光電探測大作業(yè)聲光控延時開關(guān)照明系統(tǒng)概要

1、光電探測大作業(yè)聲光控延時開關(guān)照明系統(tǒng)1第 1 章弓 I 言.2第 2 章單元電路設(shè)計(jì).32.1 設(shè)計(jì)思路.32.2 聲光信號處理.32.2.1 聲音放大電路.32.2.2 聲控電路設(shè)計(jì).52.2.3 光控電路設(shè)計(jì).72.3 照明燈控制電路設(shè)計(jì).92.3.1 器件選擇.92.3.2 延時電路設(shè)計(jì) .102.4 電源電路設(shè)計(jì).112.4.1 整流電路.122.4.2 濾波電路.132.4.3 電源電路工作原理.152.5 整機(jī)電路. 16第 3 章電路仿真. 183.1 系統(tǒng)仿真及原理圖制作使用平臺 . 183.2 整機(jī)仿真測試.18第 4 章實(shí)物制作. 214 實(shí)物制作測試. 21附錄 元件明細(xì)

2、表 .錯誤！未定義書簽。2引言根據(jù)國內(nèi)外市場需求預(yù)測，我國照明電器行業(yè)的高速增長還將繼續(xù)。 就國內(nèi)市場 需求而言，人們生活水平逐步提高，對生存環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高， 對照明電器 產(chǎn)品提出更高的要求。在地球資源日漸衰竭的今日，環(huán)保、節(jié)能是當(dāng)今各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的 重心，尤其是需要消耗大量電力的照明產(chǎn)業(yè)，基于此目的的研發(fā)工作更是趨向環(huán)保、 節(jié)能的特性上著眼。因此，開發(fā)新型高效、節(jié)能、壽命長、環(huán)保的電路對居家照明節(jié) 能具有十分重要的意義。聲光控開關(guān)是只有在滿足了無光線和有聲音才可以啟動開關(guān)使燈泡點(diǎn)亮一段時間，無需人去手動的打開和關(guān)閉燈泡開關(guān)方便了人們，同時避免了燈泡常亮的情況因而達(dá)到了節(jié)電的目的。白天光

3、線較強(qiáng)時，受光控自鎖，有聲響也不通電開燈；當(dāng)傍晚 環(huán)境光線變暗后，開關(guān)自動進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，遇有說話聲、腳步聲等聲響時，會立即通 電，亮燈，延時半分鐘后自動斷電；能延長燈泡壽命6 倍以上，節(jié)電率達(dá) 90%。二者都為人們的日常生活提供諸多方便。3第 2 章單元電路設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)思路此設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)聲控光控延時開關(guān)的功能。 在白天時無論是否有聲音，照明燈 都不能被點(diǎn)亮，在夜晚當(dāng)有聲音產(chǎn)生時，照明燈被點(diǎn)亮，且在聲音消失后，照明燈能 夠維持一段時間亮度，有足夠的時間讓人通過。它由電源電路、聲光處理電路和控制 電路等部分組成。流程方框圖如圖 1-1 所示。圖 1-1 設(shè)計(jì)方框圖2.2 聲光信號處理聲光信號

4、處理電路就是對采集到的聲信號和光信號進(jìn)行處理后提供給控制電路。2.1.1 聲音放大電路聲音放大電路采用 BJT 三極管，常見的 BJT 三極管的工作方式有三種：共射電 路、共集電路、共基電路。1 共射電路共射電路如圖 2-1 所示，直流電源 Vcc方面通過 Rc、Rb為三極管提供合適的 靜態(tài)偏置電壓，另一方面為電路提供能量，一般為幾伏至幾十伏。其中C1、C2為耦4合電容，起到傳遞交流，隔斷直流的作用。Cl、C2一般為電解電容器，一般為幾微法到幾十微法。Rc 是集電極直流負(fù)載電阻，保證三極管有合適的靜態(tài)偏置外，還可 將三極管的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號。 Rc一般為幾百歐到幾千歐。信號有三極管的 基

5、極輸入、輸出。基極與發(fā)射極構(gòu)成輸出回路，而發(fā)射極是輸出、輸入的公共端，共 射工作方式具有電壓和電流的放大作用，放大關(guān)系是 Uo=BUi，電流同樣如此。2 共集電路共集電路如圖 2-2 所示，信號從基極輸入，從發(fā)射極輸出，集電極是輸入、輸出 回路的公共端，共集電路因此而得名。圖 2-2 共集放大電路電源 Vcc給三極管 V 提供反偏電壓，又通過基極偏置電阻 Rb給發(fā)射結(jié)提供正偏 電壓，使三極管 V 工作在放大區(qū)。輸入信號電壓 Ui通過輸入耦合電容 Ci加到三極管 V 的基極，輸出信號電壓 Uo從發(fā)射極通過輸出耦合電容 C2送到負(fù)載 RL上。共集電 路具有電流的放大作用但是沒有電壓的放大主作用，所

6、以又叫做射擊跟隨器。3.共基電路共基電路如圖 2-4 所示，其中 Rc為集電極電阻，Re為發(fā)射極偏置電阻，Rbi、Rb2為基極分壓偏置電阻，他們共同構(gòu)成分壓式偏置電路。5圖 2-3 共基放大電路大電容 Cb使基極對地交流短路。 其信號從發(fā)射極輸出， 基極是輸入、 輸出回路 的公共端。共基電路的輸入電流大于輸出電流， 沒有電流放大作用，但電壓放大倍數(shù) 較大。4.分析由于本次設(shè)計(jì)中聲音信號產(chǎn)生的電壓信號很小，因而只能用具有電壓放大的電 路，再從電路的復(fù)雜程度等方面考慮，共射放大電路更適合作為聲音信號放大電路。222 聲控電路設(shè)計(jì)聲控電路由駐極體話筒、電阻 R3、R4、R5,晶體管 VT、電容 C3

7、、C4組成如圖 2-5 所示。駐極體話筒將聲音信號轉(zhuǎn)化為微弱的電信號，微弱的電信號經(jīng)C3 濾波后導(dǎo)入由三極管 VT 組成的共射放大器進(jìn)行放大，放大后的電信號經(jīng) C2 隔直后輸出。 聲控電路參數(shù)計(jì)算：一般情況下，人正常說話的聲音的幅度約為 40-50 分貝，經(jīng)駐極體話筒轉(zhuǎn)化為電 信號有效值約為 UBM40 mV，要使產(chǎn)生的信號經(jīng)過放大后電壓基本上在 5 V 左右，放大倍為：5 V卩二=1 25(2-1)40 mV放大倍數(shù)有 125 倍的三極管有 9011、9013、9014、9015 等。這些都是較為常見 的三極管，任意一種都可以用于這次設(shè)計(jì)，我選用 9014 型三極管，9014 參數(shù)如表 2-

8、1 所示。ClTUiRJLuo6表 2-1 9014 參數(shù)參數(shù)名稱符號典型值單位集電極耗散功率Pcm300mW集電極最大電流Icm100mA電流放大系數(shù)B60 300特征頻率fT150MHz根據(jù)三極管放大公式:由于 9014 允許最大電流 Icm為 100 mA 所以:要保證三極管輸出電壓在 5 V 左右，那么 Uce電壓就應(yīng)當(dāng)為 5 V 左右。所以 UR3電壓為 7 V 左右。又由于 Icm 為 100 mA,同樣根據(jù)歐姆定律得到 只370 門，要盡量使 Ic 小些，所以選擇 R3為 3.9KQ。所以三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)為：ICQ=BBQ=8 mAlb=Ic(2-2)根據(jù)歐姆定律:所以:, I

9、cmIbm =-=100 mA=100=1 mAR=U=12 V1 mA=12 KQR412KQ由于聲音信號電流的疊加選擇電阻 R4為 200KQ。電阻 R4的功率：VCC2WR4=0.96 mW R4(2-3)(2-4)(2-5)(2-6)VCCUBEQIbQ=R4VCC匚=80 “(2-7)(2-8)UCQ=VCCICQRC=31.2 mV(2-9)7電阻 R3的功率:2WR3 = I R3= 0.2496 W(2-10)由于 R5是為 BM 提供一個偏置電壓所以選擇阻值為 3.9KQ的電阻，C2、C3都是 起隔直作用一般選擇電容值為 33yF的電容，R8為三極管后的負(fù)載電阻阻值為 8KQ

10、。 2.2光控電路設(shè)計(jì)我們的題目中，是要使用一種光電探測器件來通過探測光的強(qiáng)弱達(dá)到一種可以開 關(guān)電路的目的，當(dāng)光比較強(qiáng)的時候，可以關(guān)閉電路：當(dāng)光比較弱的時候，可以打開電 路。我們從以下幾個方面最終選擇出了光敏電阻來作為我們要使用的光電探測器件(1) 光電特性我們的要求中光電探測器件僅作開關(guān)使用，只要滿足可以很好的區(qū)分白天和夜晚的照度即可，下面以我們所選擇的 5516 型光敏電阻來做分析。該光敏電阻的在 10lx 的光照下的阻值為 5-10k 歐姆，取 10k 歐姆計(jì)算，=0.5 查閱資料得到：在晴朗的天氣室內(nèi)照度為 100 2000lx，陰天室內(nèi)照度為 550lx，月夜照度為 0.02 0.3

11、lx，分別取為 1000lx，10lx，0.1lx根據(jù)實(shí)際情況，我們以陰天室內(nèi)的照度為是否打開開關(guān)的界限。根據(jù)課本的公式，-(RA/RB)，其中 B 的照度是 A 的 10 倍。根據(jù)以上條件，我們可以求得在上面三種情況下光敏電阻的阻值。計(jì)算得到三種條件下的阻值分別為1k、10k、100k。以上分析證明，使用光敏電阻可以很好的達(dá)到區(qū)分白天黑夜亮暗的目的。(2) 光譜特性由于我們的裝置是要用于檢測可見光的亮暗，可見對光的具體波段沒有很大的要 求，只需要在可見光波段可以有較好的靈敏度即可，我們選擇的光敏電阻峰值波長在 550nm 正是用于可見光波段的光電器件(3) 頻率特性我們的裝置要用在樓道中來檢

12、測樓道中的亮度是否足夠亮， 大致是以天為周期進(jìn) 行亮暗的變化，而我們選用的光敏電阻的響應(yīng)時間是不到秒的量級， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足使用條 件。(4) 溫度特性我們的裝置使用在室外的樓梯中， 考慮極端情況溫度范圍在負(fù) 20 攝氏度到 40 攝氏度之間，我們選用的光敏電阻的溫度適用范圍包含了這一部分。(5)功率限制8仍然用我們選的 5516 型光敏電阻來做分析。由(1)中的分析，考慮到使用環(huán)境 樓道的密閉性，可以用 1k 歐姆作為光敏電阻可能擁有的最小阻值。由于光敏電阻的 最大功耗為90mW，計(jì)算可知光敏電阻兩端能承受的最大電壓為9.49V。我們只需要在設(shè)計(jì)時使用 10V 或者以下的電源為開關(guān)模塊供電便可以達(dá)

13、到光敏電阻的功率限制。(6)價格因?yàn)槲覀兊难b置是要用在每個樓道的每個樓層，使用量非常之大，所以使用的光 電探測器要成本越低越好。雖然除了光敏電阻，還有很多種的光電探測器可以達(dá)到我 們的要求，但是光敏電阻的一個最大的優(yōu)勢是價格便宜。一下是隨意截取的一家商家的圖片，按照起批的價格，是不到 1 分錢一個光敏電阻，而且還量大從優(yōu)。5MM全棗列光敢電阻胡酹琴80.00百|(zhì)塩io K光敏電阻 5516 CDS 參數(shù)如表 2-2 所示。表 2-2 光敏電阻參數(shù)型號最大電壓(VDC)最大功耗(mw)環(huán)境溫度(C)光譜峰值(nm)亮電阻(K)暗電阻(M)5516CDS15090-30+705405-100.5光

14、控制電路設(shè)計(jì)如圖 2-5 所示，電路由電阻 R2和 RG串聯(lián)進(jìn)行分壓來提取光信號圖 2-5 聲光處理電路9根據(jù)計(jì)算，R2的阻值為 0.7MQO白天光較強(qiáng)時，光敏電阻 RG的阻值較低（約為 5KQ）,這時它和 R2（0.7MQ） 的阻值相比較，R2 遠(yuǎn)大于 RG, RG上分的電壓基本上為 0 V，此時輸出電壓為 0 V（低 電平） 。晚上光線較暗時，光敏電阻 RG的阻值變大（約為 0.5M）, R2、RG串聯(lián)對 12V 電壓進(jìn)行分壓，此時 a 點(diǎn)輸出電壓為 5 V （高電位）2.3 照明燈控制電路設(shè)計(jì)控制電路主要是由控制芯片 74LS00，延時電路，可控硅組成如圖 2-6 所示。聲 音信號進(jìn)入

15、13 引腳，光信號進(jìn)入 12 引腳，經(jīng)過與非門從 3 引腳輸出控制信號，控制 信號通過可控硅間接控制照明燈。2.3.1 器件選擇1 四-二輸入與非門 74LS00主控芯片 74LS00 外形如圖 2-7 所示，它是采用晶體管制造工藝在硅晶片上生產(chǎn) 四個各自獨(dú)立的二輸入與非門電路如圖2-8 所示，然后采用 DIP-14 標(biāo)準(zhǔn)封裝而成的雙列 14 腳直插式結(jié)構(gòu)。邏輯關(guān)系為：Y二ABOR2阻值計(jì)算:R2_ 12-URGRGURG(2-11)只2 =(12-URGRG=(12-5VZ5MJ0.7MQURG5V(2-12)圖 2-6 控制電路電路10圖 2-7 74LS00 外形圖 2-8 74LS00

16、 內(nèi)部排列2.可控硅可控硅也稱作晶閘管外形如圖 2-9 所示，它是由PNPN 四四層半導(dǎo)體構(gòu)成的元件， 有三個電極，陽極 A,陰極 K 和控制極 G 可控硅在電路中能夠?qū)崿F(xiàn)交流電的無觸點(diǎn) 控制，以小電流控制大電流，并且不像繼電器那樣控制時有火花產(chǎn)生，而且動作快、 壽命長、可靠性好。在調(diào)速、調(diào)光、調(diào)壓、調(diào)溫以及其他各種控制電路中都有應(yīng)用。由于可控硅只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài)，所以它具有開關(guān)特性，這種特性需要 定的條件才能轉(zhuǎn)化，此條件見表 2-3表 2-3 可控硅導(dǎo)通和關(guān)斷條件狀態(tài)狀態(tài)說明說明從關(guān)斷到導(dǎo)通從關(guān)斷到導(dǎo)通仁陽極電位高于杲陰極電位仁陽極電位高于杲陰極電位2、控制極有足夠的正向電壓和電濟(jì)控

17、制極有足夠的正向電壓和電濟(jì)兩者缺一不可兩者缺一不可維持導(dǎo)通維持導(dǎo)通仁陽極電位高于陰極電位仁陽極電位高于陰極電位2、陽陽極電流大于維極電流大于維持電濟(jì)持電濟(jì)曲者缺一不曲者缺一不P從導(dǎo)通到關(guān)斷從導(dǎo)通到關(guān)斷仁陽極電位低于陰極電位仁陽極電位低于陰極電位2.陽陽極電流小于維極電流小于維持電濟(jì)持電濟(jì)任一條任一條件即可件即可2.3.2 延時電路設(shè)計(jì)聲光處理電路的光信號和聲音信號由a、b 端口輸入，經(jīng)過兩次與非門后由 8 號Vet 4B冋麗匝141 3B3A31回fsl74LS0C j1圖 2-9 可控硅外形11引腳輸出并提供給延時電路 C5和 R7。延時電路由 C5和 R7組成，它是利用電容充放12電的原理

18、工作的如圖 2-10 所示當(dāng)電容 C5已有電壓 Uo時，且二極管無正偏截止時，電容器立即對電阻R7驚醒放電，放電開始時的電流為 Uo/R。放電電流的實(shí)際方向與充電時相反，放電時的電流 i 與電容電壓uc隨時間均按指數(shù)規(guī)律衰減為零，電流與電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：/t、uc=Uo1-e 竜（2-13）(2-14)公式（2-14）中Uo為電容器的初始電壓。放電時 i 和uc的變化曲線如圖 2-11 所示。RC 電路的時間常數(shù)用 t 表示，t 二 RC，t 的大小決定了電路充放電時間的快慢。對于充電而言，時間常數(shù) t 時電容電壓uc從零增長到 63.2%Uo所需要的時間；對放電而言，t 是電容電壓uc從U

19、o下降到 36.8%Uo所需的時間。R7的阻值為 25o K，C2為 1oo 卩則有:tRe圖 2-10 延時電路電路13t = R7C2= 25o K Q XWo(xF= 25 s(2-15)14所以電路延遲時間為 25 s。R6為 74LS00 保護(hù)電阻，選擇阻值為 1 KQ。2.4 電源電路設(shè)計(jì)電源部分是整個電路的重要組成部分是為整個電路提供能量的源泉， 它相當(dāng)于人 類的心臟，如果沒有電源部分那么整個電路將無法工作。 電源電路一般是由整流、降 壓、濾波、穩(wěn)壓電路組成。2.4.1 整流電路整流電路的作用就是將交流電轉(zhuǎn)換成脈動的直流電，整流電路分為單相半波整流電路、單相全波整流電路、單相橋式

20、整流電路。1 單相半波整流單相半波整流電路如圖 2-12 所示，工作原理是市電經(jīng)過變壓器變成低電壓再經(jīng) 過 VD整流，若 U2的正半周期間二次繞組電壓瞬時極性上端 a 為正，下端 b 為負(fù)，二 極管 VD正偏通，二極管和負(fù)載上有電流通過，則Uo=U2。在負(fù)半周期間，二極管的瞬時極性上端 a 為負(fù)，下端 b 為正，VD反偏截止，RL上電壓 UD=U2，RL上無電壓， 所以該電路只利用了電源電壓 U2的半個周期，電源利用率不高。整形前后波形如圖 2-13 所示。2 單相全波整流單相全波整流電路如圖 2-14 所示，設(shè)電源電壓二次繞組電壓 U2正半周時瞬時極 性上端為正，下端為負(fù)。二極管 VD1正偏

21、導(dǎo)通，VD2反偏截止。負(fù)載電流途徑為 a- VD1 RL-c。在 U2的負(fù)半周時瞬時極性上負(fù)下正，二極管 VD1反偏截止，VD2正偏 導(dǎo)通。負(fù)載電流途徑為 b-VD2-RL-c。整流電路中 VD1和 VD2輪流導(dǎo)通，所以在 交流電的整個周期內(nèi)都有電壓輸出，提高了電源的利用率，整形前后電路圖如圖 2-15所示。VD圖 2-12 半波整流電路圖 2-13 整形前后波形15圖 2-14 全波整流電路圖 2-15 整形前后波形3 單相橋式整流單相橋式整流電路如圖 2-16 所示，設(shè)電源變壓器二次繞住電壓 U2正半周時瞬時 極性上端 a 為正，下端 b 為負(fù)。二極管 VDi、VD4正偏導(dǎo)通，VD2、VD

22、3反偏截止。 導(dǎo)電回路為afVDRLTVD4b,負(fù)載上電壓極性為上正下負(fù)。負(fù)半周時 U2瞬時 極性 a 端為負(fù)，b 端為正，二極管 VDi、VD4反偏截止，VD2、VD3正偏導(dǎo)通，導(dǎo)通 電路為 bfVD2fRLfVD3fa,負(fù)載上電壓極性同樣為上正下負(fù)，這樣在交流電的整 個周期內(nèi)都有電壓輸出，提高了電源的利用率。整流后波形圖如圖2-17 所示。4.分析由于單相半波整流電路負(fù)半周能量都消耗在了二極管上對電源的利用率較低； 單 相全波整流電路要用到中心抽頭的變壓器， 因而電路的結(jié)構(gòu)復(fù)雜；單相橋式整流電路 對電源的利用率大且電路簡單工作穩(wěn)定，因而本設(shè)計(jì)選擇單相橋式整流電路。2.4.2 濾波電路經(jīng)過整

23、形的交流電變成了有一定波動的直流電，這種直流電只能用在對于輸出電壓平滑程度要求不高的電子設(shè)備中。如果用在要求交高的電子設(shè)備中時， 會引起嚴(yán)重的干擾。因此電路整流后一般都要加濾波電路，濾波電路一般有電容濾波電路、 電感電容濾波電路、RC-n形濾波電路。161 電容濾波電容濾波電路如圖 2-18 所示。設(shè)濾波電容 C 初始電壓值為零，當(dāng) U2由零逐漸上 升，在 toti期間二極管 VD 正向?qū)?，電流分成兩路，一路流?jīng)負(fù)載 RL，另一路對 電容進(jìn)行充電。設(shè) r 為二極管導(dǎo)通的正向電阻及變壓器二次繞組的電阻之和，充電時間常數(shù)為T rc= (r / RL)C，r 很小，一般 RL遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 r，所以，T

24、 rcrc很小。電容 器兩端電壓 Uc達(dá)到 U2的峰值,2U2O由于二極管的陽極電位是隨 U2的變化，而陰極 電位是隨 Uc變化的，ti時刻，U2=UC=2U2，因此二極管零偏截止。電容 C 開始向 負(fù)載 RL放電，放電時間常數(shù)TRC=RLC，由于 RL遠(yuǎn)大于TRC，因此放電過程緩慢即 UC下降緩慢，而二極管陽極電位卻隨輸入電壓 U2的迅速下降，導(dǎo)致二極管在某一段 時間截止?fàn)顟B(tài)，以后輸入電壓自正半周向正半周上升， 直到 t2時刻，二極管電位開始 大于陰極電位，VD 開始導(dǎo)通，并向電容 C 迅速充電，在 t2t3期間，Uo波形按圖 2-19 所示變化。到 t3時刻，UC=U2,二極管有截止，使得

25、電容有對負(fù)載 RL放電。2電感電容濾波電感電容濾波電路如圖 2-20 所示，工作頻率越高、電感量越大，濾波效率越高。Lc濾波電路適用與電流較大、要求輸出電壓脈動較小的場合，尤其適合高頻整流，負(fù) 載變化較大且對輸出電壓的脈動程度要求不太高的場合。圖 2-20 電感電容電路3. RC-n形濾波Rc-n形濾波電路如圖 2-21 所示。它是利用電阻和電容對輸入回路整形后的電 壓的交17直流分量的不同分壓作用來實(shí)現(xiàn)濾波的作用的。電阻R 對交直流分量均有同樣的分壓作用，但是因?yàn)殡娙?C2的交流阻抗很小，這樣電阻 R 與 C2及 RL配合以后, 使交流分量較多地降在電阻 R 兩端，而較少地降在負(fù)載 RL上，

26、從而起到濾波的作用， R 越大，C2越大，濾波效果越好。但 R 不能太大，R 太大將使直流壓降增大，能量 無謂地消耗在 R上。圖 2-21 RC-n濾波電路4.分析由于這次的設(shè)計(jì)對電壓的脈動程度交小且RCn形濾波電容電感濾波的電路都沒有電容濾波的電路簡單因而選擇電容濾波電路。2.4.3 電源電路工作原理根據(jù)前面整流和濾波的優(yōu)缺點(diǎn)和使用的場合最終確定電源電路如圖2-22 所示。二極管 VDiVD4將市電轉(zhuǎn)變成脈動的直流電，再經(jīng)過 Ri降壓和電容 Ci濾波得到直 流電，然后通過穩(wěn)壓二極管 VD5得到一個電壓穩(wěn)定在 12 V 的直流電。圖 2-22 電源電路電源電路參數(shù)：由于后級的負(fù)載電阻 RL大約

27、為 4KQ,Ri的作用主要是起到對穩(wěn)壓管 VD5的保護(hù)18作用，Ri的阻值取 1KQ得到二極管中的電流 ID:UU市電ID=0 . 0 2A2(2-16)2R 2( R1+ R后級級電)最大電流 IF：|F= (2 3)|D=(44 60) mA(2-17)濾波后輸出電壓 U0：U0=1.2U市電=264 V(2-18)二極管承受的最高反向電壓：UM=、2Uo=3 7 3 V4(2-19)橋式整流電路中的二極管選用最大反向工作電壓為1000 V,額定工作電流為 1 A的硅整流二極管 1N4007。由濾波電容選取公式的：C(23)T=(2X106 3X106)F = (2 3)口F(2-20)2

28、(R1+RL)電容耐壓值：Ucm=1.5U0= 396V(2-21)取標(biāo)稱值為 400 V,電容量為 4.7 yF 的電容，選擇 12 V 的穩(wěn)壓二極管。2.5 整機(jī)電路總結(jié)前面的單元電路設(shè)計(jì)可以得到如圖2-23 所示的整機(jī)電路圖。4- - - -#圖 2-23 整機(jī)電路原理圖19工作原理：駐極體話筒將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號經(jīng)過C4隔直耦合后送到 VT進(jìn)行 放大，放大后的信號經(jīng)過 C3隔直后送入 74LS00 的 13 腳，光敏電阻和 R2分壓后將光 信號送入12 腳。有聲有光時：74LS00 的 13 號引腳為高電平 12 號引腳為低電平，經(jīng)過兩次與非 后由8 腳輸出低電壓，低電壓再經(jīng)過兩次與

29、非后仍然為低電壓。因而 3 號引腳輸出的為電壓為低電壓可控硅斷開，燈泡不亮。有聲無光時：74LS00 的 13 號引腳和 12 號引腳都為高電平，經(jīng)過兩次與非后由 8 腳輸出高電位。因而 3 號引腳輸出的電壓電壓為高電壓可控硅導(dǎo)通，燈泡亮，由于 RC 電路的延時作用使 3 腳持續(xù)輸出高電壓，起到延時的作用。無聲無光時：74LS00 的 13 號引腳為低電平 12 號引腳為高電平，經(jīng)過兩次與非 后由8 腳輸出低電壓，低電壓再經(jīng)過兩次與非后仍然為低電壓。因而 3 號引腳輸出的為電壓為低電壓可控硅斷開，燈泡不亮。無聲有光時：74LS00 的 13 號引腳為低電平 12 號引腳為低電平，經(jīng)過兩次與非

30、后由8 腳輸出低電壓，低電壓再經(jīng)過兩次與非后仍然為低電壓。因而 3 號引腳輸出的為電壓為低電壓可控硅斷開，燈泡不亮。20第 3 章電路仿真3.1 系統(tǒng)仿真及原理圖制作使用平臺系統(tǒng)仿真采用 In teractive Image Tech nologies 公司推出的 Win dows 環(huán)境下的電路仿真軟件一 multisim10.此軟件最適合于模電數(shù)電仿真，不僅可以完成電路瞬態(tài)分析和穩(wěn) 態(tài)分析、時域和頻域分析、噪聲分析和直流分析等基本功能，而且還提供了離散傅里 葉分析、電路零極點(diǎn)分析、交直流靈敏度分析和電路容差分析等電路分析方法，并具有故障模擬和數(shù)據(jù)儲存等功能。原理圖的制作則是 protel99

31、se,此軟件是一個 32 位的設(shè)計(jì)軟件，可以完成電路 原理圖設(shè)計(jì)，印制電路板設(shè)計(jì)和可編程邏輯器件設(shè)計(jì)等工作， 可以設(shè)計(jì) 32 個信號層， 16 個電源-地層和 16 個機(jī)加工層。3.2 整機(jī)仿真測試（1）無聲有光將連接好的電路原理圖對照設(shè)計(jì)的電路圖認(rèn)真核對一遍，若無錯誤（阻值的大小， 導(dǎo)線連接短路等）現(xiàn)象，將光敏電阻阻值調(diào)小和 mic 及函數(shù)信號頻率調(diào)到最低，打開 右上腳的 run 開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮。21非會打 E*a*-JOL-TTIb匚|*11 NMAIIASXTA43220 V丄?0 VimiGO H z2如W11BO 5V_I_V2-7,5V生口TOOnF圖 3-3 無聲有光電路仿真

32、圖22（2 ）無聲無光即丫二丫二 A&B（丫丫=1 &0=0）,此時燈泡應(yīng)該不亮， （丫丫為滿足條件，A 代表光線，B 代 表聲音，“1”表示滿足條件“ 0”則反之）當(dāng)光線暗與上有聲時才為真（1），調(diào)節(jié) 滑動電位器 R7,將其阻值逐漸增大，MIC（即函數(shù)信號發(fā)生器）頻率信號最低，此時發(fā) 現(xiàn)燈泡不亮。圖 3-4 無聲無光仿真圖（3 ）有聲有光即丫二丫二 A&B（Y=0&1=0）,此時燈泡應(yīng)該不亮，將滑動電位器調(diào)到最小，函數(shù)信號的頻率逐漸增大（50HZ 以上），此時只有聲音信號放大了，而光控則最低。DIm._LV2 二右普LDB EI1CRZZ 6R/:-VA-U劇

33、皿4M1BD 5V:二二:UJD-VWR2-WV-U2EJ,06州414Q：usc,05f MCRZZ 6Q.：)20 .11BD_5V1OT*：.5XTA43D3II*3 D4 .：IHINWTt1BD 5VEifx*rz-Dtfy Cydh*rcierfJOTWH|SXTA43QIQOfiF23圖 3-5 有聲有光仿真圖24(4 )有聲無光即 Y=A&B(Y=1 &1=1),此時燈泡應(yīng)該亮，調(diào)節(jié)滑動電位器，將其阻值增大(至少為50%),再將函數(shù)信號的頻率增大(50HZ 以上)。R42X圖 3-6 有聲無光仿真圖. IQ 2 QI - |曲現(xiàn)叭401100 SVXoc :TtN4M8L - -uic atmBDvU2D.v-:4011055VR7Wlfc*TTHSXTA43x?aiOpTwil2OTVV27.5VLM1N4D0/FnsqjtncyDuty tyoii Amp