無線音樂門鈴設計

1、 目錄第一章 緒論 1 第二章 設計描述 12.1 設計目的 1 2.2 設計要求2 第三章 無線音樂門鈴設計方案及其比較 3 3.1 方案一 331.1 TC4096UBP3 3.1.2 發(fā)射板原理33.1.3 接收板原理53.1.4 總體原框圖63.1.5 功能介紹73.2 方案二73.2.1 發(fā)射板原理 73.2.2 接收板原理 83.2.3 總體原框圖 93.2.4 芯片介紹 93.3 方案比較11第四章 無線音樂門鈴的組裝114.1 整件焊接 114.2 整件調(diào)試 134.3 整機安裝 154.4 清點元器件第五章 總結(jié)165.1 歸納165.2 心得體會 16參考文獻 17第一章

2、緒論無線電在我們生活中發(fā)揮著重要的作用，首先應當說的是無線電通信，拿我們?nèi)粘Ｗ畛Ｒ姷氖謾C來說就是最普及的一種無線電通信，這種由手機，基站，交換終端等設備組成的網(wǎng)絡系統(tǒng)極大的方便著我們的生活，其次是專網(wǎng)通信，其實CDMA最早是軍隊研發(fā)的，這種系統(tǒng)具有保密性好，信號穩(wěn)定等特點，現(xiàn)在軍隊使用的通信大多具有跳頻技術(shù)，即通信的若干方隨時根據(jù)一定的規(guī)則轉(zhuǎn)換隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的生活水平在不段提高，對產(chǎn)品的要求也越來越高，有線門鈴已不在是消費者心目中滿意的產(chǎn)品，更多的消費者追求更方便，性能更好的無線遙控門鈴，進而市場上的無線門鈴也越來越多。所謂無線門鈴是針對傳統(tǒng)的有線門鈴而講的。傳統(tǒng)的門鈴都為有線門鈴，雖然

3、它也極大的方便了我們的日常生活，然而在一些已裝修好的室內(nèi)，由于傳統(tǒng)的門鈴布置采用導線將門鈴的各個設備連接到一起需要布線，從而破壞裝修，讓人感到非常麻煩。這就需要者有一款能夠不需要布線的遙控門鈴，伴隨著電子的發(fā)展，這樣的一款產(chǎn)品也就應運而生。無線門鈴不僅安裝和使用方便，而且無線遙控音樂門鈴能發(fā)出各種不同的優(yōu)美音樂，用戶可以通過轉(zhuǎn)換開關選擇喜歡的音樂。在現(xiàn)代家庭中，利用無線電技術(shù)制成的無線門鈴和無線防盜報警器已廣為應用，門鈴的發(fā)展也將向著智能化、數(shù)字化、信息化。隨著微電子技術(shù)、無線技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，更廉價、功能更多、性能更好的無線遙控音樂門鈴將不斷被研究出來并生

4、產(chǎn)流入市場。第二章 設計描述2.1 設計目的 學習LC振蕩電路的設計，學習利用LC振蕩電路作為載波發(fā)射無線編碼；掌握無線編碼原理，以及2ASK編碼解碼原理；了解電子制作的基本方法和過程，培養(yǎng)自己的具有獨立動手能力。 電子技術(shù)課程設計是電子技術(shù)課程的總結(jié)，是培養(yǎng)綜合運用本門課程及有關先修課程的基本知識去解決某一實際問題的基本訓練，可以加深對本門課程知識的理解。通過具有一定功能和應用價值的一個具體產(chǎn)品的設計與制作，或者一個實際項目的開發(fā)與應用，使我們受到工程設計、制造工藝、調(diào)試檢測和撰寫技術(shù)報告的系統(tǒng)訓練，啟迪我們的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)我們分析問題和解決問題的綜合能力。實驗實訓環(huán)節(jié)是非常重要的，他是理論

5、聯(lián)系實際的主要形式，是實施“教學做合一”教學理念的重要手段，也是激發(fā)我們創(chuàng)新意識的有效載體，更是訓練、培養(yǎng)學生技術(shù)應用能力和實際操作技能的根本途徑。通過課程設計，使我們鞏固、加深和學習光電子技術(shù)的基礎理論、基本知識和技能技能；使我們能正確地選擇和使用常用電工儀表、電子儀器及有關實驗設計；使我們掌握基本電量及電子元件的測試技術(shù)、實驗方法和數(shù)據(jù)的分析處理；使我們能應用已學的理論知識設計簡單的應用電路，合理選擇元器件構(gòu)成實用的電子小系統(tǒng)；使我們受到基本的實驗技能、系統(tǒng)的工程實踐和撰寫技術(shù)報告的初步訓練；培養(yǎng)我們嚴肅認真、實事求是、獨立思考、踏實細致的科學作風，樹立創(chuàng)新精神，養(yǎng)成良好的工作習慣2.2

6、設計要求5 采用無線電進行遙控，要調(diào)試出最遠遙控距離6 在同一區(qū)域范圍內(nèi)能有多套系統(tǒng)同時工作而互不影響7 具有一定的保密性第三章 無線門鈴設計方案及其比較3.1 方案一 3.1.1 TC4069UBPTC4069UBP是6反相器。所謂反相器，就是么相器都有兩端，輸入端是高電平時輸出端就轉(zhuǎn)為低電平，輸入端是低電平時輸出端就為高電平，輸入和輸出端的電平總是相反。如圖1腳和2腳為第一個反相器，本文稱反相器1，之后稱反相器2、3、，TC4069UBP共有六個反相器。 圖3-1-1 TC4069UBP內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 3.1.2發(fā)射板原理發(fā)射器由調(diào)制振蕩級和高頻振蕩級兩級組成。調(diào)制級電路由一塊TC4069UB

7、P芯片和32.768KHz晶體完成。發(fā)射器開關按下時，反相器1和2及相關元件組成振蕩發(fā)生器，產(chǎn)生32.768KHz低頻信號。過程：反相器1的1腳開始為低電平，2腳就是高電平，4腳也為高電平。2腳的高電平經(jīng)R2對晶體X1充電，充電電流經(jīng)R2-X1-反相器2的4腳到負極。充電時間由X1決定，等效電容為200P。由于X1的充電，X1上的電壓逐漸上升，當升至反相器1的翻轉(zhuǎn)電平時，2腳就由原來的高電平轉(zhuǎn)為低電平，4腳也同時轉(zhuǎn)為低電平。X1開始放電，放電通路為R2-反相器1的2腳-負極。放電后X1上的電位降低，到一定程度時1腳降為低電平了，輸出端又翻轉(zhuǎn)成高電平，再次對X1充電，至此已完成一個充放電過程，即

8、一個振蕩周期，4腳輸出一次低高變化的電平。之后振蕩一直持續(xù)下去，反相器2的4腳就會一直輸出高低不斷變化的電平信號。這個信號的頻率由晶體決定，為32.768kHz。這個過程在電路實際工作時完成得極快。反相器1和反相器2用于產(chǎn)生振蕩信號，反相器3-6并聯(lián)使用，構(gòu)成輸出控制，能提供20-30mA的灌入電流。反相器3-6的輸出端接在發(fā)射管Q1的發(fā)射極對Q1進行調(diào)幅，向外發(fā)射電磁波。7腳輸出一串數(shù)字編碼信號，經(jīng)Q1放大后由L1向外發(fā)射。D1為LED信號發(fā)射指示。 圖3-1-2 發(fā)射板原理圖Q1、L1、C3和C1電容組成高頻振蕩器，振蕩頻率由印刷電感L和C3及三極管的集電結(jié)電容C2決定。一般為200-27

9、0MHz。Q1的發(fā)射極如果直接接在負極時就能產(chǎn)生等幅高頻波，再接在反相器的輸出端就使輸出受32.768KHz振蕩信號調(diào)制，通過印刷電感L發(fā)射信號。按鍵每按一次就發(fā)射一次。3.1.3 接收板原理 圖3-3-1 接收板電路圖Q3、L2、C4、C16為超再生振蕩接收器，L2為繞制線圈，在直徑5mm的骨架上繞制，用0.51漆包線繞3圈，骨架中間用銅芯調(diào)節(jié)。當L2的振蕩頻率與發(fā)射端相同時，產(chǎn)生諧振，Q3的超再生信號就受發(fā)射端的調(diào)幅信號控制，L1為色環(huán)電感，阻止高頻信號通過。超再生振蕩電路具有自檢波功能，檢波后的調(diào)制信號在R14上產(chǎn)生壓降，經(jīng)R3、C7送入TC4069進行放大，整形再放大，這由三個反相器1

10、3和12、11和10、1和2(三級高增益放大器)完成，C8濾波濾除檢波后的高頻雜波，使用檢波后的有用信號信噪比最大。經(jīng)三極放大后的調(diào)制信號與發(fā)射端（低頻32.768KHz）同頻， X1在電路中起選頻作用，同頻率的信號能順利通過，免除了許多不需要的各種外界信號的干擾，選頻后的信號送入Q2放大整形，該信號的幅度還較低，經(jīng)最后兩級開路反相放大后輸出等幅方波信號。R21限流，C11濾波，對方波進行平滑濾波，并有數(shù)十毫秒的延時，也能消除外界尖脈沖對觸發(fā)電路的干擾，本電路采用TQ33G系列三種聲音可選擇，雙音叮咚，西敏寺，愛麗斯。K1是樂曲選擇開關，音樂信號經(jīng)Q1放大推動喇叭發(fā)出優(yōu)美的門鈴音樂聲。 圖3-

11、4-3 TQ33G管腳圖3.1.4 總體原框圖按下開關調(diào)制振蕩穩(wěn)頻高頻振蕩發(fā)射信號 振蕩接收電路解調(diào)信號放大選頻整形推挽功放3.1.5功能簡介發(fā)射器由調(diào)制振蕩級和高頻振蕩級兩級組成。接收板由超再生振蕩接收器完成接受信號功能。當有人按下發(fā)射板開關時，發(fā)射器開始工作，發(fā)射出電磁波信號；接收板產(chǎn)生諧振，經(jīng)整形、功率放大推動喇叭發(fā)聲。 3.2 方案二3.2.1 發(fā)射板原理3.2.3 接收板原理3.2.3 總體原框圖3.2.4 芯片介紹PT2262的管腳排列圖PT2272 的管腳排列圖3.3 方案比較方案一方案二器件的數(shù)目多較少電路的功耗比較大較少布線的復雜程度復雜中等反映速度較慢很快造價高便宜總結(jié)：綜

12、上比較方案二從各方面經(jīng)行比較是很不錯的選擇，因此將方案二定為實現(xiàn)方案第四章 無線音樂門鈴的組裝4.1 整件焊接一焊接前準備1、將某些元器件按照印制電路板中的焊盤間的距離大小進行90度折彎，為焊接做準備2、準備焊接工具：電烙鐵，焊錫絲，鑷子，尖嘴鉗，偏口鉗，螺絲刀，吸錫器等二焊接各元件三焊接操作的基本步驟(1）準備施焊(2）加熱焊件(3）熔化焊料(4）移開焊錫絲(5）撤離電烙鐵四焊接注意事項（1）元器件的裝插焊接應遵循先小后大，先輕后重，先低后高，先里后外的原則，這樣有利于裝配順利進行。 （2）在瓷介電容、電解電容及三極管等元件立式安裝時，引線不能太長，否則降低元器件的穩(wěn)定性；但也不能過短，以免

13、焊接時因過熱損壞元器件。一般要求距離電路板面2mm，并且要注意電解電容的正負極性，不能插錯。電解電容立式安裝焊接，不行就可改為臥式焊接，太高就會影響后蓋的安裝。 （3）集成電路的焊接：TC4096為雙列14腳扁平式封裝，在焊接時，首先要弄清引線腳的排列順序，并與線路板上的焊盤引腳對準，核對無誤后，先焊接1、14腳用于固定IC，然后再重復檢查，確認后再焊接其余腳位。由于IC引線腳較密，焊接完后要檢查有無虛焊，連焊等現(xiàn)象，確保焊接質(zhì)量。 （4）發(fā)光二極管主要用來進行發(fā)射端和接收端開關的指示。為使二極管正好露出頭，當電路基本焊接好后，適當和外殼比較，使其管腳的長度正好適合其露出頭。焊接時要注意二極管

14、的正負極。 (5）焊錫之前應該先插上電烙鐵的插頭，給電烙鐵加熱。 (6）焊接時，焊錫與電路板、電烙鐵與電路板的夾角最好成45度，這樣焊錫與電烙鐵夾角成90度。 (7）焊接時，焊錫與電烙鐵接觸時間不要太長，以免焊錫過多或是造成漏錫；也不要過短，以免造成虛焊。一般焊點整個焊接操作的時間控制在23s。 (8）焊接時，烙鐵頭不要對焊點施加力量或加熱時間過長，否則會引發(fā)高溫損傷元器件，高溫焊點表面的焊劑揮發(fā)嚴重，塑料、電路板等材質(zhì)受熱變形，焊料過多焊點性能變質(zhì)等不良的后果。 (9）元件的腿盡量要直，而且不要伸出太長，以1毫米為宜，多余的可以剪掉。 (10）焊完時，焊錫最好呈圓滑的圓錐狀，而且還要有金屬光

15、澤。4.2整機調(diào)試1、 發(fā)射器的調(diào)試：所有元件焊接好后，將電路板裝入遙控器合子內(nèi)，注意檢查微動開關是否可聽到清脆的開關聲； 如有頻率計或頻譜儀等儀器，可在裝入發(fā)射器電池后按動遙控器檢測是否有高頻無線電波發(fā)射，如沒有這些儀器，也可用收音機或接上電腦的音箱，當按動遙控器時，可聽到"吱吱"聲，這就表明發(fā)射部分工作正常，一般只要元件安裝正確，元件焊接時線路板上無搭錫或虛焊，都能一次成功； 2、 接收器的調(diào)試：全部元件安裝完成后，將線路板裝入塑料外殼內(nèi)，電源引線連接時一定要注意極性不要裝反； 裝上二節(jié)5號電池，按動音樂選擇按鍵，正?？梢月牭揭魳仿暎堪匆淮?，換一種音樂，一直循環(huán)，若發(fā)

16、現(xiàn)不會響，應仔細檢查喇叭線是否焊牢，音樂片的引腳是否有虛焊等； 以上幾項都正常后，便可以進行發(fā)射與接收的聯(lián)調(diào)，將發(fā)射器放在接收器邊上，按動遙控器，若有聲音了，再將兩者的距離加大，再按，若沒有聲音了，用無感螺絲刀調(diào)節(jié)接收器上的可調(diào)電感，直到按下遙控器門鈴會響，繼續(xù)加大兩者的距離，用上述方法反復調(diào)試，直到距離在20米以上都可以可靠進行遙控時，說明遙控門鈴的調(diào)試工作完成。4.3整機安裝安裝注意事項1、 本制作套件中，對高頻部分電路元件的安裝，盡量讓元件靠近電路板，即把元件全部插到底后焊接，焊接時所選用的焊錫絲盡量選用含錫量較高的產(chǎn)品，若用到松香作為助焊劑，一定要保持電路板上的清潔，否則元器件引腳較長

17、及電路板上留有較多的松香，會使得電路的分布電容增加，使得高頻振蕩部分電路不穩(wěn)定，從而影響整機的性能。 2、 發(fā)射器線路板安裝時，特別要注意微動開關動片與塑料外殼的配合，正常時按下發(fā)射開關后，應聽到清脆的開關聲音，若裝上電路板固定螺絲后，出現(xiàn)無法按動開關等現(xiàn)象，應仔細檢查微動開關動片與塑料開關是否有卡死。 3、 發(fā)射器電池安裝簧片與線路板的焊接時，一定要先在電路板和電池簧片上上錫，由于電池簧片金屬部分面積大，散熱也快，因此上錫時注意不要燙手，將電池簧片與線路板焊接時，接觸面積一定要大，否則裝電池時這部分元件會承受較大的機械力，容易松動或脫落，同時也要注意線路板上焊接的時間不要太長，否則容易使線路

18、板上的銅皮脫落。 4、 音樂集成電路安裝時注意時間不要太長，有條件的話，電烙鐵最好外殼接地，焊音樂片時可先將音樂片的第一個腳進行上錫，注意不要太多，否則無法插入線路板上的小槽，音樂片與線路板焊接線，線路板上應全部上過錫，當插入音樂片后，先將第一只腳與線路板進行焊接，讓其定位，然后再將最后一只腳焊上，等焊錫冷后，音樂片便牢牢地裝在線路板上了，這時再去焊另外的引腳就會方便許多。4.4 清點元器件接收板清單接收板清單元件名稱規(guī)格用量位號元件名稱規(guī)格用量位號集成電路22721塊電容24P1只C1線路板08021塊電容8P1只C2門鈴IC93001塊電容1021只C3銅芯線圈1只L1電容1011只C5色

19、環(huán)電感4.7UH1只L2極性電容1UF3只C6，C8，C4銅芯線圈1只L3極性電容32UF1只C9三極管90181只VT1電池三極管90141只VT2發(fā)射板清單三極管90141只VT3元件名稱規(guī)格用量位號三極管90141只VT4線路板08021塊電阻5601只R 1集成電路PT22621塊電阻120K1只R 2銅芯線圈5-20P1只L1電阻1.5K1只R 3銅芯線圈4.7UF1只L2電阻1M1只R 5可變電容1只C1電阻4.7K1只R 6電容15P1只C2電阻470K1只R 7電容1P1只C3電阻51K1只R 8電容1041只C4電阻68K1只R 9電阻100K1只R1電阻30K1只R 10電

20、阻1M1只R2電阻10K1只R 11電阻2.2K1只R3電阻330K1只R 12三極管90181只VT1電阻4301只R 13發(fā)光二極管3VD電阻5.6K1只R 4電池第五章 總結(jié)5.1歸納該電路用先進的脈碼調(diào)制發(fā)射及石英晶振穩(wěn)頻技術(shù)，接收由解調(diào)、放大、整形、聲響電路組成，性能穩(wěn)定，遙控距離遠，功耗低等特點。但隨著微電子技術(shù)、無線技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的大幅度提高，無線音樂門鈴將滿足不了人們的生活需要，無線可視門鈴已逐漸走進人們的生活。隨著生活節(jié)奏的加快，有訪客而主人不在家，則需要一種能夠紀錄來客的錄象門鈴，也可作為防盜設備。我們可以設計集無線門鈴和無線防盜報警器于一身的無線

21、門鈴報警器的制作，集思廣益創(chuàng)新思想,擴展本課題的功能和應用范圍?？梢詫纹瑱C技術(shù)應用于無線遙控門鈴行業(yè)，使門鈴的功能更加廣泛。隨著數(shù)字智能化技術(shù)的發(fā)展，智能門鈴、可視對講門鈴、紅外線門鈴等將快速發(fā)展，并將很快普及我們的生活。可見，無線遙控門鈴的發(fā)展前景非常樂觀，市場前景非常廣闊，由此，對于門鈴系統(tǒng)的開發(fā)與研究將成為我們電子應用專業(yè)人員長期研究的課題?；谠撻T鈴的使用簡便，除用作門鈴外，也可作為傳呼、看護病人、緊急通知等短距離的聯(lián)絡。不足之處在于該門鈴并不適用于有殘疾人士如耳聾者，雖然便該套門鈴有工作指示燈，但只是一個小小的發(fā)光二極管，如果改為一3色跑馬燈，當音樂響起時，3中顏色的跑馬燈就緊隨閃

22、爍，這樣就會讓聽覺不靈敏的人們更方迅速地知道有客人來訪。5.2心得體會對于本畢業(yè)設計我體會很多，從原理圖的設計到元器件尺寸的測量到印制電路板元器件的繪制再到最后的布線以及整個板的焊接我都是一絲不茍的完成。這在整個過程中也是遇到了不少的困難，開始由于原理圖元器件的繪制有誤便導致了原理圖繪制出現(xiàn)了麻煩，比如在繪制PCB板加載網(wǎng)絡表時就出現(xiàn)了相當多的錯誤，但是在我請教了同學和老師之后，我還是努力的將PCB板繪制了出來。印制電路板元器件的繪制是相當復雜的，大到各個元件，小到各個尺寸，都容不得半點馬虎。然而當各個環(huán)節(jié)都做好之后，加載網(wǎng)絡表卻出現(xiàn)了相當多的錯誤，這不僅需要細心，更需要耐心，各元器件的封裝必須要有，管腳的相互對應必須一致，這些都耗費了大量的精力。最后當看到屏幕上顯示所有網(wǎng)絡宏生成正確時，我才終于長舒了一口氣。最后的就是元