模拟电子技术课程设计声控led闪光灯.docx
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模拟电子技术课程设计声控led闪光灯
模拟电子技术课程设计
题目名称:
声控LED闪光灯
班级:
姓名:
学号:
摘要
模拟电子技术是一门应用性、实践性很强的学科,实验在这一学科的研究与发展过程中起着至关重要的作用。
而在课程设计中,通过解决一些实际问题,可以很好得巩固学到的理论知识,并提高电子电路的设计与实践能力,为以后从事生产与科研工作打下一定的基础。
本设计是一个声控闪灯,在设计中运用了放大器的知识,通过拾音器将声音信号转换为电信号,从而实现声控。
关键词:
LED闪灯放大器拾音器
摘要……………………………………………………………………………………………….2
正文……………………………………………………………………………………………….4
一、设计要求……………………………………………………………………………….4
二、总体设计方案论证与选择…………………………………………………………….4
三、设计方案……………………………………………………………………………….5
1.电路图的组成……………………………………………………………………….5
2.工作过程…………………………………………………………………………….6
3.元件参数的选择…………………………………………………………………….6
四、电路模拟调试与焊接………………………………………………………………….7
1.电路模拟…………………………………………………………………………….7
2.焊接………………………………………………………………………………….7
五、问题分析……………………………………………………………………………….8
课程设计评分标准……………………………………………………………………………….8
心得体会………………………………………………………………………………………….9
参考文献………………………………………………………………………………………….10
正文
一、设计要求
两个闪光灯LED1和LED2能随着环境声音(如音乐、说话)信号的强弱
起伏而闪烁发光。
二、总体设计方案论证与选择
针对设计要求,提出两种设计方案,如下:
方案一:
主要由捡音器(驻极体电容器话筒),晶体管放大器和发光二极管等构成。
电路原理
静态时,VT1处于临界饱和状态,使VT2截止,LED1和LED2皆不发光,R1给电容话筒MIC提供偏置电流,话筒捡取室内环境中的声波信号后即转为相应的电信号,经电容C1送到VT1的基极进行放大,VT1、VT2组成两级直接耦合放大电路,只要选取合适的R2、R3使无声波信号。
VT1处于临界饱和状态,而以使VT2处于截止状态,两只LED中无电流流过而不发光,当MIC捡取声波信号后,就有音频信号注入VT1的基极,其信号的负半周使VT1退出饱和状态,VT1的集电极电压上升。
VT2导通,LED1和LED2点亮发光,当输入音频信号较弱时,不足以使VT1退出饱和状态,LED1和LED2仍保持熄灭状态,只有较强信号输入时,以光二极管才点亮发光,所以,LED1和LED2能随着环境声音(如音乐、说话)信号的强弱起伏而闪烁发光。
方案二:
该电路图是原理与上面相似,通过4个集电极电路的直接耦合,实现了当无声音信号时,VT4截止,只有当通过较强的声音信号时,才能使得VT4导通,从而使得闪光的LD1,LD2,LD3,LD4进行闪光。
电容C1,C2运用与上图的相似。
选择方案:
选择方案一,两电路图原理类似,但是方案一的操作比较简单,原件购买的比较少,比较经济实惠,而且原件的焊接也比方案2方便,比较符合本次模拟电子技术的实习要求
三、设计方案
1.电路图的组成
电路主要由捡音器(驻极体电容器话筒),晶体管放大器和发光二极管等构成。
2.工作过程:
静态时,VT1处于临界饱和状态,使VT2截止,LED1和LED2皆不发光,R1给电容话筒MIC提供偏置电流,话筒捡取室内环境中的声波信号后即转为相应的电信号,经电容C1送到VT1的基极进行放大,VT1、VT2组成两级直接耦合放大电路,只要选取合适的R2、R3使无声波信号。
VT1处于临界饱和状态,而以使VT处于截止状态,两只LED中无电流流过而不发光,当MIC捡取声波信号后,就有音频信号注入VT1的基极,其信号的负半周使VT1退出饱和状态,VT1的集电极电压上升。
VT2导通,LED1和LED2点亮发光,当输入音频信号较弱时,不足以使VT1退出饱和状态,LED1和LED2仍保持熄灭状态,只有较强信号输入时,以光二极管才点亮发光,所以,LED1和LED2能随着环境声音(如音乐、说话)信号的强弱起伏而闪烁发光。
3.电路参数的选择
首先选取两个同样型号的三极管9014(作为低频、低噪声前置放大,广泛应用于电话机、VCD等);选择干电池两节3v来提供直流电压;选取R1为4.7K。
在没有信号输入(声音输入)且+VCC是3V的情况下,三极管VT1处于临界饱和状态,从而确定R2阻值;通电后先测VT的集电极电压,使其在0.2~0.4之间,如果该电压太低则施加声音信号后,VT1不能退出饱和状态,VT2则不能导通,如果该电压超过VT2的死区电压,则静态时VT2就导通,使LED1和LED2点亮发光,所以。
对于灵敏度不同的电容话筒,以及β值不同的三极管,VT1的集电极电阻R3的大小要通过调试来确定;C1,C2,也都是通过仿真调试得到的。
最后选定所用器件及参数为:
NPN型的三极管选择9014型号的三极管两个
电阻采用3个金属膜电阻:
RI为4.7KΩ,R2为IMΩ,R3为10KΩ
电容选择电解电容:
C1为1UF/16v,C2为100UF/10v
小话筒一个;
电池:
3V
四、电路模拟调试与焊接
2.焊接:
(1)使用电烙铁时,焊头要上锡,首先检查焊头,焊头不要出现黑色的氧化物,如果有就先磨掉。
上锡的具体方法是:
插上电源插头,将电烙铁烧热,待刚刚熔化焊锡时,涂上助焊剂,再用焊锡均匀地涂再烙铁头上,是烙铁头均匀地吃上一层锡。
焊锡的选取上,你尽量选取焊丝中间加有助焊剂的焊丝,焊丝表面应该光亮;
(2)焊接时将引脚对应好焊接电路板的焊接位置上,接着先将焊丝接触然后电烙头从下至上的较快速的上锡。
焊接出来的焊点应该饱满,略有尖头(因从下往上焊接的);(3)导线焊接:
导线焊接前要出去末端绝缘层。
导线焊接,搪锡是关键步骤,尤其多股导线。
注意导线挂锡时要边上锡边旋转,旋转方向与拧合方向要一致;(4)焊接时间不宜过长,否则容易烫坏元件,必要时可用镊子加住管脚帮忙散热;(5)焊点应呈正弦波峰形状,表面应光亮圆滑,无焊刺,锡量适中;(6)焊接完成后,要用酒精把线路板上残余的助焊剂清洗干净,以防炭化后的助焊剂影响电路正常工作。
将各器件焊好后,再对照电路图检查一遍接线有无错误,若有及时更正,没有的话旧可加电测试了。
加上电后,若正常工作了,那么,恭喜你,你成功了!
若没有,只好继续检查更正,直至成功为止。
五、问题分析
1.注意三极管的极性不能接错,元件排列整齐、美观。
2.通电后先测VT的集电极电压,使其在0.2~0.4之间,如果该电压太低则施加声音信号后,VT1不能退出饱和状态,VT2则不能导通,如果该电压超过VT2的死区电压,则静态时VT2就导通,使LED1和LED2点亮发光,所以。
对于灵敏度不同的电容话筒,以及β值不同的三极管,VT1的集电极电阻R3的大小要通过调试来确定。
3.离话筒约0.5米距离,用普通声音(音量适中)讲话时,LED1、LED2应随声音闪烁。
如需大声说话时,发光管才闪烁发光,可适当减小R3的阻值,也可更换β值更大的三极管。
课程设计评分标准
评定项目
评分成绩
1.选题合理、目的明确(5分)
2.设计方案正确,具有可行性、创新性(15分)
3.焊接良好、布线规则(10分)
4.设计结果达到指标要求(25分)
5.态度认真、学习刻苦、遵守纪律(15分)
6.设计报告规范、分析、仿真、计算正确(30分)
总分(100分)
心得体会
通过这次的课程设计,我掌握了不少知识。
之前仅仅知道9014是三极管放大器,想象中它应该个头不会很大,因为要用于集成电路嘛;想象中,它应该不会很便宜,这么大本事的电子产品哪里能便宜?
可真正的走进市场——新华电子城,见见东西问问价钱,这才知道它才刚刚绿豆粒那么大、才2毛钱,这么点小东西这么便宜竟能够干那么大活,太神奇了!
买东西自然要货比三家了,多问几家店面比较一下惊愕的发现,小小的一个可变电阻价钱居然5毛到1元的波动啊,可得好好转转别上了大当啊!
见到东西是一方面,东西的选择更重要,比比看看才能知道。
别的不说,就单说电路板打的选择。
别看只是一块小小的电路板,种类可多了,有排1孔—4孔不等,当然是孔多的好用了;不仅仅是孔越多就越好,还要看板上自带的连接线,有一条分布广泛的接地线,几条分布均匀的等电位线为最佳,这就省去了自己接线时还要反反复复的接导线的麻烦,而且使接好的集成电路板看上去清晰美观。
东西是买好了,就得真正干活了。
首先电路图明白的前提下,在电路板上安排好各个元器件的位置,即做好这个电路板的布图。
然后,根据电路图将各个元器件一一插到相应的位置,检查无误后,方可用焊锡将所有器件固定在电路板上。
就提到焊接,这可是个技术活。
焊接对于我来说是一个新东西,在实习的过程中,多它有了进一步的了解,.首先,焊接时要布线合理,防止相互之间的干扰,如信号的出入先分开或垂直。
其次,在焊接元件时,不能在焊点处焊的时间太长,否则元件会过热烧坏。
最后,在实际检测时,若电路中有元件出现过热或冒烟,应立即给电路断电。
检查电路,可能是电路中存在短路的地方,如导线短路或焊接点短路。
通过自己动手设计,也提高了我的动手能力,为自己打了不少信心。
发现自己不是那样的笨拙,至少还会自己动手设计电路,这也调动起了我对电子电路设计的不少兴趣。
以后也不会看着别人设计东西自己只好奇了,至少会自己动动手实践一下。
参考文献
模拟电子技术基础简明教程高等教育出版社杨素行主编
模拟电路实验与课程设计石家庄铁道学院电工基础教研室王小平主编
全国大学生电子设计竞赛训练教程电子工业出版社黄志伟主编
中国期刊网
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- 关 键 词:
- 模拟 电子技术 课程设计 声控 led 闪光灯