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1、第一章电路的原理分析1.1 工作原理该声控LED变色调灯由音频放大电路和LED驱动限制电路组成，如图1T67所示。W音频放大电路由传声器BM、晶体管VI、V2、电阻器R1-R6、电容器C-C3和音量电位器RP组成。1.ED驱动限制电路由计数/安排器集成电路IC1TC3、双色发光二极管VL1。VLlO和电阻器R8组成。传感器BM拾取的声音信号经VI、V2两级放大后，加至ICI的14脚（CP端）作为计数时钟脉冲，ICl的3脚（Yo端）、2脚（YI端）的输出信号安排给IC2和1C3作为计数信号，4脚（Y2端）的输出信号反馈至15脚（复位端）作为复位信号。IC2和1C3的输出端（Y0-Y9端）之间接有
2、双色发光二极管VLl-VLlO,当IC2和1C3的某对输出端同时输出高电平常，两端外接的发光二极管将显示橙色，否则显示红色或绿色。限于篇幅，该电路仅画出VLI和VLI0,VU-VL9未画出。LED显示电路也仅画出一组,制作时可依据实际须要来适当增加LED发光二极管的列数及数目o调整RP的阻值，可以调整输入到ICI的14脚电平的凹凸，从而变更LED的显示效果。当IC2的YO端和1C3的YO端均输出高电平常，双色发光二极管VLl内部的红色发光二极管和绿色发光二极管同时点亮，经混色后发出橙色光;若IC2的YO端输出高电平，而IC3的YO端输出低电平，则VLl内部的红色发光二极管点亮，绿色发光二极管不
3、亮，VLl发出红色光;若IC2的Yo端输出低电平，而IC3的YO端输出高电平，则VLI内部的红色发光二极管不亮，绿色发光二极管点亮，VLI发出绿色光。其余各组发光二极管的工作原理与VLl相同。顾名思义，声控就是用声音来限制彩灯闪耀的快慢及幅度的大小。因此整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号的流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元。由此可画出图1.2 电路框图其次章芯片及元件选择部分2.1CD4017数字集成芯片数字电路CD4017是十进制计数/分频器，它的内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的安排，整个输出时序就是QO、Q
4、kQ2、Q9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。如图所示：CD4017有10个输出端（Q0Q9）和1个进位输出端Q5-9。每输入10个计数脉冲,Q5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。CD4017有3个输（MR、CPO和CP1）,MR为清零端,当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出QO为高电平，其余输出端（Q1Q9）均为低电平。CPO和CP1是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CPO端输入；若要用下降沿来计数，则信号由CP1端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较便利，可驱动更多二极管发光。由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依
5、次变为高电平状态，故可干脆用作依次脉冲发生器。CD4017有两个时钟端CP和EN,若用时钟脉冲的上沿计数，则信号从CP端输入；若用下降沿计数，则信号从EN端输入。设置两个时钟端是为了级联便利。CD4017与CD4022是一对姊妹产品，主要区分是CD4022是八进制的，所以译码输出仅有Y0Y7,每输入8个脉冲周期，就可得到一个进位输出，它们的管脚相同，不过CD4022的6、9脚是空脚。2. 2驻极体传声器随着通讯业的蓬勃发展，和相关技术的提高。整机产品对传声器的要求也越来越高。本文所供应的传声器，是指驻极体电容传声器，即俗称的咪头。传声器的通用指标：1、灵敏度（感度）一般定义为：传声器声电转换的
6、效率。用dB表示。在相关传声器的测试标准中设定为OdB=IV,所以传声器的灵敏度值均为负值。例如：-58dB传声器的灵敏度一般在一2866dB之间选择，不同的用途就有着不同的灵敏度要求。例如：笔记本电脑的灵敏度值要求就比较高，要在一27db左右，而蓝牙耳机则比较低，只要-62db左右就可以。必需提及的是：传声器灵敏度的凹凸不仅是传声器自身的灵敏度确定的，还与电路中的电阻R有关。这个电阻的大小干脆影响到传声器的灵敏度。同样一个传声器，如采纳不同的R值，灵敏度就完全不同。例如：R值为Ik和2k时，灵敏度可相差近7db!所以灵敏度是有条件的，传声器生产厂家一般要给定测试条件，通常为：2.2k、3vO
7、2、频率响应一般定义为：传声器在音频传输中频率各点所对应的灵敏度的一样性状态。传声器的频响范围大夺标称为2020khz,一般认为，这种一样性越趋一样，整个频响曲线越平越好。但在实际运用中并非如此。如：在电话机中，就希望传声器的频响曲线是斩头去尾的草垛型。这样可以最大限度的克服低频噪声和高端啸叫。航空耳唆中的传声器则要求削掉70OhZ以下的成分，以避开飞机发动机的低频噪声频率。在一般的会议传声中则希望降低400OhZ以上的频率，以克服啸叫。而在超声传输中，则要求传声器的频响15khz以上高端灵敏度越高越好。所以传声器的频响也应当视用而异。3、电流与阻抗频率，以克服啸叫而在超声传输中，则要求传声器
8、的频响15khz以上高灵敏度越高越好。所以传声器咪头内部有一个场效应三极管，其作用是阻抗转换和信号放大，所以咪头工作必须要加一个直流电压，可在L5v-6v之间选择。咪头的电流值正常状况下取决于FET（场效应）的电流值。一般在0.15mA-0.5InA之间。在这里，FET是一个恒流源,当咪头的外加电压，电阻变更时电流值基本不变。因此，我们可以认为咪头的电流值就是FET的电流值。FET的电流值与自身的放大增益指标即跨导（相当于晶体管的放大倍数）自身的阻抗值有关。一般认为：在确定的范围内，咪头的正常值电流越大、阻抗也就越低、放大实力就越高、咪头的灵敏度就越高。咪头的阻抗生产厂家一般标定为：2.2k,
9、事实上，咪头的阻抗是个范围值，而不是定点直。实践中咪头的阻抗在700欧姆-3000欧姆之间，不少用户用万用表测阻值其实是不对的，用万用表测的只是咪头的FET的直流电阻。咪头的阻抗值不仅影响到咪头本身的灵敏度，更重要的是影响到运用咪头的电器的指标，就是说，咪头的输出阻抗确定要与运用咪头的电器的放大器的输入阻抗匹配才能获得最大传声增益。4、噪声的产生与克服咪头的噪声分自身的本地噪声，和外界的干扰噪声。由于咪头的场效应管电流值很小，本地噪声已很小。金属外壳接地不良、封装不良，是噪声的主要来源。特殊在手机等高频设备中，当咪头外壳与PCB板的接触电阻大于1欧姆，就会产生明显的高频调制干扰，即所谓的电流声
10、、蚊鸣声。2.3LM7809三端稳压管7809系列是三端正电源稳压电路,它的封装形式为TO-220.它有一系列固定的电压输出，应用特别广泛。每种类型由于内部电流的限制，以及过热爱护和平安工作区的爱护，使它基本上不会损坏。假如能够供应足够的散热片,它们就能够供应大于1.5A输出电流。虽然是招安照固定电压值来设计的,但是当接入适当的外部器件后，就能获得各种不同的电压和电流7809稳压电源电路图三端稳压管管脚的区分：只要是三端稳压器，其区分方法是一样的管脚向下，面对有型号一面，从左往右数，各管脚依次是：1脚：电压最高;2脚：电压最低;3脚：电压次之。第三章单元电路3.1稳压电源直流稳压电源一般由变压
11、器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四部分组成。电源电路如图3.1所示：变压器电源变压器的作用是为了用电设备供应所需的沟通电压。变压器室利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器，是电能或作为信号传输的重要原件。变压器是一种静止电机，依据电磁感应的原理，能够将一种电压的电能转换为另一种电压的电能，以满意不能负荷的须要。变压器的主要部件是一个铁心和套在铁芯上的两个绕组。其中，与电源相连的线圈，接收沟通电能，称为一次绕组；与负载相连的线圈，送出沟通电能，称为二次绕组。整流电路所谓桥式整流电路就是用二极管组成一个整流电桥。当输入电压处于沟通电压正半周时，二极管、负载电阻R、D
12、3构成一个回路，输出电负半周时，二极管D2、负载电阻R1.、Dl构成一个回路，输出电压Vo=Vi-VD2-Vd”图中滤波电容的工作状态。压VO=V输入电压处于沟通电压。漉波电路滤波电容量大，因此一般来用电解电容，在接线时要留意电解电容的正、负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。稳压电路直流稳压电源稳定性高，输出不随负载的变更而变更。但一般适用于电流较小的电路中。在这个电路中我们采纳的是三端固定集成稳压器。三端稳压器，主要有两种，一种输出电压是固定的，称为固定三端稳压器，另一种输出电压是可调的，称为可调输出三短稳态器，其基本原理相同，在线性集中稳压器中，由于三端稳压器只有
13、三个引出端子，具有外接元件少，运用便利，性能稳定，价格低廉等优点，因而得到广泛应用。3. 2放大电路增加电信号幅度或功率的电子电路。应用放大电路实现放大的装置称为放大器。它的核心是电子有源器件，如电子管、晶体管等。为了实现放大，必需给放大器供应能量。常用的能源是直流电源，但有的放大器也利用高频电源作为泵浦源。放大作用的实质是把电源的能量转移给输出信号。输入信号的作用是限制这种转移，使放大器输出信号的变更重复或反映输入信号的变更。现代电子系统中，电信号的产生、发送、接收、变换和处理，几乎都以放大电路为基础。20世纪初，真空三极管的独创和电信号放大的实现，标记着电子学发展到一个新的阶段。20世纪4
14、0年头末晶体管的问世，特殊是60年头集成电路的问世，加速了电子放大器以至电子系统小型化和微型化的进程。放大电路的基本形式有3种：共放射极放大电路，共基极放大电路和共集电极放大电路。在构成多级放大器时，这几种电路经常须要相互组合运用。现代运用最广的是以晶体管（双极型晶体管或场效应晶体管）放大电路为基础的集成放大器。大功率放大以及高频、微波的低噪声放大，常用分立晶体管放大器。高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管，如功率三极管或四极管、磁控管、速调管、行波管以及正交场放大管等。放大电路的前置部分或集成电路元件变质引起高频振荡产生“噪噬”声，检查各部分元件,若元件无损坏，再在磁头信号线与地间并
15、接一个IoOOPF0.047雾的电容，“噬噬”声若不消逝，则须要更换集成块。第四章LED的主要参数4.1LED电学特性1.ED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。表征LED芯片Pn结制备性能主要参数。LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。反向死区:I工作区f j向院区Ir-图1LEDI-V特性曲线如图1：(1)正向死区：(图Oa或oa段)a点对于VO为开启电压，当VVVa,外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电
16、场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs为IV,红色GaASP为1.2V,GaP为1.8V,GaN为2.5V。(2)正向工作区：电流IF与外加电压呈指数关系：IF=IS(eqVF/KT-1)IS为反向饱和电流。V0时，VVF的正向工作区IF随VF指数上升：IF=ISeqVF/KT（3）反向死区：V0时Pn结加反偏压V=VR时，反向漏电流IR（V=-5V）时，GaP为0V,GaN为IOuAo（4）反向击穿区VTa时，内部热量借助管座向外传热，散逸热量（功率），可表示为P=KT（Tj-Ta）o热学特性1.ED的光学参数与pn结结温有很大的关系。一般工作在小电流IF10mA,或者10
17、20mA长时间连续点亮LED温升不明显。若环境温度较高，LED的主波长或入P就会向长波长漂移，BO也会下降，尤其是点阵、大显示屏的温升对LED的牢靠性、稳定性影响应特地设计散射通风装置。每当结温上升IOe,则波长向长波漂移Inm,且发光的匀称性、一样性变差。这对于作为照明用的灯具光源要求小型化、密集排列以提高单位面积上的光强、光亮度的设计尤其应留意用散热好的灯具外壳或特地通用设备、确保LED长期工作。第五章电路的调试与制作5.1安装制作比照元件清单买到电子元器件后，首先比照材料清单将各材料细致清点一遍，并用万用表粗略地（因出厂前已测量过）测量一下各元器件，做到心中有数。焊接时留意先焊接无极性的
18、阻容元件，电阻采纳卧装，电容采纳直立装，紧贴电路板，焊接有极性的原件如电解电容，整流二极管等元件时千万不要装反，留意极性的正确，否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。1、元器件安装留意事项：（1）元器件插好后，其引线的外形处理有弯头的，有切断成型等方法，须要依据要求处理好，全部弯角的弯折方向都应与铜箔走线方向相同。（2）安装二极管时，除留意极性外，还要留意外壳封装，特殊是玻璃壳体易碎，引线弯曲时易爆裂；对于大电流二极管，有的则将引线体当做散热器，故必需依据二极管规格中的要求确定引线的长度。（3）为了区分晶体管的电极和电解电容的正负端，一般是在安装时，加代有颜色的套管区分。（4）大功率三极管一般不
19、宜装在印制板上。因为他发热量大，易使印制板受热变形。2、焊接：任何电子产品，从几个零件构成的整流器到成千上万个零部件组成的计算机系统，都是由基本的电子元件器件和功能构成，按电路工作原理，用确定的工艺方法连接而成。虽然连接方法有多种（例如、绕接、压接、粘接等）但运用最广泛的方法是锡焊。（1）手工焊接的工具：电烙铁、烙铁架（2）电烙铁的选择电烙铁的功率应由焊接点的大小确定，焊点面积大，焊点的散热速度也快，所以选用的电烙铁功率也应大些。一般电烙铁的功率20W25W30W35W50W等等。选用30W左右的功率比较合适。（3）电烙铁经长时间运用后，烙铁头部会生成一层氧化物，这时它就不简单吃锡，这时可以用
20、锤刀搓掉氧化层，将烙铁通电后等烙铁头部微热时插入松香，涂上焊锡即可接着运用，新买的电烙铁也必需先上锡后才能运用。（4）锡焊的条件：为了提高焊接质量，必需留意驾驭锡焊的条件。被焊件必需具备可焊性。被焊金属表面应保持清洁。运用合适的助焊剂。具有适当的焊接温度。具有合适的焊接时间。3、焊料与助焊剂（1）焊接材料凡是用来熔合两种或两种以上的金属面，使之成为一个整体的金属或合金都叫焊料。这里所说的焊料只针对锡焊所用焊料。常用锡焊材料：管状焊锡丝、抗氧化焊锡、含银的焊锡、焊膏（2）助焊剂的选用。在焊接过程中，由于金属在加热的状况下会产生一薄层氧化膜，这将阻碍焊锡的浸润，影响焊接点合金的形成，简单出现虚焊、
21、假焊现象。运用助焊剂可改善焊接性能。助焊剂有松香、松香溶液、焊膏焊油等，可依据不同的焊接对象合理选用。焊膏焊油等具有确定的腐蚀性，不行用于焊接电子元器件和电路板，焊接完毕应将焊接处残留的焊膏焊油等擦拭干净。元器件引脚镀锡时应选用松香作助焊剂。印制电路板上已涂有松香溶液的，元器件焊入时不必再用助焊剂。4、手工焊接的留意事项手工锡焊接技术是一项基本功，就是在大规模生产的状况下，维护和修理也必需运用手工焊接。因此，必需通过学习和实践操作练习才能娴熟驾驭。留意事项如下：1 .手握络铁的姿态驾驭正确的操作姿态，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动损害。为削减焊剂加热时挥发出的化学物质对人的危害，削减有害气
22、体的吸入量，一般状况下，烙铁到鼻子的距离应当不少于20cm,通常以30cm为宜。2 .焊锡丝一般有两种拿法，由于焊锡丝中含有确定比例的铅，而铅是对人体有害的一种重金属，因此操作时应当戴手套或在操作后洗手，避开食入铅尘3 .电烙铁运用以后，确定要稳妥地插放在烙铁架上，并留意导线等其他杂物不要遇到烙铁头，以免烫伤导线，造成漏电等事故。焊接完成后再次测试音频电路和LED驱动电路功能确保稳定良好。5.2电路检查与调试1、电路检测接好全部连线后，应比照电路图细致复查一遍。检查晶体管或集成块的引脚是否插对，是否有漏线和错线，然后用万用表的“QX10”档检查电源与地线之间的电阻值，解除电源与地线之间的开路或
23、短路现象。在通电调试之前，必需细致检查电路连线是否正确，比照电路图依据确定依次逐级检测，特殊要留意电源是否接错，电源与地是否有短接，二极管是否接反，轻轻拨一拨元器件，视察焊点是否坚固。安装保险管后才能给电路通电。电源接通后首先保证平安，视察电路中是否有冒烟、起火等现象。假如有，应马上断电，故障解除后接着通电，并留意视察各元器件引脚电压是否正常。打开电源，给系统加上激励信号源（如系统的拍手声、打击声），用眼睛干脆视察彩灯是否闪耀。先用万用表测量电路有关点电位是否正常。检查发光二极管是否正常工作。发觉不正常现象时，刚好找出缘由进行修改。2、调试调试一般步骤：1、通电视察：通电后不要急于测量电气指标
24、，而要视察电路有无异样现象，例如有无冒烟现象，有无异样气味，手摸集成电路外封装，是否发烫等。假如出现异样现象，应马上关断电源，待解除故障后再通电。2、静态调试：静态调试一般是指在不加输入信号，或只加固定的电平信号的条件下所进行的直流测试，可用万用表测出电路中各点的电位，通过和理论估算值比较，结合电路原理的分析，推断电路直流工作状态是否正常，刚好发觉电路中已损坏或处于临界工作状态的元器件。通过更换器件或调整电路参数，使电路直流工作状态符合设计要求。3、动态调试：动态调试是在静态调试的基础上进行的，在电路的输入端加入合适的信号，按信号的流向，依次检测各测试点的输出信号，若发觉不正常现象，应分析其缘
25、由，并解除故障，再进行调试，直到满意要求以上步骤做好后发觉电路无任何异样现象，当RP的阻值确定时随着声音的增大灯得闪耀速度加快跳动，当达到确定响度时灯就会始终亮着不在闪耀；随着声音的渐渐减小灯又不停的闪动，当声音停止时灯也就熄灭了。当RP的阻值调到最大时BM的灵敏度最低即时声音很大时他也不会亮和闪耀;当RP的阻值最小时BM的灵敏度最大，刚好有一点点声音灯也会亮和闪耀，当声音达到确定响度时等就始终亮着了，不再闪耀。在本电路调试中，发觉无论有没有声音彩灯始终保持亮的状态不变，测得三极管各引脚、及六反相器均无电压用万用表测量整流桥损坏。换上新的整流桥后测得:三极管基极电压0.6V、集电极电压0.1V
26、、放射极电压0V。第六章结论6.1结论通过本次系统的设计，我大有收获，在制作过程中，确定要留意每个工作步骤的检查，确保制作胜利。比如在合理布线，检查装备无误的状况下，假如还出现电路无输出的状况，那么可以确定是原理图错误，这时就要回到原理图进行检查。总体的检查依次应当是原理图、电路板、装配状况、焊接工艺。从整体来说这是一个困难的过程，要细心谨慎，镇静冷静，反复检查，直到找到缘由为止。总之，在这次制作过程中我了解到对题目的探讨、设3552电路板的设计，电路板的调试。这一个充溢挑战伴随挫折，充溢热忱伴随打击的过程中，我个感受颇深，它已不仅是一个对我们学习学问状况和我的应用动手实力的检验，而且还是对我
27、的钻研精神，面对困难的心态，做事的毅力和耐性的考验。我们在这个过程中深刻的感受到了做毕业课题设计的意义所在。50万个大功率LED灯泡、37000套LED专用灯具、5万平方米发光面积，在2024年奥运会上，流光溢彩、由灯光变化出万种表情的水立方创建了一个世界之最:迄今为止，全球最大的LED艺术景观照明建筑。由此，这种高科技的照明起先走进国人视线。作为一种新型光源，LED照明不仅应用于景观照明，隧道照明、电视、汽车、室内照明等越来越多的领域都起先应用。“常见的电视，在电视制造中面板是最重要的器件，但其中背光源的造价就占到了整机的1/3；因为LED光源具有低温、省电、寿命长达5万小时、无红外线等二次
28、污染，在图书馆等建筑中也相宜爱护书籍文物;而LED的最大特点是易于调光，可依据四周环境变更调整灯光强度、色温。”阮军表示，“像隧道、路灯，在夜间车辆少的时候，LED照明能做到调控光源。这种也可以用到室内照明，人来了灯光调亮，人走后灯光自动调暗。”而目前，日本的一些企业已经做到了这一点。从国内企业发呈现状来看，目前主要是一个分散状况、企业份额小，但进入这个领域的企业越来越多。现状不容乐观，但在过去几年，LED的国产化还是取得了确定进步，越来越多的传统企业在“5到10年内，LED半导体作为光源的固态照明将逐步取代传统照明”的前景下转战LED市场。我信任在不久得将来LED确定会有一个大的市场。参考文
29、献1、苏志平主编模拟电子技术基础第四版北京：中国建材工业出版社，2024.45-72、张晓东好玩的家用电子制作第一版北京：人民邮电出版社，2024.3、尹克宁变压器设计原理第一版北京：中国电力出版社，2024.10-114、石生电路基本分析其次版北京：高等教化出版社，2024.35、刘建清万用表检测电子元件与电路从入门到精通第一版北京：国防工业出版社,2024.1-306、郭培源电子电路及电子器件其次版北京：高等教化出版社，2024.30-357、周筱龙、潘海燕电子技术基础其次版杭州：电子工业出版社，2024.1-308、王慧玲电路基础北京：高等教化出版社，2024.5TO9、余小平电子系统设
30、计北京：北京航空航天高校出版社，202410、三宅和司电子元器件的选择与应用/电子技术丛书第一版张秀琴科学出版社，2024.111胡宴如，模拟电子技术北京；高等教化出版社，2024.12、王振红，数字电路设计北京；机械工业出版社，2024.序号名称型号规格位号数量1集成块CD4017IC1-IC33块2驻极体传声器DG0976CDBM1个3二极管IN4007VD1-VD44个4电解电容IuFCl1只5电解电容IOuFC21只6电解电容4.7uFC31只7电阻IKRl1个8电阻100KR21个9电阻3KR31个10电阻1.2KR41个11电阻82KR51个12电阻2KR61个13电阻470R71
31、个14电阻470R81个15电阻I-IOKRP1个16三极管9014V1-V22个17变压器LGX1块18稳压管LM78091个19发光二极管LEDVLl-VLlO10个A面俯视图B面图在论文完成之际，我首先向关切帮助和指导我的指导老师王老师表示诚心的感谢并致以崇高的敬意！在论文工作中，遇到了一些困难始终得到王老师的亲切关怀和悉心指导，使我从中得到了很大的帮助。王老师以其渊博的学识、严谨的治学看法、求实的工作作风和他灵敏的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘。再一次向他表示诚心的感谢，感谢他为学生营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私帮助！值此论文完成之际，谨向王老师致以最崇高的谢意！在学校的学习生活即将结束，回顾两年多来的学习经验，面对现在的收获，我感到无限欣慰。为此，我向热心帮助过我的全部老师和同学表示由衷的感谢！感谢我的老师，在我学习期间，给我的帮助和支持，特殊是班主任盛倩老师对我的关切和指导。在我即将完成学业之际，我深深地感谢我的家人赐予我的全力支持！最终，诚心地感谢在百忙之中评阅论文和参与答辩的各位专家、教授！
