声光控延时照明灯电路课程设计论文(编辑修改稿)

声光控延时照明灯电路课程设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

第二 节 电路元件的选择 及型号的确定 式中， V2=12V，则电容两端电压 Vc≈ ，符合三端稳压器7812 的输入电压 要求。 滤波电容 C11的选择：要求电容对 电压的耐受能力 大于 17V，一、元件参数的计算及型号选择 集成三端稳压器 7812 的有关参数如表 31 所示。 正常输出直流电压（ V） 输出电压变化范围（ V） 输入电压允许范围（ V） 输出电流（ A） 电压调整率 最小 最大 ~ ~ 10mV/V 由表可知，要使三端稳压器输出 12V 的直流电压，则经整流 7 滤波后，滤波电容两端的电压应在 ~ 之间（ 因为一般 输入电压 要比 输出电压 大 3～ 5V ，才能保证集成稳压器工作在线性区 ）。 基于此，变压器选用 220V~12V 低频电源变压器。 桥式整流电路中的二极管选用最大反向工作电压为 400V，额定工作电流为 1A 的硅整流二极管 1N4004。 若设 V2为变压器次级线圈的输出电压有效值， Vc为经整流滤波后滤波电容两端的电压。 由于三端集成稳压器的输入阻抗很高，相当于开路，则 Vc≈√ 2V2 （ 31） 由于 铝电解电容的耐压范围为 ~630V， 容值范围 为~10 000μ F，因此，滤波电容 C11 可以采用铝电解电容CD1125V。 在三端集成稳压电路中，滤波电容的容值一般为几百到几千微法， 由于后面还有电容 C21，所以该电容可以取得小一点，可将 电容 C11取为 100μ F。 电容 C21一般取为 F，可用独石电容，如 F/50V。 电容 C12是为了滤除输出直流电压中的低频微波，所以该电容一般也取得比较大，可取用 100μ F 的铝电解电容，其耐压值 要大于 12V，可采用 CD1116V。 电容 C22的选择： 由于电解电容 电解电容 C1 C12取得比较大，只能滤除低频波动。 对于直流电源中的高频干扰，可 通过 一小电容 C22 来滤除， 电容 C22 可选择 容值为 F 的 独石电容 器104M/50V（耐压值 100V）。 二、电源电路图 根据以上内容，下面给出 完整的电源 电路图，如图 32 所示。 8 1N4004D1~D4T22012V1A100uFC11CD1125VVin VoutGNDU1 7812~220GND+12V104C22104M/50VC21100uFC12CD1116V 图 32 电源电路图 第四章 光 控电路 该电路将外界的光强变化转化为电路输出电平的变化，其输出的电平信号 控制声控延时电路，从而实现对照明灯亮灭的控制。 第一节 电路原理图及各 部分电路的 功能分析 通过对技术要求的解读可知，该电路可由光敏电阻和普通电阻组成的分压电路及一片 555 定时器来实现，其原理电路图如图 41 所示。 图中 RL为光敏电阻，在光线较弱或者是无光照射时，光敏电阻 RL呈高阻状态，有 RLR2+RP1， 使得 555（ 1）的触发输入端 2 脚和阈值输入端 6 脚均为低电平即均小于 1/3VCC，则 555（ 2）输出高电平，将声控延时电路打开，使得晶闸管开关电路的开闭由声控延时电路控制；在有光照射时， RL 呈低阻状态，有RL+R1 R2+RP1，则 555 定时器的 2 脚和 6脚均为高电平，即 都高于 2/3 VCC，此时 555 定时器输出低电平，将声控延时电路封锁， 9 R1R3R2Rp1C4C512 345678U2555(1)RLGND+VCC输出接 555 （ 2 ）的 4 脚光敏电阻 图 41 光控电路原理图 使得开关电路中的晶闸管截止，照明灯熄灭。 原理图 41 中的的电阻 R1~R3均为保护电阻。 R R2分别与 RL和 RP1串联是为了防止在光敏电阻 RL 和 RP1阻值过小时电路发生短路。 R3为限流电阻，防止在光线较强时， RL 阻值大大下降，造成电路电流过大而烧毁 555 定时器。 电容 C4为 保持电容，其具体工作情况如下：给电路通电之前，电容 C4未 储存电荷，因此其两端电压 VC为零， 555（ 1）的 2 脚和6 脚 则 为低电平。 在光线较 强时，光敏电阻呈低阻状态， 使得 R3 R2+RP1，则电源通过 RL、 R R3 向电容 快速充电 ， 使电容 电压 VC迅速升高到 2/3 VCC， 555（ 1）输出低电平将声控延时电路封锁。 由于电容 C4无放电回路，所以只要外界光线强弱不发生明显的变化，电容电容 C4两端的电压波动就不会太大，从而使 555（ 1）维持输出低电平。 当外界光线较暗时， 光敏电阻呈高阻状态，使得RLR2+RP1， 电容 C4通过 R R RP1回路 放电，其两端电压 VC下 10 降，当下降到低于 1/3VCC时， 555（ 1）输出高电平，声控延时电路开启。 基于 以上分析可知， 开始时，电路输出为高电平，电容 C4充电到电压为 2/3 VCC时 ，电路输出发生反转，此后， 只要光线的强弱 变化不大 ，则电路的输出维持低电平；若光线较弱，则电容 C4放电，当电压 VC下降到 1/3VCC时，电路发生反转，输出高电平，同样，只要光线强弱变化不大，则电路的输出维持高电平。 因此 ，555（ 1）工作在施密特触发器模式。 第二节 电路元件参数 整定 一、电路中元件参数的计算及型号选择 光敏电阻 RL的选择要求是亮阻与暗阻相差倍数愈大愈好。 经查资料， MG4514 型光敏电阻满足要求 ， 其 最大亮阻（ 10KΩ ）与最小暗 阻 （ 10MΩ）相差 1000 倍， 反应时间小于 20ms。 下面利用这两个阻值来确定 R R R3的值。 在光线较强时， RL1=10 KΩ，此时应有， 555（ 1）的 2脚和 6脚的电压大于 2/3VCC,假设就等于 2/3VCC， 并将电位器的取值定为100 KΩ ，则有 VCC(R2+RP1)/[（ RL1+R1） +(R2+RP1)]= 2/3VCC （ 41） 当 RP1=100 KΩ 时，有 2R1R2=80（ KΩ） （ 42） 若取 R2=51KΩ，则 R1=15KΩ。 确定 R3的值，使得在 RL 最小时，电路中的电流不超过 555 定时器的最大允许电流就行了。 取 R3=10KΩ。 R1~ R3均采用 1/8W 金属膜电阻 ，如 RJ451/8W； RP1采用 WH系列 碳膜 电位器，如 WH148型。 电阻 与电源电路中一样，电容 C4用铝电解电容， 耐压值为 16V 11 就能满足要求，即可采用 CD1116V 型；为使电路的充放电时间常数尽量小，则电容的 C4容值要取得小一些，可取为 100μ F。 电容C5一般用 F 的普通独石电容，如 103M/50V 型。 二、光控电路图 根据以上所确定的电路元件参数及型号，下面给出该电路 的完整线路图，如图 42 所示。 15KR1RJ451/8W10KR3RJ451/8W51KR2RJ451/8W100KRp1WH148100uFC4CD1116VC5103M/50V12 345678NE555U2555(1)RLMG45GND+VCC输出接 555 （ 2 ）的 4 脚光敏电阻 图 42 光控电路图 第五 章 声控延时电路 该电路 受 光控电路的 控制，在外界光线较强时，该电路不起作用；在光线较弱时，该电路受外界声音信号的控制，其输出直接控制晶闸管开关电路。 第一节 电路结构及功能分析 12 由对技术要求的解读可知，该电路由四部分构成，分别为：音频信号采集放大电路、模拟比较器电路、工作于单稳模式的 555定时电路及晶闸管开关电路。 电路原理图 如图 51 所示。 12JTR4R5R6R8R9RP2R10VT1VT2C6C7U3uA74112345678NE555U4555(2)~220VR11C9C8R12VC10+VCCELSCRR7图 51 声控延时电路原理图 一、 电路结构 图中声电传感器件为压电陶瓷片 JT；晶体管 VT VT2及 其偏置电路组成两级音频放大电路； 电阻 R7~R10及集成运放 U1组成模拟比较电路， 经放大后的声音信号，从模拟比较器的反相输入端输入； 为了提高电路对声音信号的敏感性，在 555（ 2）的触发输入端（ 2脚）加上由 C R12组成的微分电路；定时器 555（ 2）工作于单稳态模式，电源对电容 C9的充电过程实现照明灯点亮时间的延迟； 555（ 2）的输出控制晶闸管 SCR， 晶闸管 SCR 与电灯 EL串联，从而能够通过控制晶闸管的导通和截止来控制电灯 EL 的亮灭。 13 二、电路的工作原理 该电路中的 定时器 555（ 2）的复位端 4脚，受光控电路 中的定时器 555（ 1）的控制。 当外界光线较强时， 555（ 1）始终输出低电平，致使 555（ 2）的总是处于复位状态，即输出始终为低电平，晶闸管 SCR 处于截止状态，灯 EL 不亮。 当外界光线较弱时， 由压电陶瓷片 JT收集来的声音信号，经晶体管 VT VT2组成共射极放大电路放大后，加在模拟比较器的反相输入端。 比较器的基准电压由 R8 、 R9组成的分压电路提供 基准电压为 VREF=VCCR9/（ R9+R8） （ 51） 当外界有声音信号时，有 VI VREF，比较器输出低电平脉冲，经 CR12组成的微分电路 后，变为低电平窄脉冲， 使 555（ 2）触发 翻 转为高电平，即进入暂态。 该高电平作用在晶闸管 VTH 的控制极上 ，使晶闸管 导通，灯 EL 点亮。 由于 555（ 2）工作在单稳态模式，经时间 t后， 555（ 2）回到稳态 ，该时间可用下式来计算 t≈ （ R11+RP2） C9 （ 52） 即 灯 EL 点亮时间 t后自动熄灭。 要使灯再次点亮，则需要产生新的声音信号来触发。 第二节 元。