模电课程设计--简易声光控延时照明灯电路的设计

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1、1.方案提出 1.1 电路的总体框图 图 1 总体框图 1.2 设计思路 电路采用声光两级控制照明电路。照明灯开关对光线强弱的感应控制照明灯的 第一级开关，对声强的感应控制第二级开关。对于声强的监测是利用 MIC 的特性， 即当其接收到足够的光强时，在其中会产生一个为脉冲波，从而把声信号变为电信 号，通过对声强信号的处理可得一个电平信号，为控制电路准备。延时控制功能通 过 555 定时器构成的可重复触发单稳态电路来实现。 光信号的感应通过光敏三极管来实现，使得光控电路在光强时输出低电位，光 弱时输出高电位。将光控电路的输出作为 555 定时器的复位端输入。将声控输出端 作为延时电路的输入，从而

2、可以实现在光线强的情况下，即使有足够强的声信号， 照明灯电路也不工作。而在光线弱的情况下，可以通过声信号来控制照明。 光 强 监 测 处理电路 声 强 监 测 处理电路 照 明 灯 开 关电路 延 时 控 制 电路 电源电路 2.电源基本组成 2.1 电源各元件介绍 变压器 变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、 次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻 抗，安全隔离等。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线 圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁 通数量却有变动，这是互感应的原理。变

3、压器就是一种利用电磁互感应，变换电 压，电流和阻抗的器件。变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换； 隔离；稳压（磁饱和变压器）等。 变压器是变换交流电压、交变电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流 时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流） 。 变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中 接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 整流桥 整流桥就是将整流管封在一个壳内了，将连接好的桥式整流电路的四个二极管 封在一起。应用整流桥到电路中，主要考虑它的最大工作电流和最大反向电压，其 内部主要是由四个二极管组成的桥路来实现把输入的

4、交流电压转化为输出的直流电 压。整流桥作为一种功率元器件，非常广泛。应用于各种电源设备 滤波电路 滤波电路尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出 电压纹波系数降低，波形变得比较平滑。 滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载 电阻两端并联电容器 C，或与负载串联电感器 L，以及由电容，电感组成而成的各 种复式滤波电路。本实验采用四个电容组成的滤波电路。 稳压电路 在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定 的电路。这种电路能提供稳定的直流电源，广为各种电子设备所采用。利用电路的 调整作用使输出电压稳定的过程称为稳压。

5、2.2 各元件选择及参数 如附录所示 2.3 电源电路图 图 2 电源电路图的原理：直接从电网供电，通过变压器电路、整流电路、滤波 电路和稳压电路将电网中的 220V 交流电转化为+12V 的直流电压。电路中变压器的 常规铁心变压器，整流电路采用二极管桥式整流电路，C9、C110、C11 和 C12 完成滤 波功能，稳压电路采用三端稳压集成电路来实现。 图 2 电源电路图 3.电路基本组成 3.1 声音放大电路 当 MIC 获取到声音信号后，其会转换成电信号，考虑到后面步骤需此信号控 制，所以必须经放大器放大该信号。为了获得较高的灵敏度大于 100。话筒 MIC 也选用灵敏度高的。R3 不宜过

6、小，否则电路容易产生间歇振荡。部分电路如下图 3 所示： T D C10 0.1uF C12 0.1uF C9 470uF C11 47uF Vin 3 GND 2 V out 1 1 2 4 3 220V 12V 三极管 半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制 备两个能相互影响的 PN 结，组成一个 PNP（或 NPN）结构。中间的 N 区（或 P 区） 叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别叫基极 B、发射极 E 和集电极 C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。本实 验采用 NPN 结构的三极管 图 3 3.2 光控电路 光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化 铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的 特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动， 电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。 光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强