm）式中，Eg的单位为电子伏特（eV）。若能产生可见光[波长在380（紫光）～780nm（红光）]，半导体材料的Eg应在3.26～1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管，但其中蓝光二极管成本、价格很高，使用不普遍。3．LED分类1）按发光管发光颜色分类按发光管发光颜色分，可分成红色、橙色、绿色（又细分黄绿、标准绿和纯绿）、蓝光等。上

8、一页下一页返回任务一LED电平显示器另外，有的发光二极管中包含两种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色，上述各种颜色的发光二极管还可分