声光控延时开关的设计.doc

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1、.声光控延时开关目录第一章声光控延时开关的实现21.1系统概述21.2各部分工作原理31.2.1电源电路31.2.2声光控部分41.2.3延时关断部分71.3电路仿真71.3.1电源电路仿真81.3.2声光控部分电路仿真91.3.3延迟关断部分仿真11第二章心得体会及建议13第三章附录14资料..第四章参考文献15第一章声光控延时开关的实现1.1系统概述系统分为电源电路，控制部分和延迟开关部分，示意图如图1所示：220v50Hz交流电整流电路降压电路滤波电路24v稳压电路图1.1电源电路组成框图控制电路放大检音延时电子开关资料..整形感

2、光图1.2声光控延时开关组成框图1.2各部分工作原理1.2.1电源电路由D1~D6、R1、C1构成，如图2标注，D1~D4为整流电路，R1为限流电阻、电容C1滤去交流分量并储存一定的电能，为延时提供电压，稳压管D6起稳压作用。资料..图2电源电路1.2.2声光控部分电路通过光信号和声音信号控制，分别使电路中的三极管处于截止放大或者饱和状态，从而控制部分特殊点的电位达到声光控的目的。如图3所示为静态工作点示意图，三极管处于放大状态时，Ube处于0.4V~0.7V之间。资料..图1三极管静态工作点示意图模拟声光，光控由光敏电阻模拟，声控由压

3、电瓷片模拟，电路中光敏电阻用RG1和RG2串联代替，压电瓷片由函数信号发生器代替。如图4所示资料..图4声光控模拟白天在光线的作用下光敏电阻很小，此时即RG2被短路只剩下较小的电阻RG1，如图5所示。此时Q2基极电位变低而处于截止状态，即使函数信号发生器发出信号（模拟有声音信号情况）也不能通过Q2向后放大。同时PNP型管Q3也截止，电容C4两端电压很小，可控硅SCR处于截止状态，灯不亮。资料..图2有光照时模拟晚上，RG1和RG2串联保持高电阻，其上端电位升高，Q2进入放大区，可以接收并放大声音信号（信号发生器发出信号模拟）。在无声音信

4、号时，Q3处于截止状态，灯不亮。资料..有声音信号时，信号发生器发出信号，首先通过Q1放大，然后经R5与C3输出，使Q2的基极电位升高，Q2、Q3随之导通，正电源就通过Q3、SCR向电容C4充电，使C4两端电压升高，升至可控硅SCR的触发电平时，SCR就就由关断态进入导通态，灯亮。1.2.3延时关断部分延时关断部分主要由R10、C4、SCR、如图6所示图3延时部分资料..灯延迟关断过程灯亮时，由D1~D4、SCR组成的开关主回路就有较大的电流通过，SCR导通后，SCR两端电压跌落，由Q1~Q3均转为截止态，此时C4储存的电荷将通过R10

5、释放，电容电荷释放示意图如图表13所示。使C4两端电压逐渐下降，当降至SCR门极的触发电平，SCR在交流电过零时即关断，电灯X1随之熄灭。由公式u(t)=u(∞)+[u(0+)-u(∞)]·e-(t/ζ)，代入u(∞)=0V，u(0+)=13V，u(t)=5V计算得t=179.6s为延迟关断时间。1.3电路仿真1.3.1电源电路仿真220V交流电通过电灯，经过D1~D4整流后，电容C2滤去交流分量，D6为稳压值24V的稳压二极管，保证后方电路电压不超过24V。D1~D4为整流电路，整流前后波形如图8所示；稳压管D6起稳压作用。稳压波形如

6、图9所示。稳压电路最终电资料..压24V为后面的声光控电路提供合适的静态工作点，也是延时关断部分进行充放电。3．图8整流波形资料..图9稳压波形1.3.2声光控部分电路仿真白天有光照时光敏电阻减小，RG2被短路，如图10所示，Q2、Q3两管be间电压都很小，两管均截止，仿真如图所示，C4两端电压很小，不能使可控硅SCR导通，灯不亮。资料..图10白天（有声无声）有光仿真晚上无光照，光敏电阻有较高阻值，其电位升高使Q2进入放大区，此时若没有声音信号，Q3仍处于截止状态，仿真如图11所示。C4电压很低，可控硅SCR不导通，灯不亮。图4晚上无

7、声仿真资料..有声音信号时，信号发生器发出信号，首先通过Q1放大，然后经R5与C3输出，使Q2的基极电位升高，Q2导通，Q3饱和导通，导通后仅起降压作用，管压降约为3V，此时电源通过Q3、SCR向电容C4充电，C4两端电压升高，升至可控硅SCR的触发电平时，SCR进入导通态，灯亮。仿真如图12所示图5晚上有声仿真1.3.3延迟关断部分仿真资料..灯亮时，由D1~D4、SCR组成的开关主回路就有较大的电流通过，SCR导通后，SCR两端电压跌落，此时C1、C4储存的电荷将通过R10释放，电容电荷释放示意图如图13所示。使C4两端电压逐渐下降

8、，当降至SCR门极的触发电平，SCR在交流电过零时即关断，电灯X1随之熄灭。图6电容放电延时仿真由公式u(t)=u(∞)+[u(0+)-u(∞)]·e-(t/τ)代入u(∞)=0V，u(0+)=13V，u(