1、模擬電子技術課程設計題目:聲控閃光燈姓 名：陳曉鵬班 級：電氣2班學 號：201308324056 指導教師：廖長榮1課程設計的目的12課程設計的任務與要求13設計方案與論證23.1電路設計23.1.1 方案23.1.2 作用效果34設計原理及功能說明 45單元電路的設計（計算與說明） 55.1主要1、2單元電路圖55.2無聲波信號時 65.3有聲波信號時65.4附加內容75.4.1 放大電路75.4.2濾波電路106硬件的制作與調試107總結13參考文獻13附錄1 ：總體電路原理圖14附錄2:元器件清單151課程設計的目的開始的時候，經過我的考慮，決定從比較簡單的實驗入手，設計一個聲控閃光燈

2、。 聲音由麥克風拾取，LED燈能隨著環境聲音的強弱起伏而閃爍發光，當有聲音 時閃光燈發光，并且在一定范圍內隨著聲音的大小閃光燈的亮暗發生變化，聲音越大越亮。2課程設計的任務與要求2.1設計任務一制作聲控閃光燈。1理解聲控閃光燈電路的工作過程。2理解電路中各元件的作用，如耦合電容決定整個電路的下限頻率，了解駐極體 話筒的結構和特點。3會對聲控閃光燈電路進行安裝、調試和測試。4會用萬用表對駐極體話筒進行正、負極識別和質量檢測。5掌握電阻、發光二極管、三極管、駐極體話筒的插裝要求與工藝。6掌握印制電路板元器件的焊接技術。7熟悉印制電路板的連線方法。二 幫助我們更好地理解所學的理論知識。能利用模擬電電

3、子技術課程一些基礎知識制作出簡單的電子器件。三 學會查找資料，包括圖書、網絡等渠道。四提升我們的動手能力。五 培養我們制作報告的一些基本方法。2.2基本要求1. 打印模擬電子技術課程設計說明書一份，給出課題的設計和制作、調試過 程。2. 根據技術指標要求，畫出設計電路圖，畫出印制電路版圖。3. 設計時間：三周。4. 制作PCB板。5. 人員分組，三人一組，選擇同一課題的電路相同，但課程設計報告不能完全相 同。3設計方案與論證3.1電路設計3.1.1 方案圖3-1聲控閃光燈電路基本工作原理圖3-2聲音波形圖根據上述基本功能，設計電路圖如 附錄1。3.1.2作用效果三極管VT1相當于開關，VT2起

4、放大作用。當無聲時，VT1處于臨界飽和，集 電極電位低，則VT2截止，那么VL1、VL2滅，當有聲音時，其信號的負半周 使ICE1減小，UC1增大，VT1導通，那么VT2也進入放大狀態，使 VL1、VL2 亮，根據聲音的頻率而閃爍。3.2仿真在仿真軟件multisim中進行仿真，仿真電路圖如圖3-3,其中話筒用函數發生器代替，9014晶體管用2N3904代替。仿真效果為：當函數發生器大約為OHZ時，發光二級管幾乎不閃爍，用萬用表測得UC1兩端的電壓為0.39V，示波器測量二級管兩端波形幾乎為一條水平線。當函數發生器大約為100HZ以上時，發光二級管不停地閃爍，用萬用表測得UC1 兩端的電壓為0

5、.74V （頻率變化，UC1兩端的電壓也變化不大，如a、當話筒為100HZ 時,UC1=0.74V ;b、當話筒為 10000HZ 時，開始 UC1=0.68V,大約 10 秒后, 最終UC1=0.74V），用示波器測量二級管兩端，兩端的波形如圖3-4。因為人聲音的頻率為85-1100HZ,所以當人發出聲音時 UC1應該等于0.74V，VT2會導通。圖3-3仿真電路圖圖3-4二極管兩端波形4設計原理及功能說明靜態時，使VT1處于臨界飽和狀態， VT2截止，LED1和LED2無電流流過皆 不發光。R1給電容話筒MIC提供偏置電流（只要選取合適的 R2、R3就能使 無聲波信號時，VT1處于臨界飽和

6、狀態，使 VT2處于截止狀態）。當有聲波信號時，話筒撿取室內環境中的聲波信號后即轉為相應的電信號，經電容C1送到VT1的基極，電信號的負半周使 VT1退出飽和狀態（正半周時不能 使VT1的ICQ降低），進入放大狀態，VT1的集電極電壓上升（VT1、VT2組 成兩級直接耦合放大電路），VT2導通，LED1和LED2點亮發光。當輸入音頻信號較弱時，不足以使VT1退出飽和狀態，LED1和LED2仍保持熄 滅狀態，只有較強信號輸入時，發光二極管才點亮發光，所以，LED1和LED2能隨著環境聲音（如音樂、說話）信號的強弱起伏而閃爍發光。5單元電路的設計（計算與說明）5.1主要1、2單元電路圖分別如下:3

7、V圖5-1單元1圖5-2單元25.2無聲波信號時單元1 :R1= 4.7K Q給電容話筒MIC提供偏置電流，I MIC = UCC/R1 = 0.64mA(5-1)R2=1M QIBQ1 =( UCC UBE)/R2=2.3*e-06mA(5-2)R3=10KQ使 UCE1 為 0.20.4V此時VT1處于臨界飽和狀態，不能放大電流。單元2:UC3=UCE1,不能使 VT2導通，I BQ2幾乎為零,VT2截止，燈不亮。5.3有聲波信號時單元1:C1作用：耦合電容，隔直流，決定下限頻率fl1=1/ 2n (RMIC+ri ) C1 1/2 n riC1(5-3)rbe=rbb +(1+ B )2

8、6/IEQ 11.6K Q(5-4)ri=rbe / R2 11.5K Q(5-5)所以fl仁13.85HZ聲波信號經話筒轉化為相應的電信號，經C1送至VT1的基極進行放大其信號負 半周(正半周不能使IBQ1減小，退出飽和狀態)使 VT1的IBQ1減小，退出飽 和狀態，貝U ICQ1減小，UCE1增力卩(岡H有聲波時IBQ2仍 0,UC1=UCC-I1*R3 ,UCE1=UC1 )單元2:C2作用：耦合電容，隔直流，決定下限頻率,(當C2容抗Xc增大，fl2降低， 兩端壓降增大，即輸出電壓 UO下降，從而Au下降)。同理：fl2=1/ 2 n (RLED/2) C2(5-6)RLED=1.8V

9、/50mA=36 Q(5-7)所以 fl2 88.46HZ綜上可知下限頻率fl=fl2=88.46HZ所以從而影響了低頻放大倍數 Ausl Ausl=Ausm/(1-jf1/f)UC1增加使 VT2導通退出截止狀態，(截止狀態時IBQ2 =Uc1/rbe=0.2V/11.6K Q =17.2卩A,IBQ2增加，退出截止狀態。5.4附加內容5.4.1 放大電路放大電路又稱放大器，是電子設備中的核心部分，其主要作用是對輸入的信號進 行放大，從而推動負載工作。所謂放大，實質就是將直流電源的能量轉化為具有一定大小且隨著輸入信號變化而變化的輸出信號，也可以講放大器是一個能量轉 換器。放大電路分為共發射極

10、放大電路、共基極放大電路和共集電集放大電路三 種基本形式。基本放大電路的組成如下:irt(IIIIA _-.J*9#圖5-3共射極放大電路（雙電源供電）#圖5-5共集電極放大電路圖5-3所示為雙電源供電的共射極放大電路，V是一個NPN型三極管，作用是放 大電流；Ucc是輸出回路的電源，作用是為輸出信號提供能量； RC是集電極負 載電阻，作用是把電流的變化轉換成電壓的變化；基極電源 UBB和基極偏置電 阻RB的作用是為了發射結提供正向偏置電壓和合適的基極電流 IB ； C1、C2稱 為隔直電容，作用是隔直流、通交流信號。圖5-4為單電壓供電的共射極放大電路，只要 RB遠大于RC,單電源就可代替

11、雙電源的作用。為了是三極管工作在放大狀態，首先必須保證反射結為正向偏置，集電結為反向 偏置；其次為了保證放大電路能盡可能不失真地放大交流信號，必須在靜態是， 三極管的各極都要有一個合適的工作電源和電流，即給放大器設置一個合適的靜態工作點。5.4.2 濾波電路濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波， 一般由電抗元件組成，如在負載電 阻兩端并聯電容器C，或與負載串聯電感器L，以及由電容，電感組成而成的各 種復式濾波電路。由于電抗元件在電路中有儲能作用，并聯的電容器 C在電源供給的電壓升高時， 能把部分能量儲存起來，而當電源電壓降低時，就把能量釋放出來，使負載電壓 比較平滑，即電容C具有平波的作用；

12、與負載串聯的電感 L,當電源供給的電流 增加（由電源電壓增加引起）時，它把能量儲存起來，而當電流減小時，又把能 量釋放出來，使負載電流比較平滑，即電感 L也有平波作用。濾波電路形式很多，為了掌握它的分析規律，把它分為電容輸入式（電容器C接在最前面）和電感輸入式（電感器 L接在最前面）。前一種濾波電路多用于小功 率電源中，而后一種濾波電路多用于較大功率電源中 （而且當電流很大時，僅用 一電感器與負載串聯）。6硬件的制作與調試1用multisim仿真成功后，按電路圖進行裝配，實物圖如下MIC:有標記一端為正極。C1、C2:長引腳為正極VT1、VT2:方法a, 9014中間一端為基極，有數據一方面對

13、自己，引腳朝下，則 左：發射級，右：集電極。方法 b,用萬用表（指針式）測量，萬用表調到歐姆 檔，讓萬用表兩表筆接三極管任意兩引腳，共 8次，其中兩次讀數最大，則那兩 次任一端為發射級或集電極，這兩次阻值小的一次，黑表筆為C,紅表筆為ER1:4.7K Q 黃紫黑棕金，R2:1M Q 棕黑黑黃金，R3:10K Q 棕黑黑紅金。圖6-1實物圖1圖6-2實物圖22焊接時注意烙鐵的使用方法，先使烙鐵預熱，一定時間后再焊接，把烙鐵放在 電路板的小銅片上使銅片預熱，再把錫絲放在銅片上，讓錫絲融化，再抽去焊錫 絲，移開烙鐵。連接導線時最好使導線中間留一層絕緣皮，就不容易短路。最后 用膠棒再對電路板進行密封，

14、以進一步防止短路現象發生。三極管的極性一定不 能接錯，元件排列整齊美觀。3通電后先測出VT1的集電極電壓，使其在0.20.4V之間，如該電壓太低， 則施加聲音信號后VT1不能退出飽和狀態，VT2不能導通如果該電壓超過 VT2 的死區電壓，則靜態時 VT2就導通，使發光二極管點亮發光，所以對于靈敏度 不同的三極管，VT1的集電極電阻R3的大小要通過調試來確定。4離話筒約0.5m遠，用普通聲音（適中）講話時，發光二級管隨聲音閃爍，如 需大聲講話，燈才閃爍，可適當減小 R3的阻值，或者更換B值更大的三極管。5適當的減小R1的阻值，或者更換靈敏度更高的駐極體話筒，也可使話筒接受 聲音的靈敏度提高。7總結經過三個星期的課程設計，留給我印象最深的是設計一個成功的電路， 必須要有 扎實的知識基礎。本產品能通過聲音的頻率來控制燈的閃爍， 個人感覺其功能還 算比較完善。此次的設計并不奢望十全十美，當中不完美的地方有：所設計的電路比較簡單， 但這也讓我有更多的時間對所學的專業知識運用到一些細微的方面，我們組每個人也都做了一個成品，還一塊做了一個上交上去；答辯時準備不是太充分，讓我 明白了演講前一定要有所準備和演講時一定要擺正好自己的心態。做設計的目的是希望能檢查下對所學知識的運用能力的好壞，并對以后的課程學習打好基礎，提高自己的動手能力，并且開始慢慢走上電子產品創新的道路。參考文獻模擬電子技術實