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门铃发展史电路设计步骤门铃发声原理板图
内容摘要:
现代家居多采用电子门铃作为提示主人来客人的工具。
电子门铃多采用振荡电路作为其核心部件,推动扬声器发出声音。
双音电子门铃以为核心组成多谐振荡器,推动喇叭。
实际上电路是一个可控电压振荡器,按下开关后,起振,扬声器发出声音,室内主人知道外面有人来了,松开开关后,不起振,扬声器不发出声音。
电子门铃”可谓是反朴归真的典型绿色用品,用电池供电安全可靠,经济耐用简便悦耳,还可以做成双音或装饰品外形美化环境,值得在社会上推广使用。
序论:
门铃发展史
“门铃”这玩意在中国古代较少听说,有钱的大户人家是在大门上装有装饰性的门环,叫门的人可用门环拍击环下的门钉发出较大的响声,有现代“门铃”的作用。
“门铃”在外国电影的古代片中常有出现,也多是有钱的人户在门前吊着一只硕大的青铜手柄。
马车夫将客人送到门前的时候,会顺便拉拉它牵动里面的铃当以示来人。
在近代“门铃”不再是有钱人家的专项,“门铃”已在平民百姓人家广泛普遍应用。
各式各样的“门铃”比比皆是,“门铃”的作用也不仅仅是局限于给客人叫门用。
近代市民最常见的“门铃”是电子类的占多数:
最常见的是前几年流行的“电子门铃”;一般安放两节号电池在内,门外的触发电钮被人按动后,门内的“门铃”就发出响声。
也有的是由片播放一段电子音乐的。
后来演变到客人可以在门口与楼上家里的主人讲话,验明真声后主人再给客人开门。
它们的缺点就是要消耗电源,特别是用电池的毛病较多,但用交流电的又怕临时停电。
高级公寓里的“门铃”算是这类中造价最昂贵的,不但可以叫门对话,还可以通过摄像头让家中的主人在屏幕上看到远在门外楼下的来客,用这样的“门铃”顺便监看放在楼下的车辆倒也不错。
“门铃”作用的延伸及简化:
在家里装只“电子门铃”如果只是叫门,不免有点单调。
如果多安几只触发传感器,可以有煤气报警、自行车被动、火灾呼叫、定时提醒、等不同音响与作用,这样做成本也不会太高。
如果“门铃”只需要作叫门的作用,用电子式的就太过繁琐了。
偶的作法是用一只吊在钢丝上的铃当做“门铃”,钢丝连接门外的弹性按钮即可。
这样的“门铃”制作简便悦耳耐用,乃是简便“门铃”中最上乘的作法也。
“电子门铃”可谓是反朴归真的典型绿色用品,无需用电安全可靠,经济耐用简便悦耳,不耗电池有利环保,还可以做成双音或装饰品外形美化环境,值得在社会上推广使用。
在近代“门铃”不再是有钱人家的专项,“门铃”已在平民百姓人家广泛普遍应用。
各式各样的“门铃”比比皆是,“门铃”的作用也不仅仅是局限于给客人叫门用。
在笔者有兴趣于“门铃”的早两年里,收集了许多新式“门铃”的电路,自制了好几种不同音响的“门铃”,也做了不少的延伸“门铃”作用的试验,都是很实用的。
近代市民最常见的“门铃”是电子类的占多数:
最常见的是前几年流行的“电子门铃”;一般安放两节号电池在内,门外的触发电钮被人按动后,门内的“门铃”就“嘀嘟”地响几声。
也有的是由片播放一段电子音乐的。
后来演变到客人可以在门口与楼上家里的主人讲话,验明真声后主人再给客人开门。
它们的缺点就是要消耗电源,特别是用电池的毛病较多,但用交流电的又怕临时停电。
高级公寓里的“门铃”算是这类中造价最昂贵的,不但可以叫门对话,还可以通过摄像头让家中的主人在屏幕上看到远在门外楼下的来客,用这样的“门铃”顺便监看放在楼下的车辆倒也不错。
“门铃”作用的延伸及简化:
在家里装只“电子门铃”如果只是叫门,不免有点单调。
如果多安几只触发传感器,可以有煤气报警、自行车被动、火灾呼叫、定时提醒、等不同音响与作用,这样做成本也不会太高。
第一章电子电路的设计
电子电路设计是综合运用电子技术理论知识的过程,必须从实际出发,通过调查研究、查阅有关资料、方案比较及确定,以及设计计算选取元器件等环节,设计出一个符合实际需要、性能和经济指标良好的电路。
由于电子元器件参数的离散性,加之设计者缺乏经验,理论上设计出来的电路,可能存在这样那样的问题,这就要求通过实验、调试来发现和纠正设计中存在的问题,使设计方案逐步完善,以达到设计要求。
模拟电路的设计,首先要根据电路的实际要求,拟定出切实可行的总体方案。
在确定方案的过程中,应当反复研究设计要求、性能指标,然后根据确定的方案划分成若干个单元电路,并对各单元电路进行初步的设计,包括电路形式的确定、参数的计算、元器件的选用等。
最后将设计好的各单元电路连接在一起,画出一个符合要求的完整电路。
模拟电子电路的设计方法
1.1.1总体方案的确定
所谓总体方案,就是根据实际问题的要求和性能指标把要完成的任务分配给若干单元电路,并画出一个能反映出各单元功能的整体原理框图。
这种框图不必太详细,总体的原理反映清楚就行了,必要时可加简要的文字说明。
由于符合要求的总体方案可能有多种,设计时要根据自己的实际经验,参阅有关资料,对各种方案的优、缺点和可行性进行反复的比较,最后选择出功能全、运行可靠、简单经济、技术先进的最佳设计方案。
1.1.2单元电路设计
一个复杂的电子电路,一般都由若干个单元电路组合而成。
对单元电路进行设计,实际上是把复杂的任务简单化,这样便可利用学过的基本知识来完成较复杂的设计任务。
只有各单元电路的设计合理,才能保证整体电路设计的质量。
在单元电路设计前,首先应根据各单元应完成的任务,拟定出各单元电路的性能指标,并选择电路的基本结构形式。
一般情况下可在保证电路性能指标的前提下,采用典型电路或参考较成熟的常用电路,但设计者要敢于探索、勇于创新,使所设计的电路有所改进。
在每个单元电路的设计过程中,不仅要注意本单元电路的合理性,还应考虑各单元之间的相互影响,前后之间要互相配合,同时注意各部分输入信号和输出信号之间的关系。
1.1.3电路参数计算
在电路基本形式确定之后,便可根据性能指标要求,运用模拟电路的理论知识,对各单元电路的有关元器件参数进行分析计算。
例如放大电路,应根据增益或输出电压、输入电阻、输出电阻、通频带、失真度和稳定性等指标,计算电源电压、各电阻的阻值和功率、各电容的容量及工作电压等参数。
在进行元件参数计算时,应在正确理解电路原理的基础上,正确运用计算公式,有的可以采用近似计算公式。
对于计算结果还要善于分析,并进行必要的处理,然后确定元器件的有关参数。
一般来说,对元器件的工作电流、工作电压、功耗和频率等参数,必须满足电路设计指标的要求,对元器件的极限参数应留有足够的富裕量。
对电阻、电容的参数,应取与计算值相近的标称值。
1.1.4元器件的选择
电子电路的设计过程,实际上就是选择最合适的元器件,用最合理的电路形式把它们组合起来,以实现要求的功能。
实践证明,电子电路的各种故障,往往以元器件的故障、损坏形式表现出来。
究其原因,并非都是元器件本身缺陷所造成的,而是由于对元器件的选用不当所致。
因此,在进行电路总体方案设计和单元电路的参数计算时,都应考虑如何选择元器件的问题。
一般来说,选择元器件应考虑两个方面的问题。
()从具体问题和电路的总体方案出发,确定需要哪些元器件,每个元器件应具备哪些功能。
在单元电路的参数计算时,应根据电路指标要求、工作环境等,确定所选元器件参数的额定值,并留有足够的富裕量,使其在低于额定值的条件下工作。
()在保证满足电路设计指标要求的前提下,尽可能减少元器件的品种和规格,以提高它们的复用率。
要在仔细分析比较同类元器件在品种、规格、型号和制造厂商之间的差异后,选用便于安装、货源充足、价格低廉、信誉好、产品质量高的制造厂生产的元器件。
下面介绍常用元器件选择中的一些具体问题。
)集成电路的选择
由于集成电路可实现许多单元电路甚至某些电子系统的功能,因此,电子电路选用集成电路既方便又灵活,它不仅可以大大简化设计过程,而且减小了电路的体积,提高了电路工作的可靠性,安装和调试也极其方便。
因此,在电子电路设计过程中应优先选用集成电路。
常用的模拟集成电路有运算放大器、电压比较器、仪器用放大器、视频放大器、功率放大器、模拟乘法器、函数发生器、稳压器等。
由于集成电路的品种很多,在选用时首先应根据总体方案确定选用什么功能的集成电路,然后考虑所选集成电路的性能,最后根据价格、货源等因素选择某种型号的集成电路。
集成电路的封装一般有陶瓷(或塑料)扁平式、金属圆形(或菱形)和塑料双列直插式三种。
双列直插式封装便于安装和调试,更换也比较方便,目前大都选用这种封装形式的集成电路。
)电阻器的选择
电阻器是电子电路中最常用的元器件,其种类很多,性能各异。
根据电阻器的结构形式分类,有固定电阻器、可调电阻器和电位器。
在选用时首先应根据其在电路中的用途确定选用哪一种结构形式的电阻器。
电阻器的主要性能参数有标称阻值及容许误差、额定功率(共分为个等级,常用的有、、、、等)和温度系数等。
下表列出了电阻器的标值系列和容许误差。
表中所列数值再乘以,构成实际电阻的标称阻值(其中为正数或负数,单位为)。
表
在电子电路中,对电阻器阻值的要求,一般允许有一定的误差。
因此,除精密电阻器或特殊需要的自制电阻外,通常都选用标称值的通用电阻器。
容许误差分别为、、。
为了使电阻器在电路中安全运行,起额定功率应大于电阻器在电路中实际消耗功率的一倍以上。
此外,电阻器的使用电压不应超过其容许的最高工作电压。
用不同材料制成的电阻器具有不同的性能和特点,在一般电子电路中,对电阻器的要求并不高,可选用价格便宜、体积小的碳膜电阻器。
在低噪声和耐热性、稳定性要求较高的电路中,可选用金属膜电阻器或线绕电阻器。
在高频电路中,可选用自身电感量很小的合金箔电阻器。
要求在高温下工作是,可选用金属氧化膜电阻器。
在选用电阻器是,除了要考虑其性能和特点外,还应根据安装和机械结构的需要,考虑电位器的尺寸大小和旋转轴柄的长短、轴端的式样及轴上是否需要紧锁装置等。
)电容器的选择
电容器也是电子电路中常用的元件。
起种类很多,按起结构分,有固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。
电容器的主要性能参数有:
标称容量及容许误差、额定工作电压、绝缘电阻、损耗等,表列出了固定电容器的标称容量系列和容许误差,表中所列数值乘以,构成实际电容的标称容量(其中为正数或负数,单位为)。
在选用电容器时,首先要根据在电路中的作用及工作环境来确定其类型。
例如,在耦合、旁路、电源滤波及去耦电路中,由于对电容的精度要求不高,可选择价格低、误差大、稳定性较差的铝电解电容器。
对于高频电路中的滤波、旁路电容器,可选择无电感的铁电陶瓷电容器或独石电容器。
应用于高压环境中的电容器,可选用耐压较高、稳定性好、温度系数小的云母电容器、高压瓷介质电容器或高压穿心式电容器。
在需要同时兼顾高频和低频是,可以用一支容量大的铝电解电容器与另一支容量小的无感电容器并联使用。
在电源滤波电路中,用一支容量较大的铝电解电容器就可以起到滤波作用,但这种电容器的电感效应大,对高次谐波的滤波效果较差,为此通常再并联一支的高频滤波电容器(如高频瓷介质电容器),起滤波效果就更佳。
电容器的容量应根据电路的要求选用标称值。
但要注意的是,不同类型的电容器其标称系列的分布规律是不同的,选用时可以查阅有关资料。
电容器的容许误差等级一般分为三级,如表所示。
大多数情况下,对电容器的滤波要求不高,除震荡、定时、选频等电路外,一般对容许误差并无严格要求。
为了使电容器能在电路中长期可靠地工作,其实际工作电压不仅不能超过它的耐压值(或称电容器的直流工作电压),而且还要留有足够的富裕量,一般选用耐压值为其实际工作电压的两倍以上。
在交流电路中,电容器所加交流电压的最大值,同样不可超过它的耐压值。
由于电容器两极板间的介质并非绝对的绝缘体,它们间的电阻称为绝缘电阻,其值一般在兆欧以上。
绝缘电阻小,不仅会引起绝缘能量的损耗,影响电路的正常工作,而且还会影响电容器的使用寿命。
所以,选用电容器时绝缘电阻越大越好。
1.1.5电路图的画法
各单元电路设计完毕之后,应画出总电阻图,以便为
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