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1、题目声光双控延迟节电照明灯班级学号姓名指导时间电工电子技术课程设计任务书姓名班级指导老师设计课题：声光双控延迟节点盏明灯设计任务与要求查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30-50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、 分析电路由几个局部组成，并用方框图对它进行整体描述；2、 对电路的每个局部分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他局部电路的关系等等；3、 用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、 对整体电路原理进行完整功能描述；5、 列出标准的元件清
2、单；设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、依次对各局部分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他局部电路的关系等等说明；4、列出标准的元件清单；5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。1周雪.模拟电子技术M.西安电子科技大学出版社,2004春2任为民.电子技术根底课程设计M.中央播送电视大学出版社，1997文3王兆安.电力电子技术M.机械工业出版社,20004湘潭电机制造学校.可控硅技术M.机械工业出版社，19795谢克明.电工电子技术简明教程M.高等教育出版社,20036
3、韩振振.数字电路逻辑设计M.大连理工大学出版社,20007王之芳.传感器应用技术M.西北工业大学出版社，19968丁镇生.传感器及传感技术应用M.电子工业出版社，1998目录1、总体方案与原理说明1-32、光控电路设计43、半导体器件设计5-64、声控电路设计7-85、emos数字集成电路设计9-106、延迟电路设计117、总体电路原理相关说明12-148、总体电路原理图159、元件清单；1610、参考文献1711设计心得体会181、总体方案与原理说明为了加强我们对模拟电子技术，数字电子技术，电子工艺的理解和稳固，我花了一周的时间进行此次电工设计，而我设计的课题是声光控制照明灯的设计，我设计了
4、一种电路新颖、平安节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控白炽灯节能照明灯。在本设计中介绍了多种声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十清楚显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过数十秒后又自动熄灭，节能节电。关键词：电路放大光敏电阻可控开关延迟电路话筒放大随着电子技术的开展，尤其是数字技术的开展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。声光控电路己
5、成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，当有人经过时会自动的亮；广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活、带来极大的方便。因此，得到了广泛的应用。声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关。它将声音（如击掌声）和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制各种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。由于，本电路广泛应用于人们的日常生活中，所以，有很大的重用作用。该电路在设计时应用了仿真软件，来进行仿真然后才确定下来的，虽然用的仅仅是EWB软件，但是在论文中也是比拟有特色。能够使人们在不知不觉中感受方便。用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，
6、只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音,楼道灯也不会亮，可以到达节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备。降低能耗、节约能源、注重环保是当今世界的主潮流，高能耗且会加剧温室效应的白炽灯越来越不受欢送。继公布“欧盟后年封杀白炽灯”的时间表后，世界各地陆续抛弃白炽灯已成定局，环保型节能荧光灯是白炽灯的替代者。节能荧光灯VS白炽灯，胜券在握已无悬念
7、，但楼道照明却限制了荧光灯的使用，因为楼道照明是非持续性的，有人经过才需要光亮，而不断的开关通断会影响荧光灯的使用寿命，所以声光控白炽灯在楼道照明领域得到广泛应用。课题分析它主要由9局部组成：整流、稳压二极管；话筒；光敏电阻，可控硅开关等。能够通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短，如果时间过长就应该减小电阻或电容的值，反之那么增大。光敏电阻和话筒的高度也会使灯的时间受到影响。声光控节电开关,在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭
8、，灯灭。该开关适用于楼道、走廊、洗涮间、厕所等公共场合，能节电并延长灯泡使用寿命。给人们的生活带来了很多的方便，受到了广泛的应用。本电路是采用分别离元件的声控延时电路，其电路原理图如下列图所示（电路图见方案三)，原理图说明：220V的灯充电直接整流。在输入端串联25W灯泡，输出端接可控硅(负载)供电电路稳压电路，稳压电路是给话筒放大，音频放大等提供8.2V直流电，话筒放大，可以把声音信号转换为电信号并放大，然后，经过音频放大器使信号到达足够大；检波音频信号的正半周，即：把音频信号转换为直流信号。经过延时电路以后送到控制电路，由控制电路去控制可控硅，假设可控硅断开，那么整流电路负载断开，假设导通
9、，那么整流电路负载导通。光敏控制电路把光照变成电信号，从而去控制音频信号往后边输送情况。可见：本电路灯泡要受可控硅的控制，可控硅受话筒取得的音频信号和光敏电阻的控制，从而可以实现声控和光控；灯亮的时间由延时电路的时间长度决定。设计方案从实验的主要内容与要求中可以看出该电路可以用以下方案：使用了数字集成电路cd4011,其内部含有4个独立的与非门Vdlvd4,使电路结构简单，工作可靠性高。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路cd4011,其内部含有4个独立的与非门Vdlvd4,使电路结构简单，工作可靠性高。顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启，假设千分钟后延时开关“自动关闭。因
10、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。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为假设干个单元，由此可画出如下所示的方框图。图1声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒bm接收并转换成电信号，经Cl耦合到vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(VdD的2脚控制其进入到与非门(VD2)对该信号进行一定的整形使其满足一定的要求，在到达延迟电路局部到达节电的作用，进过延迟是之后波形信号要进过由vd3和vd4构成两级整形电路，经过整形之后产生的电能将是开关接通使灯泡发亮。其中r4、r7是Vt偏置电阻，c2是电源滤波电容。为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮
11、，由光敏电阻rg等元件组成光控电路，r5和rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，rg两端的电压高，即为高电平间t=2nr8c3,改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同目的。vd3和vd4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当c3充电到一定电平时，信号经与非门Vd3、vd4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；c3充满电后只向r8放电，当放电到一定电平时，经与非门Vd3、vd4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。二极管vdlvd4将交流220V进行桥式整流，变成脉动直流电，又经rl降压,c2滤波后即为电路的直流
12、电源，为bm、vt、ic等供电。当无声控信号输入MIC驻极话筒时，IC的脚无输入信号电压，那么IC的(12)脚无电压输出，BG管截止，继电器J不动作，其常开触点Jl断开灯泡ZD的供电电源；当有声波信号送入MlC时，驻极话筒便将声波信号转换成电信号，经电容CI耦合给声控集成电路IC的脚，在IC的(12)脚得到经IC内部二级放大输出电压，使BG管导通，继电器J吸合，其上的常开触点闭合，接通灯泡ZD供电电源，灯泡点亮。与此同时，IC的、脚接的电容C3,能使脚在收到信号后约50秒左右输出一个正脉冲，并送入IC的(13)脚，进行反相、放大与整形后，又从IC的(12)脚低电平，使BG截止，继电器J释放，常
13、开触点Jl断开灯泡的电源，灯泡熄灭。也就是说，拍一下手掌或吹一声口哨，继电器J立即吸合、灯亮；约经50秒，J释放,灯灭。ic选用CmOS数字集成电路cd4011,其里面含有四个独立的与非门电路。内部结构见图5,vss是电源的负极，vdd是电源的正极。可控硅t选用1a/400v的进口单向可控硅1OO-6型，如负载电流大可选用3a、6a、Ioa等规格的单向可控硅，单向可控硅的外形如图6所示，它的测量方法是：用1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极k,这时表针有读数，黑表笔马上离开控制极k这时表针仍有读数（注意触控制极时正负表笔是始终连接说明该可控硅是完
14、好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：用100档将红表笔接外壳的s、黑表笔接d,这时用口对着驻极体吹气，假设表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；光敏电阻选用的是625a型，有光照射时电阻为20k以下，无光时电阻值大于100mq,说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管1n40011n40070总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。其它元件按图1所示的标注即可。2、光控电路设计当夜晚来临，光线变暗，照射在RG上的光通量减弱，RG的内阻变得越来越大，控制器DM内部电路亦逐渐开通，从而有电流通过照明灯H而使其发光。该电路系软启动方式，即照明灯H的灯
15、丝由红逐渐过渡到白炽状态，并且在红丝时不易产生闪烁现象。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻如下图。为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、硫化物等半导体。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子一空穴对的出现使电阻率变校光照愈强，光生电子一空穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失，电子-空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。结合图1看图8。白天
16、，光敏电阻器R1.呈现低电阻，与非门D2的4脚为低电平，那么输出高电平，VDI截止，所以电路封锁了声音通道，使声音脉冲不能通过，此时总控制门D3不通，晶闸管SCR截止，所以电灯E1.不能点亮。夜间R1.呈现高电阻，使与非门D2的4输入端为逻辑高电平“1”，这就为声音通道的考通创造了条件。光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。3、半导体器件设计可控硅的原理：可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成.它的功用不仅是整流，还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等
17、。可控硅和其它半导体器件一样，其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。（如下列图所示）。晶闸管T在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。从晶闸管的内局部析工作过程：晶闸管是四层三端器件，它有JlJ2、J3三个PN结图3.1.可以把它中间的NP分成两局部，构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管图3.2。当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导铜，必须使承受反向电
18、压的PN结J2失去阻挡作用。图3.2中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此，两个互相复合的晶体管电路，当有足够的门极电流Ig流入时，就会形成强烈的正反应，造成两晶体管饱和导通，晶体管饱和导通。设PNP管和NPN管的集电极电流相应为ICl和Ic2;发射极电流相应为Ia和Ik；电流放大系数相应为a=IcIa和a2=IczIk,设流过J2结的反相漏电电流为Ic0,晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和：Ia=Ic1+Ic2+Ic0CIa=a1Ia+a2Ik+Ic0假设门极电流为Ig,那么晶闸管阴极电流为Ik=Ia+Ig从而可以得出晶闸管阳极电流为：I=(Ic0+Ig
19、a2)/(1-(a1+a2)(1-1)硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数al和a2随其发射极电流的改变而急剧变化。当晶闸管承受正向阳极电压，而门极未受电压的情况下，式(1-1)中，Ig=O,(a+aj很小，故晶闸管的阳极电流IaQICO晶闸关处于正向阻断状态。当晶闸管在正向阳极电压下，从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结，从而提高起点流放大系数a2,产生足够大的极电极电流Ie?流过PNP管的发射结，并提高了PNP管的电流放大系数al,产生更大的极电极电流ICl流经NPN管的发射结。这样强烈的正反应过程迅速进行。当由和也随发射极电流增加而(a1+a2)时，式(1-1)
20、中的分母1-(a+az)弋0,因此提高了晶闸管的阳极电流Ia.这时，流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定。晶闸管已处于正向导通状态。式(1-1)中，在晶闸管导通后，1-(由+&)20,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通。晶闸管在导通后，门极已失去作用。在晶闸管导通后，如果不断的减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流Ia减小到维持电流IH以下时，由于a和为迅速下降，当1-(a+a2)QO时，晶闸管恢复阻断状态。4、声控电路设计如下面电路图所示当在夜晚时，光控电路已为声音通道开通创造了条件。如果此时楼梯有人走动或者有人谈话，话筒BM拾取了声音信号经与非
21、门Dl放大输出，经C2耦合加到R3的两端，即与非门D2的5号输入端。当音频信号的正半周期峰值电平超过与非门的输入阈值电平时，与非门D2因两个输入端均为逻辑0”，那么输出端为逻辑“1”，此高电平经过R7加至晶闸管SCR的门极，使SCR触发开通，接通由整流桥组成的电源电路，此时电灯E1.即可点亮。声音传感器采用灵敏度较高的驻极体电容传声器BM,输出阻抗2k,Rl为BM内部场效应管外接负载电阻器，注意BM两个焊点中与金属屏蔽壳相连的焊点为负极接地端。射随驱动电路采用基极无偏置电压电路，当VT2基极输入电压到达一定值时，射极电阻器R5上有电压输出，VDl为VT2基极反向电荷提供通路。只有当：R5信号电
22、压上升，引脚1处于高电平状态，环境光线较暗，RG光敏电阻值较大(不小于5kQ)时，输入端引脚2处于高电平状态，才能满足与门电路输出端引脚3上升到高电平状态的条件，通过限流电阻器R6触发单向晶闸管VS导通，其负载小电珠E1.点亮。电源GB通过开关二极管VD2降去0.7v后接集成电路VCC引脚。通过2输入端与门电路实验，了解与门电路的作用。首先，输入端信号电平到达开门电平时，输出端电压开始跃升，输入端信号电平升到一定程度，输出电压（4.5V）几乎不再变化，可以视为波形顶部的起伏变化被削顶；而输入端信号低于关门电平时，与门“关闭”，输出端电压几乎为零（O.15V）,因此输出端信号为脉冲波形，这就是与
23、门的整形作用。其次，声音信号能否通过与门控制单向晶闸管导通，需要看另一个输入端一控制端电平的上下，环境光线较暗时，控制端处于高电平状态，用声音可以控制灯亮，这就是与门的选通作用；当环境光线较强时，控制端处于低电平状态，声控不起作用，这就是与门的禁止作用。最后，与门的逻辑功能发挥作用，完成白天声控不起作用，黑夜用声音信号控制灯亮的功能。当电子元件的伏安特性符合欧姆定律U=R.I时，我们称之为线性元件，而不符合欧姆定律的，称为非线性元件。一般常见的线性电子元件主要有电阻器、电容器和电感器。这些元件，都存在固定的电阻或电抗，它们的静态电阻与动态电阻不变且等同。常见非线性元件有：晶体二极管、三极管、场
24、效应管、辉光放电管、电子管、晶闸管等。这些元器件自身不存在固有电阻和电抗，却有固定的工作（击穿）电压。它们的静态电阻与动态电阻都随其两端所加电压不同而变化，可以从无限大到零，甚至出现负阻现象。在非线性电路中，为防止电流剧增时元器件被击穿，要接人限流电阻。此电阻只有限流作用，它的接人不会改变非线性元件的固有工作电压，例如：发光二极管、稳压二极管电路中所串的限流电阻即是。电阻器具有调压和限流作用，但调压和限流不可混为一谈，这与工作于线性还是非线性电路有关。举两例说明：一是低压就管电笔的工作（击穿、辉光）电压,一般约为80V,用它检测交流市电火线必须在电笔串入12MQ电阻。二是一只额定电压为80V的
25、灯泡，欲使其在220V电压下工作，亦为其串人相应电阻，降去140V电压。这两种电路结构完全相同，然而电阻的作用不一样。前者与电阻串的是非线性元件筑管，故电阻器只有限流作用。它的大小均不能改变筑管固有的80V工作（击穿、辉光）电压，而后者是线性元件灯泡，故所串电阻不仅可减小灯泡中的电流也可改变其电压，故常称其为降压电阻。另外，我们使用的日光灯镇流器也叫限流器，而从不叫降压器，其原因也是因日光灯乃非线性器件也。5、emos数字集成电路ic选用CmoS数字集成电路cd4011,其里面含有四个独立的与非门电路。内部结构见图6,VSS是电源的负极，Vdd是电源的正极。可控硅t选用la400v的进口单向可
26、控硅100-6型，如负载电流大可选用3a、6a、Ioa等规格的单向可控硅，单向可控硅的外形如图7示，它的测量方法是：用rXl档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极（如印制板图所示），这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极k,这时表针有读数，黑表笔马上离开控制极k这时表针仍有读数（注意触控制极时正负表笔是始终连接说明该可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：用rX100档将红表笔接外壳的s、黑表笔接d,这时用口对着驻极体吹气，假设表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；光敏电阻选用的是625a型，有光照射时电阻为20k以下，无光时电阻值大于100mq,说明
27、该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管ln4001-ln4007o本电路由一只CD40U输人与非门集成电路组亦用其中D3、D4组成一个单端触发的双稳态触发器，用来控制电灯的开与关。用Dl组成一个反相器，作为触摸控制器。由电阻器R3、R4将Dl的输人端偏置于高电平。平时，Dl的输人端因有电阻R4的作用，其为高电平，输出端为低电平，二极管VDl不导通，双稳态触发器处于一种稳定状态。假定这时的稳定状态为D3输出高电平，D4输出低电平。那么双向晶闸管VTH未能受到触发而呈关断状态，电灯不亮。当夜晚来临时，由于光照变弱使R1.的电阻值增大，由D2与RS组成的线性放大器正常工作。当人们用击掌声作为触发
28、信号时，由B将掌声转变为电脉冲，经过VT一级放大后，再经C2藕合至D2作进一步放大，最后通过C3加至双稳态触发器的触发端，通过C4、C5将其触发翻转。如果电灯原来处于关闭状态，这时就会被翻开。元器件选择IC（DlD4）选用CD401142输人与非门数字集成电路，也可用CC4011、TC4011或MCl4011等同类数字集成电路直接代换。VDl选用1N4148型普通硅开关二极管；VD2选用IN4004型普通硅整流二极管；VD3选用IN4007型普通硅整流二极管；VS选用6V、0.5W硅稳压二极管，如1N5233型、2CW21C型等；VTH选用普通小型塑料封装双向晶闸管，如MAC94A4型或MAC
29、97A6型等。6、延迟电路设计白天：光敏管DG在光线照射下，反向电阻变小，IClD反相器11脚输出高电平经DI使IClD与非门3脚输出低电平，单向可控硅SCR截止，灯泡1.AMP保持不亮。夜间：光敏管DG反向电阻变大，IClD反相器11脚输出低电平，这是Dl起到了隔离作用。当话筒MIC接收到脚步等声音时，经C2到IClC放大，输出的脉冲信号经C4使IClA的1脚得到低电平，IClD与非门3脚输出高电平，单向可控硅SCR导通，灯泡1.AMP点亮；同时C5开始充电，使ICIB反相器4脚输出低电平，ICIA与非门3脚保持输出低电平，单向可控硅SCR保持导通，灯泡1.AMP保持点亮。当C5充电完毕，I
30、CIB反相器输出变为高电平，IClA与非门3脚输出低电平，单向可控硅SCR截止，灯泡1.AMP熄灭。当话筒MIe再次接收到脚步等声音时灯泡点亮延时熄灭（15秒左右），依次循环。C5充电时间（即灯泡延时时间）由C5、R3的数值决定。R5增大可是声音灵敏度降低。所以当夜晚.同时又有外界声音信号时，控制门（与非门）D2的两个输入端均为高电平，输出为低电平，VDl导通，在VDl导通的瞬间，C3被迅速充电，在声音信号过后，VDl虽然恢复了截止，但由于C3储存电荷需要通过高值电阻慢慢放电，从而使与非门D3的输入端仍然保持低电平“0”，所以电灯E1.不会马上熄灭。随后那么C3的放电，与非门D3的输入端得电平
31、不断升高，当升至与非门阈值电压时，与非门D3发生翻转，输出端就变成低电平“0”，晶闸管SCR当交流电过零时即关断,电灯E1.才熄灭。电路的延迟时间主要有R5,C3等放电时间常数决定。T=211R5C3.增减R5或C3的数值可以调整电路的延迟时间。本设计的延时时间约为5分钟，即灯亮后假设不再有声音5分钟后灯自动熄灭。二极管VD2-VD5将交流220V进行桥式整流.变成脉动直流电。又经R6降压，C4滤波后即为电路的直流电源，为BM、IC等供电。控制局部电路就是通过控可控硅的导通与截止进而连接和切断供电电路，而到达目的。7、总体电路原理相关说明整流电路采用桥式整流电路，二极管稳压电路加上滤波电容。可
32、控硅开关起开关作用，非常重要，由这个开关去控制整流电路的工作与否，从而控制灯的亮和熄。稳压电路需8.2V稳定电压，并要求不高所以我们采用它话筒放大为实现声控功能，要设制话筒放大电路，主要是由话筒拾音电路（就是把声音信号变为电信号电路，由于声音微小，所以加放大电路）和放大电路组成。光敏控制电路实现光控的功能，可以有光敏电阻来实现。音频放大电路因话筒输出的音频信号小，不能满足检波的需要，设制二极管音频放大电路，倍数几千上万倍。检波电路音频信号是交流信号，不用交流信号控制可控硅，需转换为直流信号，才能控制可控硅，因是小信号，要反映信号的峰值电路线变化。延迟电路在灯点亮时需要有延迟，检波输出直流电压通
33、过延迟电路是电压消失，保持一段时间，所保持时间的长短由延迟电路的参数决定，实际上延迟电路由RC电路组成，时间常数=RC,这是可控制电压。控制电路是控制可控硅栅极的开关电路，它的输入由延时端的延时电路送来的电压控制，输出控制可控硅的导通情况。论证方案：声源产生的声音信号，经声电转换器后转换成微弱的电信号，该信号经放大后送处理器处理，处理器将幅度、频率不尽相同的一群声波信号转换成一次状态改变的控制信号，该信号经延时处理电路到达设计要求时间与设计要求功能，经执行机构直接控制负载动作。声光控延时开关的电路原理图见图3所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路cd4011.其内部含有4个独立的与非门V
34、d1vd4,使电路结构简单，工作可靠性高。顾名思义,声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启，假设干分钟后延时开关“自动关闭。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。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为假设干个单元。结合图1来分析图2。声音信号（脚步声、掌声等）由驻极体话筒bm接收并转换成电信号，经CI耦合到Vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门（Vdl）的2脚，r4、r7是Vt偏置电阻，c2是电源滤波电容。下表是常用灯光源技术性能：.种类光效/1.MW-I色温/K平均寿命/h供电白炽灯1528001000父流卤鸨灯2530002000-5
35、000交流/直流荧光灯70全系列10000交流/直流高压钠灯100-1201950/2200/250024000父流1.ED256400（超高亮、白光）100000直流为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻rg等元件组成光控电路，r5和rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，rg两端的电压高，即为高电平间t=2nr8c3,改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同目的。vd3和vd4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当c3充电到一定电平时，信号经与非门vd3vd4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；c3充满电后只向r8放电，当放电到一定电平时，
36、经与非门Vd3、vd4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。二极管vdlvd4将交流220V进行桥式整流，变成脉动直流电，又经rl降压,c2滤波后即为电路的直流电源，为bm、vt、ic等供电。安装调试及故障分析1 .翻开电源，给系统加上鼓励信号源(如系统的啪手声、打击声)，用眼睛直接观察灯泡是否亮和按时熄灭。强光下，用手在麦克风附近拍打，看发光二极管是否发光。假设灯亮了，那么应该用2中的方法来判断故障部位，并加以改正。用手遮住光敏电阻，还是用手在麦克风附近拍打.，看等是否亮，假设亮了，再观察它到底能够亮多久，假设不能够准确定时40秒钟，要及时修改元
37、件参数，让其准确定时。2 .故障寻、检常用方法如下表：直观检查法电阻法电压法电流法通过眼、耳、鼻、手来查找故障部位。即是看元器件有无断线、互碰、烧焦、脱焊等现象；听声音有无异常；闻有无焦味；摸器件是否过热等。用普通万用表的欧姆档检查各点的阻值，粗查是否有短路、断路或元器件错焊等情况。用万用表测量电路中各点对地的电阻以及元器件的阻值，以此来判断故障部位测量晶体管的管脚电压和集成块各脚的电压或波形，据此电压值判断故障。测量晶体管的管脚电压和集成块各脚的电压或波形，据此电压值判断故障。调试前，先将焊好的电路板对照印刷电路图认真核对一遍，不要有错焊、漏焊、短路、元件相碰等现象发生。通电后，人体不允许接
38、触电路板的任一局部，防止触电，注意平安。如用万用表检测时，只用将万用表两表笔接触电路板相应处即可。本电路调试时请先将光敏电阻的光挡住，将ab分别接在电灯的开关位上，用手轻拍驻极体，这时灯应亮，假设用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体，这时灯不亮，说明光敏电阻完好，这时即告本套件制作成功。假设不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。局部数值计算单管放大电路参数的设置：经测试，得知r=164,实测9013的导通电压为Uon=Ube=O.4V,给定电源电压Vcc=+6Vo在静态工作的时候，要使三极管发处于放大状态，那么VCe一般取大于2V小于VCC的2/3。又由于VCe是根据公式Vce=Vcc-V
39、r4-Vr5,Vr4+Vr5=(Rc+Re)*Ice而得，而Ice=(Vr3-0.4)/Re,Vr3=Rb2(Rb2+Rb1)*Vcc先假定Rb2=6.8K,那么有：Rb=75K,Rc=24K,Re=2K0此时，Ice=(Vr3-0.4)/Re=0.ImA,Vce=Vcc-(Rc+Re)*Ice=3.43VVbe=O.4+Ice*Re=0.50V这些参数满足使三极管工作在放大状态。Au的计算：Au=UoUi=-(r*Rc)/Rbe其中r=164,Rbe=Rbb+(l+r)*Ut/Ice,Ut=26mV经计算得出：Rbe=43.Ik,Au=95.47。图中CI的作用是对电源进行滤波，通常取得较大
40、，这里取Cl=100UF。Rl取IOK是为了给麦克风起保护作用。8、总体电路原理图9、元件清单序号名称型号规格位号数量序号名称型号规格位号数量I桀成电路CD4011IC1支10电阻器25M、5.IMR4、R6各一只2单向可控硅100-6T1支11究片电容104Cl1支3三极管9014VT1支12电解电容10PF/I0VC2、C32支4整流二极管IN41VDI-VD55支13前后盖、红面板I支5驻极体54+DbBMI支14印制板、图纸I支6光敏电阻625ARG1支15元机螺丝d3*62支7电吼器IOKx120KR6、Rl2支16自攻螺丝d)3*85支8电吼器47KR2、R32支17元机螺丝3*2
41、52支9电阻器47OKsIMR7,R52支18铜接战柱、塑料螺丝盖各2个1.ED使用考前须知:(1)由于1.ED的工作电压变化0.IV,工作电流可能变化20mA左右。为了平安，普通情况下使用串联限流电阻，极大的能量损失显然不适合太阳能草坪灯，并且1.ED亮度随工作电压变化。采用升压电路是一个好方法，也可以用简单的恒流电路，总之一定要自动限流，否那么将损坏1.ED。(2) 一般1.ED的峰值电流5(1100mA,反向电压6V左右，注意不要超过这个极限，尤其在太阳能电池反接或者蓄电池空载，升压电路峰值电压过高时，很可能超过这个极限，损坏1.ED。(3) 1.ED温度特性不好，温度上升5,光通量下降
42、3%,夏季使用要注意。(4)工作电压离散性大，同一型号，同一批次的1.ED工作电压都有一定差异，不宜串联使用。一定要并联使用，应该考虑均流。(5)超高亮白光1.ED色温为6400k30000k.目前，低色温的超高亮白光1.ED尚没有进入市场，因此用超高亮白光1.ED制造的太阳能草坪灯光穿透能力比拟差，所以在光学设计上要注意。(6)静电对超高亮白光1.ED影响很大，在安装时要有防静电设施，工人要佩戴静电手腕。受静电伤害的超高亮白光1.ED当时可能凭眼睛看不出来，但是使用寿命将变短。10、参考文献1周雪.模拟电子技术M.西安电子科技大学出版社,20042任为民.电子技术根底课程设计M.中央播送电视
43、大学出版社,19973王兆安.电力电子技术M.机械工业出版社,20004湘潭电机制造学校.可控硅技术M.机械工业出版社，19795谢克明.电工电子技术简明教程M.高等教育出版社,20036韩振振.数字电路逻辑设计M.大连理工大学出版社,20007王之芳.传感器应用技术M.西北工业大学出版社，19968丁镇生.传感器及传感技术应用M.电子工业出版社,199811、设计心得体会通过这次的课题研究我们希望在理清它的开展脉络上进一步了解它的创造原理，将平时所学习的知识运用到实验探索上，这对提高我们的动手能力，创新意识，及锻炼思维活动无疑是一个莫大的帮助。同时我也希望这次的研究能让更多得人进一步地了解照明灯，而不是仅局限与课本知识以内。从小的突破点入手，掌握又一项科技知识，从而实现课堂外的又一次提高,为现代教育科学尽一份力量！在此次的设计中，我收获了很多，知道了分析的重要性，比方总方案的选择,电路的选择，器件的选择等，这些都关系到设计的总体方向以及设计的产品的本钱、简易度等。但是进过我不断地查资料请教老师同学，终于将这个设计完成。通过这次课程设计我学会了很多知识，充分掌握了DXP2004的操作方法，亲手用电脑画出了电路图。除此之外，我对电脑的操作知识也得到了提高，特别是对办公软件OffiCe的根本操作有了很大的提高。总之，这次课程设计让我受益很多！
