江老师-电子仿声驱鼠器.doc

题目 电子仿声驱鼠器 班级 DDDD 学号 111111 姓名 SSSS 指导 江 老 师 时间 2012年6月 景德镇陶瓷学院电工电子技术课程设计任务书姓名DDD_ 班级 _SSSS_ 指导老师江老师 设计课题： 电子仿声驱鼠器设计任务与要求在现在生活中，老鼠越来越猖獗，设计一个电子仿声驱鼠器，可以减少家里老鼠的数量，给家人一个温馨舒适的居住环境。1、 设计要求：对电子仿声驱鼠器做出必要的分析，画出分析图，以及电路图，从中分析，并写出心得。2、 分析电路：电路分时间控制电路、发生电路、功率放大电路三部分；在设计中对其做出必要的分析。3、 画出总体电路图，对其进行反洗说明。4、 写出心得体会。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、 依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分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。参考文献【1】张庆双：555应用电路精选；机械工业出版；2010年4月【2】李银华：电子线路设计指导;北京航空航天大学出版社；2005年6月【3】比满清：电子技术试验与课程设计；机械工业出版社；2001年4月【4】王炎朋：大学生电子设计与应用；中国电力出版社；2007年2月【5】高吉祥；电子技术基础实验与课程设计；电子工业出版社；2002年2月目录1、 总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42、 单元电路电源电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . .53、 单元电路时间控制电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64、 单元电路发生电路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85、 单元电路功率放大电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96、 总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117、 总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128、 元件清单；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139、 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1410、 设计心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151、 总体方案与原理说明生活中，厨房，卧室里经常会出现老鼠，设计一个电子仿声驱鼠器，当有老鼠出现时，电子仿声驱鼠器就会发出“喵喵”的猫叫的声音，老鼠听到猫叫的声音自然不敢大胆的出没了。图1 简易电子仿声驱鼠器的电路总体框图如图1所示，220V的交流电经过变压器后，电压达到一个符合要求的幅值，再经过整流电路，交流电压变成脉动的直流电压。由于次脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。为了使电路输出稳定，在整流和滤波后加上一个稳压电路。稳压电路的输出，即可当作直流电压源使用，为后面的时间控制电路，发生电路和功率放大电路提供直流电压。总电路由时间控制电路、猫叫声发生电路、功率放大电路等组成。时间控制电路是由时基电路IC1 NE555及其外围阻容元件、二极管等组成。它是一个占空比可调的脉冲振荡器,其占空比由R2和R3控制。猫叫声发生电路由一块CMOS集成电路IC2 KD-5605担任,利用存贮技术将猫叫声固化在电路内部。功率放大器采用价廉物美的通用小功率音频放大集成电路IC3 LM386,它的特点是外围元件极少,电压范围宽,失真度小,装配简单。合上电源开关S,IC1便通电工作,在IC1的输出端脚上不断有脉冲输出。有脉冲时,继电器J励磁吸合,其常开触点J1接通,使后级电路获得电源而工作,发生猫叫声,每触发一次IC2,就有一声猫叫输出,经IC3功率放大后,推动扬声器BL发出宏亮逼真的声音。2、单元电路1电源电路电源电路的设计如图所示，直接从电网供电，通过变压器电路，整流电路，滤波电路和稳压电路将电网中的220V的交流电转化为+12V的直流电压。电路中采用常规的铁心变压器，整流电路采用二极管桥式整流电路，C1，C2，C3和C4完成滤波功能，稳压电路采用三端稳压集成电路来实现图中T为电源变压器，它的作用是将交流电网电压U1变成整流电路要求的交流电压。四只整流二极管接成电桥的形式，在任意时刻都只有其中两只是导通的，其余两只截止，故能将输出信号变成脉动的直流电压.由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把电场能量释放出来，使负载电压比较平滑，从而起到滤波作用。经过滤波的电压输入到稳压管78L12后，输出即可得到稳定的12V直流电压。 滤波电容C1、C2一般选取几百几千微法，这里取100uF。当稳压器距离整流滤波电路比较远时，在输入端必须接入电容器C3（数值为0.33F ），以抵消线路的电感效应，防止产生自激振荡。输出端电容C4(0.1F)用以滤除输出端的高频信号，改善电路的暂态响应。3、单元电路时间控制电路时间控制电路是由时基电路IC1 NE555及其外围阻容元件，二极管等组成。电源电路提供电压后，IC1便通电工作，在IC1的输出端3脚上不断有脉冲输出。有脉冲时，继电器J励磁吸和，其常开触点J1接通，使后级的发生电路工作。 555时基集成电路是一种能产生时间基准并能完成各种定时，延迟功能的非线性集成电路，它将模拟电路和数字电路巧妙地结合起来，既能产生周期性时钟信号，又能产生具有一定规律的时序信号：与有关外围元器件可构成定时器，触发器，振荡器或驱动器等电路，能直接驱动直流微电动机，继电器，微型扬声器和蜂鸣器的负载555定时器由3个阻值为5k的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲（或使其电压低于0.7V）可使555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放电；3脚为输出端，输出高电压约低于电源电压1V3V，输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等；8脚为电源端，可在5V18V范围内使用。 555定时器工作时过程分析如下： 5脚经0.01uF电容接地，比较器C1和C2的比较电压为：UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。 当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器置0，G3输出高电平，放电三极管TD导通，定时器输出低电平。 当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器保持原状态不变，555定时器输出状态保持不来。 当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器两端都被置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。 当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。4、单元电路发生电路图中的IC2为猫叫声集成电路KD5605，它将猫的叫声固化在电路内部，当时间控制电路中的常开触点J1接通时，发生电路获得电源而工作，发出猫叫声，每触发一次IC2，就会有一声猫叫输出。5、单元电路 功率放大电路本装置中的功率放大器采用的是物美价廉的通用小功率音频放大集成电路LM386，它从发生电路接受脉冲后，进行功率放大，声音经过IC3功率放大后，推动扬声器BL发出洪亮逼真的声音。LM386是一种音频集成功效，具有自身功耗低，电压增益可调整，电源电压范围大，外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。 一LM386内部电路LM386内部电路原理图如上图所示。与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路。第一级为差分放大电路，T1和T、T和T分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T和T组成镜像电流源作为T1和T的有源负载；T和T信号从管的基极输入，从T管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。 第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。电路由单电源供电，故为OTL电路。输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。6、 总体电路原理相关说明电压通过变压器电路，整流电路，滤波电路和稳压电路将电网中的220V的交流电转化为+12V的直流电压。电路中采用常规的铁心变压器，整流电路采用二极管桥式整流电路，C1，C2，C3和C4完成滤波功能，稳压电路采用三端稳压集成电路来实现。在稳压电源电路中的四只整流二极管接成电桥的形式，在任意时刻都只有其中两只是导通的，其余两只截止，故能将输出信号变成脉动的直流电压。由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电源电压降低时，就把电场能量释放出来，使负载电压比较平滑，从而起到滤波作用。经过滤波的电压输入到稳压管7812后，输出即可得到稳定的12V直流电压。IC1为时基集成电路NE555，它与电位器RP、电阻R1、R2和电容C5组成时间控制电路，用来控制猫叫声的间隔。IC2为猫叫声集成电路KD-5605，它将猫的叫声固化在电路内部。合上开关S，电源经RP、R1、R2向C5充电，C5两端电压充到电源电压2/3时，IC1的脚输出低电平，同时IC2得电工作，其输出的猫叫信号经IC3功率放大后，推动扬声器BL发出洪亮逼真的猫叫声，达到驱鼠目的。与此同时，IC1内部放电管导通，C5贮存电荷经R2向IC1脚放电。当C5两端电压降至电源电压1/3时，IC1的脚输出高电平， IC2也失电停止工作，猫叫声停止。电源又通过RP、R1、R2向C5充电，电路如此循环工作。7、总体电路原理图8、元件清单名称编号型号数量电阻10K12001微调电阻130K111510K1电容器470uF10.01uF147uF10.1uF1电解电容330uF16V1涤纶电容、0.01uF2瓷片电容680pF1电解电容1uF1电解电容、10uF16V2电解电容220uF16V1开关二极管VD1 、VD2IN41482整流二极管VD3IN40011整流桥D1-D4IBQ401稳压管78L121变压器T1时基ICNE5551音效ICKD-56051音频放大ICLM3861开关S1电磁继电器JJRX-13F1扬声器BL19、参考文献【1】张庆双：555应用电路精选；机械工业出版；2010年4月【2】李银华：电子线路设计指导;北京航空航天大学出版社；2005年6月【3】比满清：电子技术试验与课程设计；机械工业出版社；2001年4月【4】王炎朋：大学生电子设计与应用；中国电力出版社；2007年2月【5】高吉祥；电子技术基础实验与课程设计；电子工业出版社；2002年2月【6】全国大学生电子设计竞赛组委会：全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选；北京理工大学出版社；2005年3月【7】 沈任元,吴勇. 常用电子元器件简明手册M. 北京:机械工业出版社, 2006年11、 设计心得体会经过一周的电子电工课程设计，我对电子电工兴趣更加深了，在设计的过程中，我熟悉了电子仿声驱鼠器的工作原理，在此过程中，不但让我体会到设计的繁琐与艰辛，同时也让我更好地巩固了以前所学的知识。以前我一直这样认为，我们只要学好课本的专业知识就行，但我们并不一定要知道如何利用利用课本知识来完成某些设计，并实现它的功能。而通过这次的课程设计让我大大改变了自己以前错误的想法。虽然这段时间临近期末考试，让我感到时间非常的紧迫，人也很疲惫，但当我通过自己的努力，去图书馆找资料，上网参考其他人的