光电话照度计的设计.docVIP

西安 注意，图上的横坐标正负值刻度比例不同。一般而言，发光二极管的反向击穿电压大于5V，为了安全起见，使用时反向电压应在5V一下。 运算放大器LM386： LM386是功放芯片，是专为低损耗电源所设计的功率放大器集成电路。它的内建增益为20，透过pin 1 和pin8脚位间电容的搭配，增益最高可达200。LM386可使用电池为供应电源，输入电压范围可由4V~12V，无作动时仅消耗4mA电流，且失真低。表1为其电气特性。 各个脚作用如下： 1—增益设定；2—反向输入；3—正向输入；4—GND；5—Vout 输出；6—+电源；7—旁路；8—增益设定。 发射电路： 在设计中。将光发射电路分为两个部分。第一级为信号偏置电路，可以提供稳定合适的静态工作点，用三极管加偏压电阻实现。第二级，为共集电极三极管放大电路，主要实现电流的放大。一、二级之间通过耦合电容级联。语音信号的发送是通过发光二极管来实现的，发光二极管的光强大小会随着电流变化的，而电流的大小又是通过MIC输入的语音来控制的，从而实现了语音信号的发送。 使用器件：100k—3个 、 400k—1个 、 100?—2个 、 1.2k—1个 50k—1个 、 10?—2个 、 BJT9018—2个、LED——1个 接收电路： 发射电路的设计采用运放ML386对光电池采集的信号进行放大。集成运算放大器LM386具有很高开环电压放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗的特性。可以工作在线性和非线性两种状态。线性工作状态必须引入负反馈。当运放工作于开环或反馈的工作状态时，运放工作在非线性区。主要用于电压比较和波形产生电路。在设计中采用通向输入的方法进行放大处理。电阻R3可以调整运放对电压信号的放大。在硅光电池的使用是采用方向电压，保证硅光电池的正常工作。同样使用语言信号源用1khz、？=1V的正弦交流信号来代替进行仿真。 使用器件： 10k—2个 、100k—1个 、 5.1—1个 、 1k—1个 四、实验调试 在搭建电路的时候，由于器件的参数的有些不同，很多地方都和设计用的不同器件来代替。把电路发射和接收两部分分开调试，发射部分的二级放大电路，调试的时候发现声音很小，而且有很大的噪音信号，通过用示波器逐级测试，发现发射部分的输出的信号严重失真，后来调节静态工作点来改善，同时也调节接收端的R3来调节放大倍数，这样就可以把噪音滤除了。 实验心得 光电话制作比较简单，但是使用光敏电阻替代硅光电池导致信号失真较高。制作过程当中，因为电路板的各个插孔不稳定，有些器件需要按住才能连接到位。此实验，总体来说，难度不大，对各个器件的使用有了更深入的了解。 实验二 照度计的设计 一、设计题目 光照度计设计 二、设计要求 1、硅光电池来作为数据采集器件。 2、用LF411来作为接收信号的处理。 3、用ICL7107来作为信号处理并用晶体管加以显示。 三、器件清单 照度计器件清单 名称 型号 数量（个） 硅光电池 1 A/D芯片 ICL7107 1 运放 LF411cn 1 电阻 24kΩ 1 120kΩ 1 330Ω 1 1MΩ 1 470KΩ 1 可变电阻器 500KΩ 1 100KΩ 1 200KΩ 1 电容 100PF 1 CBB电容 0.01uF 1 0.1 Uf 1 1 uF 1 0.047 uF 1 0.22 uF 1 共阳极的数码管 4 四、分析设计 1.硅光电池 硅光电池是一块N型硅片上用扩散的办法参入一些P型杂质形成的PN结。当光照到PN结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子空穴对，在N区集聚负电荷，P区集聚正电荷，这样N区和P区之间出现电位差。若将PN结两端用导线连接起来，电路中有电流流过，电流的方向由P区流经外电路至N区。若将外电路断开，就可测出光生电动势。 显示电路以及7107 光头设计电路 工作原理 五、实验调试 1.光度头的调试 通过调节图1的的输出端的470k滑动变阻器，是输出信号的大小发生改变，当输出电压小于2.0V时，可以适应ICL7107的量程为2.0V的工作特性，因此调节确保在高照度时不超过2.0V。 数字电压表的调试 （1）按下图2中的按钮S，所有的LED数码管都亮，显示全部字段为“1888”。为避免影响LED数码管寿命，按下时间不超过1min。