浅谈楼道声控灯工作原理

浅谈楼道声控灯工作原理浅谈楼道声控灯工作原理 声控灯是一种声控电子照明装置 声控灯由话筒 音频放大器 选 频电路 倍压整流电路 鉴幅电路 恒压源电路 延时开启电路 可 控延时开关电路 可控硅电路组成 而声控灯有一种有趣的现象 那就是光线充足时 任你发出多大的 声音都不亮 但在黑夜 轻轻一声它就发出了亮光 这是为什么呢 原来声控灯还光控电路 以使其在光线足够的时候不工作 所以声控 灯的控制盒是声 光同时控制的 在光亮度能达到的情况下 灯不会 亮 你可以做一个小实验 你可以用手遮挡声控开关的光控原件然后 再发出声音 灯就会亮了 关键词 声控灯 音频放大器 选频电路 1 引言 声控灯是一种由自然光控制其熄与亮的光控灯 声控灯是利用触发 元件 开关控制元件及对自然光敏感的光敏电阻组成开关控制线路 控制照明用灯的开关 该控制线路只有 7 个零件 该实用新型具有结 构简单 容易调试 成本低等特点 适用于任何可用自然光控制熄 亮的环境 特别是公共场合 它可减少人工开关电灯的麻烦 也避免 了忘记关灯而造成的用电浪费 当然 也有弊端 由于开关的频率比较高 灯泡的寿命大大降低 同时 也造成了一定的噪音污染 也就是说 在遇到声控灯时 人们 往往是用不同的办法 让它发光照明 但有一点是相同的 不管采用 何种方法 一定要发出声音才可以 1 2 原理 声控灯包括灯负载 RL 可控硅 SCR 话筒 MIC 及声控电路 灯负载 RL 与可控硅 SCR 串接后与电源相连 话筒将声音信号转换成电信号 声控电路通过声音信号控制可控 硅 SCR 的导通状态 其特征在于 所 述声控电路包括电源部分 谐振放大部分及触发器 电源部分通过电 容降压 整流及稳压提供声控电路所需的直流电压 谐振放大部分包 括多极三极管放大 话筒接在第一级放大三极管的基极上并由电容耦 合 一个由电感和电容构成的振荡电路接在末级放大三极管的基极上 放大后的信号影响触发器的翻转 并最终控制可控硅的控制极的电位 包括灯负载 RL 可控硅 SCR 话筒 MIC 及声控电路 灯负载 RL 与可控 硅 SCR 串接后与电源相连 话筒将声音信号转换成电信号 声控电路 通过声音信号控制可控硅 SCR 的导通状态 其特征在于 所述声控电 路包括电源部分 谐振放大部分及触发器 电源部分通过电容降压 整流及稳压提供声控电路所需的直流电压 谐振放大部分包括多极三 极管放大 话筒接在第一级放大三极管的基极上并由 2 电容耦合 一个由电感和电容构成的振荡电路接在末级放大三极管 的基极上 放大后的信号影响触发器的翻转 并最终控制可控硅的控 制极的电位 3 音频放大器 3 1 功率放大电路的原理 这个功放电路中 为了解决阻抗匝配和信号相位等问题 输入与输 出变压器是不可少的 图 1 是用耦合变压器的推挽电路原理图 它的特点是三极管静态工 作电流接近于零 放大器耗电及少 有信输入时 电路工作电流虽大 但大部分功率都输出到负载上 本身损耗却不大 所以电源利用率较 高 这个电路中每只三极管只在信号的半个周期内导通工作 为避免 失真 所以采用两只三极管协调工作的方式 图中输入变压器 B1 的次 级有一个接地的中心抽头 在音频信号输入时 B1 次级两个大小相等 极性相反的信号分别送到 BG1 和 BG2 的发射结 在输入信号的正半周 时间里 BG1 管因加的是反向偏压而截止 只有 BG2 能将信号放大 从 集电极输出 而在信号负半周 BG1 得到正高偏压 能 3 将这半个周期的信号放大输出 而 BG2 却截止 电路中的两只三极 管虽然各自放大了信号的半个同期 但它们的输出电流是分先后通过 输出变压器 B2 的 所以在 B2 的次级得到的感应电流又能全成一个完 整的输出信号 3 2 丙类高频功率放大器 图 2 丙类功率放大器通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和 较高的效率 如图 2 所示 该实验电路由两级功率放大器组成 其中 T1 XQ1 与 C15 组成甲类功率放大器 工作在线性放大状态 其中 R2 R12 R13 VR4 组成静态偏置电阻 调节 VR4 可改变放大器的增益 XQ2 与 CT2 C6 组成的负载回路与 VT3 3DG12 组成丙类功率放大器 甲类功放的输出信号作为丙放的输入信号 由短路块 J5 连通 VR6 为射极反馈电阻 调节 VR6 可改变丙放增益 与拨码开关相连的电阻 为负载回路外接电阻 改变 S5 拨码开关的位置可改 4 变并联电阻值 即改变回路 Q 值 当短路块 J5 置于开路位置时则 丙放无输入信号 此时丙放功率管 VT3 截止 只有当甲放输出信号大 于丙放管 VT3 be 间的负偏压值时 VT3 才导通工作 3 3 丙类谐振功率放大器的工作原理 3 3 1 基本工作原理 图 3 丙类谐振功率功率放大器的原理图如图 3 所示 图中 VCC VBB 为 集电极和基极的直流电源电压 为使晶体管工作在丙类状态 VBB 应设 在晶体管的截止区内 当没有输入信号 ui 时 晶体管处于截止状态 ic 0 RL 为外接负载电阻 实际情况下 外接负载一般为阻抗性的 L C 为滤波匹配网络 它们与 RL 构成并联谐振回路 谐振在输入信号 频率上 作为晶体管集电极负载 由于 RL 比较大 所以 谐振功率放 大器中谐振回路的品质因数比小信号谐振放大器中谐振回路的要小的 多 但这并不影响谐振回路对谐波成分的抑制作用 功率与效率 丙类谐振功率放大器是依靠激励信号对功放管电流的控制 起到把 集电极电源的直流功率转换成负载回路的交流功率的作用 在直流 5 功率相同的条件下 转换的效率越高 输出的交流功率越大 4 选 频电路 工作原理 整机电路见上图 电路由放大 选频 整形 记忆 触发 执行和 电源等部分组成 发射器是一只皮囊哨 用手捏动时会发出大约 12kHz 的叫声 话筒 MIC 收到声信号后转换成电信号 由三极管 VTl VT2 放大 并经由电感 L1 和电容 c3 组成 12kHz 的选频回路选频 当电路中出现 12kHz 频率的信号时电路谐振 输出最大 使平时处于 截止状态的三极管 VT3 迅速饱和 在其集电极电阻 R8 两端产生一接近 电源电压的高电平信号 触发记忆单元的 IC 由于谐振回路中电感 Q 值较高 其通带较窄 因为家庭环境噪声大多在 10kHz 以下 又由于 普通驻极体话筒的频响上限为十几 kHz 故选频电路谐振频率确定为 12kHz 当 IC 被前级的高电平触发后 电路翻转 Q2 端输出电平亦发生变 化 使晶体管 VT4 状态发生变化从而触发双向可控硅 VS 导通或关 6 断 完成了对电器的开关控制 附图中的 IC 采用一片 CMOS 双 D 触 发器 CD4013 为保证触发可靠 将其中一个 D 触发器接成单稳态电路 当第 11 脚接收到上升沿高电平信号时 由于 VDl 接地 使 Q1 变为低 电平 Q1 端输出变为高电平 并通过电阻 R8 给电容 C5 充电 当 c5 上 的电压充至 S1 端的转移电压时 使 Q1 端跳变回高电平 再去触发下 一级 D 触发器构成的双稳态电路 单稳电路的时间常数 T 0 7R9C5 按图中的数值 在 3 秒钟内只接受一个控制信号 可以 有效地克服双稳电路由于触发原因引起翻转不稳定的缺点 整机电路采用电容降压方式供电 不存在过热问题 功耗也有降低 5 总结 利用放大电路将声音信号进行放大 通过比较电路进行检测 当声 音信号达到预设的监测强度时 比较电路输出脉冲信号给门电路 是 门电路打开 将电信号输出至功放电路 使功放电路饱和导通 接通 控制设备 同时有时钟电路维持导通状态 简单来说 声控灯是通来麦克风把声音信号转换为电信号 然后通 过放大电路放大到必要的功率以控制开关电路 大多数情况下 开 关电路是由三极管组成的 当然也可以加别的元器件 如继电器等 7 声控灯的工作原理 0V 交流电通过 H 及整流全桥后 变成直流脉动 电压 作为正向偏压 加在可控硅 VS 及 R 支路上 白天 亮度大于一 定程度时 光敏二极管 D 呈现底阻状态 1K 使三极管 V 截止 其 发射极无电流输出 单向可控硅 VS 因无触发电流而阻断 此时流过灯 泡 H 的电流 2 2mA 灯泡 H 不能发光 电阻 R1 和稳压二极管 DW 使三 极管 V 偏压不超过 6 8V 对三极管起保护作用 夜晚 亮度小于一定 程度时 光敏二极管 D 呈现高阻状态 K 使三极管 V 正向导通 发 射极约有 0 8V 的电压 使可控硅 VS 触发导通 灯泡 H 发光 RP 是清 晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件 由音频放大器 选频电路 延时开启电路和可控硅电路组成 它提供了一种操作简便 灵活 抗 干扰能力强 控制灵敏的声控灯 它采用人嘴发出约 1 秒的控制信号 嘶 声 即可方便及时地打开和关闭声控照明装置 并有防误触发 而具有的自动延时关闭功能 并设有手动开关 使其应用更加方便 声控灯由话筒 音频放大器 选频电路 倍压整流电路 鉴幅电路 恒压源电路 延时开启电路 可控延时开关电路 可控硅电路组成 声控灯的特点及应用 声控灯具有操作简便 灵活 抗干扰能力强 控制灵敏等特点 并有防误 触发而具有的自动延时关闭功能 设有手动开关 使其应用更加方 便 适用于任何可用自然光控制熄 亮的环境 特别是公共场合 它 可减少人工开关电灯的麻烦 也避免了忘记关灯而造成的用电浪费 声控灯的故障检修声控灯的故障检修 1 有声响时 白天灯自动点亮 一般是 2CU 性能不良造成 经检 查发 现楼道内