声光控延时开关实验报告.docx

声光控延时开关实验报告.docx

《声光控延时开关实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《声光控延时开关实验报告.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

声光控延时开关实验报告

声光控延时开关实验报告

数字电路实验报告

实验项目：

声光控延时开关

学院：

专业：

年级：

学号：

姓名：

（20---20）学年第学期

声光控延时开关实验报告

一、设计目的

1、进一步掌握CD4011数字集成电路的工作原理和应用；

2、学会如何选择主要元件及参数计算；

3、进一步提高分析、设计和动手能力。

二、电路的工作原理

声光控延时开关的电路原理图见图一所示。

电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门VD1～VD4，使电路结构简单，工作可靠性高。

声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启"，若干分钟后延时开关“自动关闭"。

因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。

明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出图二所示的方框图。

结合图二来分析图一。

声音信号（脚步声、掌声等）由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到VT的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门（VD1）的2脚，R4、77是VT偏置电阻，C2是电源滤波电容。

为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻RG等元件组成光控电路，R5和RG组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，即为高电平，改变R8或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。

VD3和VD4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。

当C3充电到一定电平时，信号经与非门VD3、VD4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C3充满电后只向R8放电，当放电到

三、的外形如图4所示，它的测量方法是：

用R×1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极K，这时表针有读数，黑表笔马上离开控制极k这时表针仍有读数（注意触控制极时正负表笔是始终连接说明该可控硅是完好的。

驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：

用R×100档将红表笔接外壳的S、黑表笔接D，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；光敏电阻选用的是625A型（本实验采用5516型），有光照射时电阻为8K以下，无光时电阻值大于1M，说明该元件是完好的。

二极管采用普通的整流二极管IN4007。

总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。

其它元件按图一所示的标注即可。

四、安装制作

准备好全套元件后，用万用表粗略地测量一下各元件的质量，做到心中有数。

焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、话筒、整流二极管、三极管、单向可控硅等元件时千万不要装反，注意极性的正确，否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。

在安装时我们主要是采取先安装小的元件比如电阻、整流管，再安装比较大的元件如电容、IC插座等。

在安装过程中同时考虑元件的所占的空间和位置，以便节省材料，节约成本。

以下是本次实验的元件清单。

元件清单

序号

名称

型号

位号

数量

序号

名称

型号

位号

数量

1

集成电路

CD4011

IC

1块

8

电阻器

47K

R2、R3

2支

2

单向可控硅

100-6

T

1支

9

电阻器

470K、1M

R5、R7

2支

3

三极管

9014

VT

1支

10

电阻器

2.2M

R4、R8、R9

3支

4

整流二极管

IN4007

VD1-VD5

5支

11

瓷片电容

104

C1

1支

5

驻极体

54±2dB

BM

1支

12

电解电容

10uP/10V

C2、C3

1支

6

光敏电阻器

625A

RG

1支

13

可调电阻

1M

R10

1支

7

电阻器

10K、120K

R6、R1

2支

14

IC插座14P

五、调试

调试前，先将焊好的电路板对照原理图认真核对一遍，查看是否有错焊、漏焊、短路、元件相碰等现象发生，确定没有问题后将进行通电实验。

首先我们将电路改为低压即低于10V的电压进行通电实验（我选择4.48V的电压），然后先将光敏电阻的光挡住，将ab分别接在电灯的开关位上（我用耐压比较高的灯当做负载），用手轻拍驻极体，这时灯亮，若用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体，这时灯不亮，说明光敏电阻完好，说明实验成功。

然后我又将电路改回220V的电路进行220V市电进行实验，市电进行实验要注意人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全。

用万用表检测时，只用将万用表两表笔接触电路板相应处即可。

实验也取得了成功。

六、测量

测量得到的技术指标：

1.输入电压：

4.48V

2.触发电压：

2.32V

3.延时范围：

5S~62S

4.静态电流：

102uA

七、问题讨论

实验调试过程中出现的故障及解决方法：

1．灯泡一直不亮这种情况可能是灯泡断路．也可能是电源或控制电路出现故障。

在确认灯泡正常的情况下先检查C2两端是否有10V以下直流电压。

如果没有，说明整流二极管VD1~VD4或电阻或焊点出现开路性故障．或C2损坏．应逐一检查确诊。

若C2两端电压正常，再检查光敏电阻是否正常．光敏电阻在用黑纸包裹起来后测量其阻值应在1MΩ以上。

在有光照射下阻值应只有数百欧姆．否则应予更换。

当确认光敏电阻正常后，用黑纸严密包裹起来．然后在四个与非门输入端依次加入人为触发信号．并用万用表监测其输出端电平是否改变。

若不变．在外围元件正常的情况下，说明CD4011损坏。

若证明CD4011正常。

在CD4011（11）脚有高电平输出的前提下．灯泡仍不亮．那只有是R3或可控硅出现开路性损坏。

若在CD4011各输入端人为加入触发信号，CD4011能正常翻转且灯泡能点亮。

则应检查话筒、C1、VT。

经过以上流程一级一级的排查，最终发现光敏电阻损坏。

可能被电烙铁的高温损坏。

2．灯泡长亮不熄这种情况表明故障主要在控制电路．可先检查可控硅是否已击穿。

若正常，再查VTc—e极是否开路；R7阻值是否增大：

VD5是否开路。

若未发现异常，则有可能是CD4011内部损坏．可按上述人为加触发信号的方法予以确认。

若CD4011正常。

则应考虑本控制开关的两引线接线柱是否有相碰的地方。

最终发现由于供电是直流导致可控硅达不到断开的条件所致。

八、制作结论

本制作测得输入电压：

4.48V而触发电压：

2.32V符合CD4011集成电路的技术指标;同时我们将电路改进使得电路实现延时可调的功能，其调整范围为5S~62S，日后也可根据自身需要自行改变C3、R8、R9、R10的值以扩大其延时时间。

我们还测得其静态电流：

102uA，这样大大降低电路的功耗，提高电源效率，所以认为此次试验取得成功。

与此同时我从此实验进一步掌握数字集成电路的应用，同样也提高了我们对电路的分析能力和自身的动手能力。