声光控开关课程设计指导书

1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2目录一、设计目的....................................................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....................................................63声光控开关一、设计目的1.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。2.学习使用仿真软件proteus对电路进行仿真。3.学习使用protel绘制电路原理图及PCB板图。4.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。5.培养细致、认真做实验的习惯。6.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、设计思路参考电路原理框图如下：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：42.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。5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6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、R710K欧/0.25W2电阻R22M欧/0.25W1电阻R347K欧/0.25W1电阻R4300K欧/0.25W1电阻R54.7K欧/0.25W1电阻R6100K欧/0.25W1电阻R9330欧/0.25W1电位器R8100K欧1电解电容C11uF/16V1电解电容C24.7uF/16V1电解电容C30.1µF/16V1电解电容C42200µF/16V2瓷介电容C50.01uF1发光二极管红色5mm1单向可控硅MCR100-81光敏电阻RGM1话筒Mic1三极管VT1、VT29014（NPN）2三极管VT39012（PNP）1D1、D2、D3IN41483单面覆铜板8cmx12cm1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1.设计目的。2.设计指标。3.总电路图设计，有原理说明。附上PCB图。4.实验仪器、工具。5.元器件清单。6.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