声光控开关课程设计指导书.doc

电路分析与模拟电子技术课程设计 ——声光控开关 课 程 设 计指导书3 二、设计指标 3 三、设计思路参考 3 四、元件清单 6 五、设计报告内容要求 6 六、评分标准 6 声光控开关 一、设计目的 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路系统设计的基本方法、设计步骤，进一步熟悉和掌握常用模拟电路元器件的应用。 学习使用仿真软件proteus对电路进行仿真。 学习使用protel绘制电路原理图及PCB板图。 学习模拟电路实物制作、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧。 培养细致、认真做实验的习惯。 培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。 二、设计指标 　 在白天或光线较亮时，开关呈关闭状态，灯不亮，夜间或光线较暗时，开关呈预备工作状态。当有声音或响动时，开关启动，灯亮。可粗略设置灯亮延时时间大于10秒。 三、设计思路参考 电路框图如下： 声光控开关电路原理方框图 上图是该声控照明节电开关电路原理方框图，由话筒、声音放大、倍压整流、光敏、电子开关和延时电路六部分电路组成。 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电子开关，所以必须加放大器放大该信号。为了获得较高的灵敏度，VT1 的β值选用大于100。话筒MIC也选用灵敏度高的。R3不宜过小，否则电路容易产生间歇振荡。部分电路如下所示： 2.整流电路：C2、VD1和VD2、C3构成倍压整流电路。把声音信号变成直流控制电压。此部分电路如图： 3.光敏电路：核心元件为光敏电阻，其通过对光线变化程度自动改变阻值从而改变电压信号的大小。 4.电子开关：当电压信号达到一定值时，电子开关打开。当电压信号小于此值时，电子开关关闭。其起到的主要作用是控制延时电路中的电容充放电。此部分电路如图：  5.延时电路：由于需要的灯泡持续点亮时间并不是很长，大概10秒左右，所以考虑用一个电容控制开关的状态即可。当夜晚无光时，电子开关打开时，C4连通，即开始充电。当电子开关关闭后，C4开始放电。 图中C5为抗干扰电容，用于消除灯泡发光抖动现象。 总体电路图与工作原理 根据设计思路与大概电路的总结，得出总电路图，如下： 声光控照明节电开关电路原理图 工作原理： 当此电路周围有声音信号时，MIC将声音信号接收后经VT1放大，再经整流电路转变为电压信号。当有光照照在光敏电阻RGM上时，其阻值变小，对直流控制电压衰减很大，导致VT2、VT3和R7、VD3组成的电子开关截止。而C4中无电荷，使单向可控硅MCR处于截止状态，灯泡不亮。 （1）有声音有光时，灯泡不亮。 同理：当有声音信号传入而又无光照射在光敏电阻RGM 时，RGM阻值很大，对直流控制电压衰减很小。VT2、VT3和R7、VD3组成的电子开关导通，使C4充电。由于充满电时间很迅速，C4充满电荷后通过R8 把直流触发电压加到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。当C4中电荷放至零时，MCR回复截止状态，灯熄灭。 （2）有声音无光时，灯泡亮。 当灯泡点亮过程中有新的声源出现时，C4会重新充电后重新放电，即重新计算点亮时间。如果需要改变灯亮时长，只需更改C4或者R8的参数即可。 四、元件清单 器材名称 规格型号 数量 备注 电阻R1、R7 10K欧/0.25W 2 电阻R2 2M欧/0.25W 1 电阻R3 47K欧/0.25W 1 电阻R4 300K欧/0.25W 1 电阻R5 4.7K欧/0.25W 1 电阻R6 100K欧/0.25W 1 电阻R9 330欧/0.25W 1 电位器R8 100K欧 1 电解电容C1 1uF/16V 1 电解电容C2 4.7uF/16V 1 电解电容C3 0.1μ F/16V 1 电解电容C4 2200μ F/16V 2 瓷介电容C5 0.01uF 1 发光二极管红色 5mm 1 单向可控硅MCR 100-8 1 光敏电阻RGM 1 话筒Mic 　 1 三极管VT1、VT2 9014（NPN） 2 三极管VT3 9012（PNP） 1 D1、D2、D3 IN 4148 3 单面覆铜板 8cm x12cm 1 连线 10米0.07单芯镀锡线 1捆 全班用 五、设计报告内容要求 设计目的。 设计指标。 总电路图设计，有原理说明。附上PCB图。 实验仪器、工具。 元器件清单。 总结：遇到的问题和解决办法、体会、意见、建议等。 六、评分标准 基础功能部分含实验报告，占９０分； 拓展功能部分含实验报告，另占１０分 6