声控电路的设计技术报告.pdf

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1、应用电子技术专业 13 级 电子电路实践课程职业核心技能课程 基于工作过程导向的理论与实践融合互动学习 声控电路的设计、安装与调试 技术报告 学号 *姓名 *成绩评定：指导教师：*学院 2015 年 12 月 XX 日 声控电路的设计、安装与调试技术报告 摘要：制作是一项实践活动,它是理论与实践结合的过程,其中,包含着设计的创意、工艺的创意、外观的创意等。本实验制作是通过声音信号控制低压电路的通断，从而通过继电器控制主电路。关键词：单稳态电路;电子制作;元器件;三极管;电阻器;继电器;声控电路;电容器;发光二极管;电路板 一、概述:声控电路是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开

2、启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人嘴发出约 1 秒的控制信号“嘶”声，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。二、制作任务 需对声控电路的理解分析，进行评测；对声控电路的设计和测验；掌握声控电路的工作原理和在生活中的实际应用；深入体会声控电路在实际生活中的作用。三、电路结构原理 电路原理框图 O P-N V-V+=15V 12V 70V Vom=14

3、V (一)、信号放大电路 1.集成运放的电压传输特性 集成运放输出电压U o与输入电压（uPuN）之间的关系曲线称为 电压传输特性。对于采用正负电源供电的集成运放，电压传输特性如图 1 所示。两个工作区：线性放大区 )(uuAuodo 饱和区 ooUu或oU 2.理想运放的工作特性（1）线性区)(uuAuodo 因为 Aod，因此 u+=u-，称为虚短，又由 rid可知，i+=i-=0 称为虚断。（2）非线性区 输入电阻 rid，因此 i+=i-=0；但由于)(uuAuodo，不存在 u+=u-，当 u+u-时，uo=Uo；当 u+u-时，uo=Uo；u+=u-为 Uo与 Uo转折点。（二）、

4、单稳态触发器 声控电路原理框图 12345678+VDDuo555uIVCRCuIuOuCttttwt1t2t3VDDVDDOOO31 _32 _ 1、稳定状态 接通电源前，uI为高电平。接通电源后，VDD经 R 对电容 C 充电，当电容 C 上的电压 uc32VDD时，由于 uI31VDD，555 定时器输出为低电平。放电管 V 导通，电容C 经放电管 V 迅速放电，uc0，由于 UTH32VDD,UTR31VDD,所以 555 定时器保持 0状态不变。稳态时，uc0，uo=0。2、暂稳态 在负触发脉冲 uI的作用下，低电平触发端TR得到低于31VDD的触发电平，由于此时 uc0，UTH32

5、VDD,UTR31VDD,555 定时器输出高电平。同时放电管 V 截止，电路进入暂稳态，定时开始。暂稳态阶段（t1t2）,电容 C 充电，充电回路为 VDDRC地，充电时间常数为 RC，uc按指数上升。可见，输出脉冲宽度 tw 为电容 C 上的电压 uc由 0 充到32VDD所需的时间，其大小可用下式计算:tw=RCln3（三）、D 型触发器 1、CD4013 双 D 触发器 CD4013 由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和 Q 及 Q 输出，此器件可用作移位寄存器，且通过将 Q 输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发

6、时，加在 D 输入端的逻辑电平传送到 Q 输出端。置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。图 2 用 555 构成单稳态触发器 2 状态方程及波形 三、电路图及工作原理 1、电路原理图 CP D Q Q特性方程：Dn!Q 四、制作工艺 （一）元器件规格、数量明细表 元器件 规格 数量 电阻 10K,100K 可调,150K,1M 5,2,1,1 电容 104 5 电解电容 47uf 1 话筒 MIC 1 IC UA741 1 IC NE555 1 IC CD4013 1 二极管 1N4048 1 三极管 2N2222 1 （二）元器件排版图 继电器 K1 1 电源 9V 1

7、导线 若干条 五、检测与调试 检测与调试过程与方法 检测：用信号发生器在 MIC 加上脉冲时，用示波器检测观察 UA741 的 6脚输出的波形，如果有放大的正弦波，则说明放大电路部分没有问题，反之，则要改正；用示波器检测观察 NE555 的 3 脚输出的波形，如果有出现高低电平的方波，则说明单脉冲电路部分没有问题，反之，则要改正；用示波器检测观察 CD4013的 3 脚和 1 脚输出的波形，如果有出现高低电平，则说明触发电路部分没有问题，反之，则要改正；若前面几部分都没有问题，则可将整个电路连接起来。调试：在通电调试之前，必须认真检查电路连线是否正确，对照电路图按照一定顺序逐级检测，特别要注意

8、电源是否接错，电源与地是否有短接，二极管是否接反，轻轻拨一拨元器件，观察焊点是否牢固。安装保险管后才能给电路通电。电源接通后首先保证安全，观察电路中是否有冒烟、起火等现象。如果有，应立即断电，故障排除后继续通电，并注意观察各器件引脚电压是否正常。打开电源，给系统加上激励信号源（如系统的啪手声、打击声），用眼睛直接观察灯泡是否亮和按时熄灭。先用万用表测量电路有关点电位是否正常。检查发光二极管是否正常工作。发现不正常现象时，及时找出原因进行修改，注意接线不得有误，接入电源，使脉冲发生电路正常工作。在光电二极管有光与无光的情况下看总体电路的工作情况。观察灯泡是否按要求进行亮暗变化。如不能顺利完成以上

9、功能，则应认真检查电路的连接及功能设计是否有误并作出相应调整。六、结束语 1、通过演示声控电路，让我们用掌声来控制电灯，激发了学生的学习积极性，极大地提高了学生实习兴趣。一旦学生对学习发生了浓厚兴趣，就会充分发挥自己的积极性和主动性，就能收到事半功倍的效果。2、通过讲解声控电路，我们掌握了声控电路的组成和各部分的作用。本示教装置由电容降压桥式整流直流稳压电源电路、信号放大电路、双稳态触发电路等组成，而对这些单个电路学生都已安装过了，将这样简单电路巧妙地结合在一起组成声控电路，学生的思路更清晰，学习兴趣更能厚。3、通过安装声控电路，首先我们学会了电子元器件的符号、作用和识别方法，并能与实物一一对

10、应；其次学生掌握了电子元器件的检测方法判断方法，能选择电子元件；第三学生学会了焊接电子元器件的方法和步骤，会使用电烙铁焊接电子元器件；第四学生学会了电子线路的布局和安装。4、通过调试声控电路，我们学会了常见电子线路的测试方法及故障检修方法和检修步骤。在实习教学中可以提出以下问题供学生选择和实际安装操作：电容降压桥式整流电路如何改为电容降压半波整流电路电阻 R3 用电位器来代替如何调节声音放大电路的工作点改变R2或C3电路会有什么现象双稳态电路二种稳态如何测量如何将电路改为有掌声来继电器得电延时一段时间又失电 七、心得体会 经过这一次的实验，让我学习了不少知识！自己的实验做得好，整个过程没什么差错，所以很快就做好了。但是最重要的是，自己做好了，就帮一些没做好的同学检查电路，检测哪里出问题了，这个过程才是让我学得最多的，对声控电路更加一层的认识！参考文献：刘国光.任务驱动法在单片机教学中的应用.中国职业教育技术，2005，（10）：4142