電工電子實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目化教程課件：CD4069聲控報(bào)警電路組裝與調(diào)試

CD4069聲控報(bào)警電路

組裝與調(diào)試學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)電路中的元件文字、圖形符號(hào)，能說(shuō)出電路中的元件名稱、型號(hào)、作用；2.了解CD4069聲控報(bào)警電路的組成，會(huì)估算振蕩周期，會(huì)分析電路工作原理；3.學(xué)會(huì)安裝CD4069聲控報(bào)警電路，能夠使用萬(wàn)用表測(cè)量相關(guān)參數(shù)，能調(diào)試電路的功能。能力目標(biāo)1.能說(shuō)出CD4069聲控報(bào)警電路的元件符號(hào)以及元件作用，會(huì)識(shí)別元件以及管腳；2.會(huì)使用Multisim軟件繪制并仿真CD4069聲控報(bào)警電路功能；3.具備完成CD4069聲控報(bào)警電路安裝、測(cè)量以及調(diào)試的能力；4.培養(yǎng)學(xué)生線上使用職教云、抖音、微信等在線課程平臺(tái)的能力。思德目標(biāo)1.注重學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，養(yǎng)成主動(dòng)學(xué)習(xí)良好習(xí)慣；2.在任務(wù)實(shí)施過(guò)程中通過(guò)整理工作臺(tái)、打掃實(shí)驗(yàn)室、清潔衛(wèi)生，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，踐行勞動(dòng)教育。聲光報(bào)警廣泛用于防火、防盜、危險(xiǎn)報(bào)警等方面應(yīng)用，本項(xiàng)目是一種基于CD4069構(gòu)成的聲音報(bào)警電路，采用CD4069構(gòu)成的多諧振蕩器作為聲音發(fā)生器，用來(lái)作為聲音信號(hào)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。任務(wù)描述知識(shí)準(zhǔn)備CD4069聲控報(bào)警電路CD4069聲控報(bào)警電路由CD4069六個(gè)反相器構(gòu)成，其中每?jī)蓚€(gè)反相器以及周圍的元件構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，所以在CD4069聲控報(bào)警電路中含有三個(gè)多諧振蕩器。1.認(rèn)識(shí)CD4069聲控報(bào)警電路組成CD4069芯片實(shí)物圖CD4069芯片引腳圖CD4069是6反相器芯片，由六個(gè)CMOS反相器電路組成。1.認(rèn)識(shí)CD4069聲控報(bào)警電路組成如圖所示，CD4069多諧振蕩器由兩個(gè)CD4069反相器、電阻RS、電阻R和電容C構(gòu)成，兩個(gè)反相器串行連接，左邊的為輸入端，右邊為輸出端。CD4069多諧振蕩器構(gòu)成2.認(rèn)識(shí)CD4069多諧振蕩器兩個(gè)反相器中間的電壓與輸出電壓相反，所以加在電阻R和電容C兩端的電平邏輯相反，電阻R和電容C構(gòu)成充放電電路。電阻RS為補(bǔ)償電阻可減少電源電壓波動(dòng)對(duì)振蕩頻率的影響。CD4069多諧振蕩器構(gòu)成2.認(rèn)識(shí)CD4069多諧振蕩器CD4069多諧振蕩器電容充電通路設(shè)定左邊反相器為1，右邊為2，在某一個(gè)時(shí)刻，反相器1的輸入端VI為高電平，則反相器1的輸出端為低電平，經(jīng)過(guò)反相器2之后輸出高電平向電容充電。“1”“0”“1”“1”“1”t12.認(rèn)識(shí)CD4069多諧振蕩器（充電）隨著電容兩端的電壓升高，反相器1的輸入端VI逐漸變?yōu)榈碗娖?，一旦低?/2VCC就會(huì)使非門翻轉(zhuǎn)，此時(shí)反相器1與反相器2中間為高電平。CD4069多諧振蕩器電容充電通路“1”“0”“1”VI“1”“1”t1“0”“0”t2“0”“1”“0”2.認(rèn)識(shí)CD4069多諧振蕩器（充電）經(jīng)反相器2反相后向電容反向充電，達(dá)到條件之后再次翻轉(zhuǎn)，因此OUT端就會(huì)形成高低電平變化，周而復(fù)始形成振蕩。CD4069多諧振蕩器電容放電通路VI“1”“1”t3“0”“0”t2“0”“1”“0”“0”2.認(rèn)識(shí)CD4069多諧振蕩器（放電）“1”“1”t1“0”“0”t2“1”“1”t32.認(rèn)識(shí)CD4069多諧振蕩器左圖所示是一種最簡(jiǎn)型多諧振蕩器。當(dāng)電源電壓波動(dòng)時(shí)，會(huì)使振蕩頻率不穩(wěn)定，一般在圖中增加一個(gè)補(bǔ)償電阻RS，用于在電源電壓變化時(shí)穩(wěn)定頻率。2.認(rèn)識(shí)CD4069多諧振蕩器多諧振蕩器的振蕩器周期與兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間有關(guān)，兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間分別由電容的充放電時(shí)間決定。設(shè)電路中的第一暫穩(wěn)態(tài)和第二暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間分別為T1、T2，根據(jù)以上分析所得電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，VI的幾個(gè)特征值，可以計(jì)算電路振蕩周期的值?！?”“1”t1“0”“0”t2“1”“1”t33.估算多諧振蕩器振蕩周期

當(dāng)VI由0V變化到

根據(jù)電容充電公式，所需要的時(shí)間為

，同理放電時(shí)間為

，將

帶入上式有

。3.估算多諧振蕩器振蕩周期CD4069聲控報(bào)警電路中六個(gè)反相器構(gòu)成三個(gè)多諧振蕩器，這三個(gè)多諧振蕩器波形輸出端分別是TP1、TP2和TP3。44.分析CD4069聲控報(bào)警電路三個(gè)振蕩器的振蕩器周期相差甚多，其中TP1振蕩周期是TP2的10倍，TP2振蕩周期是TP3的幾十倍。當(dāng)TP1處于振蕩周期的低電平時(shí)，U1C的輸入端電平由于TP1低電平的影響一直處于低電平，從而使TP2無(wú)輸出波形，所以TP2的輸出波形只在TP1振蕩周期的高電平期間有輸出波形。同理TP3的輸出只在TP2的振蕩周期的高電平期間有輸出波形。44.分析CD4069聲控報(bào)警電路電路中，由CD4069的6個(gè)反相器分別組成三個(gè)基本振蕩器，三個(gè)振蕩器產(chǎn)生的三個(gè)不同頻率的脈沖進(jìn)行混合后，組成警笛發(fā)生器的警笛聲信號(hào)。4.分析CD4069聲控報(bào)警電路任務(wù)實(shí)施分類名稱型號(hào)與規(guī)格單位數(shù)量工具電工工具電烙鐵、鑷子、吸錫器、驗(yàn)電筆、螺釘旋具（一字和十字）電工刀、尖嘴鉗等套1儀表萬(wàn)用表MF47型或自定塊1示波器XC4320型臺(tái)11.任務(wù)準(zhǔn)備分類名稱型號(hào)與規(guī)格單位數(shù)量電子元件萬(wàn)能板15cm×9cm塊1CD4069CD4069芯片個(gè)1二極管1N4007個(gè)2蜂鳴器無(wú)源個(gè)1晶體管8050個(gè)1變阻器47KΩ?jìng)€(gè)1電阻100KΩ?jìng)€(gè)2電阻51KΩ?jìng)€(gè)2電阻20KΩ?jìng)€(gè)1電阻10KΩ?jìng)€(gè)3電容10μF個(gè)1電容1μF個(gè)1電容0.01μF個(gè)1輔助材料焊錫絲0.8mm

若干松香

若干連接導(dǎo)線

若干1.任務(wù)準(zhǔn)備（1）按照給定的原理圖，完成電路的繪制；（2）調(diào)整輸入電源電壓為DC5V，驗(yàn)證電路功能。1.任務(wù)準(zhǔn)備（1）先繪制元件位置及焊盤格數(shù)，必備鉛筆，尺子，橡皮等工具，注意元件引腳所在的焊盤要重點(diǎn)涂黑；（2）電路中元件的位置盡量按照原理圖位置布置；（3）元件排布要大小合適，電路布局合理，緊湊；（4）連接導(dǎo)線，用粗線連接，連接導(dǎo)線不能交叉；（5）寫上元件流水標(biāo)號(hào)，并檢查所有圖紙，是否有漏畫或畫錯(cuò)。2.繪制元件布置布線圖1.焊接步驟（1）根據(jù)元件明細(xì)表配齊元件并檢測(cè)；（2）清除元件引腳處的氧化層；（3）考慮元件在萬(wàn)能板上的整體布局；（4）根據(jù)接線圖將元件從左到右焊接在萬(wàn)能板上；（5）檢查焊接正確與否，是否有虛焊、漏焊。2.注意事項(xiàng)（1）整流二極管、電解電容、晶體管、CD4069等元件需要區(qū)分極性注意管腳的次序；（2）芯片的位置需要焊接底座，芯片安裝在底座上；（3）按照?qǐng)D接線不能出現(xiàn)虛焊漏焊現(xiàn)象；（4）走線要求橫平豎直，不能走斜線板子上的走線要求貼板；（5）引入引出線或連接導(dǎo)線的線頭處長(zhǎng)度不能超過(guò)1MM；（6）測(cè)量電壓時(shí)，須選擇適宜的量程而且注意交流與直流的區(qū)別，測(cè)直流時(shí)正負(fù)極不能接錯(cuò)。3.線路安裝與調(diào)試3.安裝過(guò)程的安全要求（1）正確使用電烙鐵、螺絲刀、尖嘴鉗等工具，防止在操作過(guò)程中出現(xiàn)安全事故；（2）正確連接電源，以免短路或燒壞；（3）使用儀表帶電測(cè)量時(shí)，一定要按照儀表使用的安全規(guī)程進(jìn)行。4.通電調(diào)試要求（1）上電之前檢查元件的走線是否正確；（2）檢查有極性的元件是否安裝正確；（3）使用工作臺(tái)上面的交流電輸出DC5V，接入電路中，并調(diào)試