音响设备无信号自动关机电路的设计（程序仿真+电路图+任务书+说明书）

第0页摘要从理论上讲，声音是物质的一种属性，是客观的。能够被“听”到的音频范围是20-20000Hz，而当这种音响被人所“听”到。在人的大脑颞叶听觉区形成的知觉后。这种知觉却又是主观的印象。因此。可以说音响是物质世界所固有的而它又是随着人及人类社会的不断发展变化而变化的。人类社会每发展到一个新的高度。在其自身的视听世界中。都会增加不同的内容。在我们今天的电视创作。音响自然更是不可缺少的。在当今经济社会中，经济活动在人们日常生活中所占的比重是越来越大，当然，随着题材的越来越多。音响素材的范围也越来越广。所以在经济节目制作中。就要注意处理好音响与音乐、语言（包括解说词）的关系。关键词音响；无信号输入；NE555目录摘要.1第1章绪论.2第2章设计框图及电路系统概述.32.1目的.32.2设计框图.32.2.1设计方框图.32.2.2各个基本框图功能分析.32.3元器件的选择.42.3.1主要元器件介绍.42.3.2其他元器件的介绍.6第3章电路工作原理.73.1总体电路图.73.2电路工作原理分析.7第4章EWB软件仿真.94.1有信号的仿真现象.94.1.1仿真现象.94.1.2仿真现象分析.94.2无信号电路仿真现象.104.2.1仿真现象.104.2.2仿真现象分析.10第5章元器件的安装及调试.115.1元器件的安装.115.1.1手工焊接握烙铁的方法.115.1.2手工焊接一般分为四部分进行.115.1.3手工焊接的步骤.12I5.2电路的调试.125.2.1调试.125.2.2调试结果.125.2.3调试结论.13总结.14参考文献.15附录1整机电路图.16附录2元件明细表.17第0页第1章绪论随着现代技术的不断发展，各项节目的内容也越来越丰富，而各项节目的制作也正朝着真实、丰富、生动的方向发展。声音作为媒介的重要传扩手段，它在节目中的影响更多地是结合视觉因素来形成更为灵活、复杂和丰富的时间、空间关系。其中，自然音响在其节目中的运用都具有传达一定涵义，它蕴含着丰富多样的表现力。自然音响在节目中的准确运用能够起到叙事、表达创作的思想感情和渲染情绪气氛的作用。当今的电视是声画并茂的传播媒体，它具有最真实的反映社会的能力，电视节目的创作要求能真实、丰富、生动地表现这一社会。所以，在电视节目的创作中决不能忽略现实社会中存在的自然音响，也决不能忽略发挥自然音响的作用。电视中的声音包括语言(包含解说)、音乐和音响。声音的作用与地位在电视创作中是不容忽视的，我们要在创造“最丰富最复杂的视觉形象世界”的同时，创造“最丰富最复杂的声音世界”。我谨结合自己在日常工作中所接触到的，对节目中音响的运用，谈一点粗浅的看法。音响在经济节目中的运用，与在其它电视作品的运用并无本质的区别。能够被人“听”到的音响指的是每秒钟振动频率为16-20000次的音波，而当这种音响被人所“听”到，在人的大脑颞叶听觉区形成的知觉后，这种知觉却又是主观的印象。因此，可以说音响是物质世界所固有的，而它又是随着人及人类社会的不断发展变化而变化的，人类社会每发展到一个新的高度，在其自身的视听世界中，都会增加不同的内容。在经济节目中，构成“声”的诸多因素，主要可分为三大部分：音响、音乐和语言(包括解说词)。第1页第2章设计框图及电路系统概述2.1目的1掌握振荡器555的工作原理和各管脚的功能。2掌握音响设备无信号自动关机电路的工作原理。3了解音响设备无信号自动关机电路组成框图和各个单元工作原理及相互联系。4掌握自己实际操作动手能力的形成和进一步提高。5锻炼自己对所学理论知识和技能的综合运用能力。6提高自己对文献资料的搜索和信息处理能力。2.2设计框图2.2.1设计方框图根据电路所要完成的功能和达到的效果。我们采用自下而上的思想。为此我们得到下面的电路框图。如图所示：2.2.2各个基本框图功能分析1直流变换由R1、VD1、VD2、C1和C2组成，主要作用是将扩音机的音频信号经过R1的分压调节后，由C1耦合至整流电路。VD1、VD2组成全波倍压整流电路，将输入的音频信号转换为直流信号，再经C2滤波后变为稳定的直流电压。2检波主要是由电容C3来完成，主要作用是用于将扩音机的音频信号中干扰成分滤除，第2页得到稳定的信号，供到IC块脚，使IC块翻转。3延时电路主要由R3、C3组成，当扩音机信号输出断开时，这时C3充电延时，使IC块电路这时不会翻转而将音响设备工作电源断开。4触发控制电路由555集成块组成的斯密特触发器来完成的，主要作用将IC块脚得到负电平信号，使电路翻转IC块脚得到高电平，去触发执行电路。5执行电路有继电器K的常开状态完成，主要作用是当功放有信号流过时，IC块脚输出的高电平，使继电器吸合接通功放的电源电路，功放无信号输出时，IC块脚输出的低电平，使继电器释放断开功放的电源电路。2.3元器件的选择2.3.1主要元器件介绍IC555触发器，它的内部电路如图2-2所示，管脚排列图如图2-3所示。1.555触发器的工作原理电阻分压器由三个阻值都是5K电阻构成，其作用是为电压比较器A1、A2提供基准电压。A1、A2组成电压比较器，当控制电压输入端CONT悬空时，A1、A2的2TRIG6THRESVcc81GNDA1A2R1RSCON5RESE43OUT7DISCHV图2-2555触发器的内部结构图2-3555触发器的管脚图VCCRSTDISTHRTR1CONOUTGND83476231第3页基准电压分别为2/3Vcc和1/3Vcc。A1的反相输入端THRES称为555触发器的高触发端，A2的同相输入端TRIG称为555触发器的低触发端。比较器A1的输出作为置0输入端，比较器A2的输出作为置1输入端。RESET是驱动脉冲发生器的复位输入端Vr是集电极开路的三极管，Vr的集电极作为定时器的引出端DISCH，非门是缓冲器，其作用是提高电路的负载能力。2.触发器555的引脚功能介绍芯片有8个管脚，其中：脚GND接地；脚触发；脚输出；脚复位；脚控制电压；脚门限(阈值）；脚放电；脚电源电压Vcc。3IC7815IC7815为三端正稳压器电路，TO-220F封装，能提供多种固定的输出电压，应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达1A。虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得不同的电压和电流。一般的双电源（正负对称电源）都没有连续可调的功能，给使用带来不便。用一块7815和一块7915三端稳压器对称连接，可获得一组正负对称的稳压电源，而且输出电压值可各自单独调节，也可同步调节。7815的主要特点：过热保护、短路保护、输出晶体管SOA保护4IC继电器IC继电器（relay）的工作原理和特性：输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电气量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。第4页继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。2.3.2其他元器件的介绍三极管的介绍如图2-4，因为受到电阻Rc的限制（Rc是固定值，那么最大电流为U/Rc，其中U为电源电压），集电极电流是不能无限增加下去的。当基极电流的增大，不能使集电极电流继续增大时，三极管就进入了饱和状态。进入饱和状态之后，三极管的集电极跟发射极之间的电压将很小，可以理解为一个开关闭合了。这样我们就可以拿三极管来当作开关使用：当基极电流为0时，三极管集电极电流为0（这叫做三极管截止），相当于开关断开；当基极电流很大，以至于三极管饱和时，相当于开关闭合。如果三极管主要工作在截止和饱和状态，那么这样的三极管我们一般把它叫做开关管。图2-4三极管的电路分析图集电极C发射极E基极BRb输入Rc输出第5页第3章电路工作原理3.1总体电路图3.2电路工作原理分析本设计介绍的是一种音响设备无信号自动关机电路，它适合于单声道扩音机，也可将双声道信号通过电容耦合连接到本电路的输入端，作双声道的关机控制电路。本电路主要是利用音响设备的输出信号，经过整流变为直流控制信号。利用直流信号的高低电平促使一个由555电路组成的施密特电路翻转，通过继电器控制音响设备的工作电源，达到自动关机的目的。电路中，R1、C1及VD1、VD2和C2组成音响设备信号输入直流变换电路。音响设备输出的音响信号经过R1的分压调节后，由C1耦合至整流电路。VD1、VD2组成全波倍压整流电路，将输入的音频信号转换为直流信号，再经C2滤波后变为稳定的直流电压。这一直流电压加至晶体管VT的基极。当音响设备有信号输出的时候，整流电路输出直流电压使VT导通，集电极输出低电平。这一低电平加至由NE555组成的施密特电路的输入端，作为电路的控制信号，使NE555输出高电平，继电器K通电吸合，将音响设备的工作电源接通，音响设备进入正常工作状态。图3-1总体电路图极R1第6页当音响设备停止工作时，无输出信号。这时整流交换电路输出电压为0V，VT因基极电压为0V而截止，它的集电极变为高电平。这一高电平使VD3截止，施密特电路的输入端变为高电平，它的输出端变为低电平，继电器K释放，将音响设备的工作电源断开。NE555组成的施密特电路中，电容C3起抗干扰与延时作用，当有干扰信号输入后，C3将其吸收，以保持电路的稳定。此外，当音响设备中途因转换节目发生停顿而无信号输出时，由于C3的充电而形成的延时，可以保证不会使电路翻转而将音响设备的工作电源断开。按照电路中R3、C3的数值，这一延时时间为120s，这个时间对于如更换唱片、磁带以及转换电台节目等来说已足够。本电路可以安装在音响设备内，也可与音响设备公用一套工作电源。开机时先按下SA，电路得电后共工作。由于通电之初C3上的电压为0V，施密特电路输出高电平，继电器K通电吸合，通过常开触点将电源开关自锁，音响设备和自动关机电路同时获得电源投入工作。第7页第4章EWB软件仿真4.1有信号的仿真现象4.1.1仿真现象按图3-1把各个原件连接起来，通电前仔细检查，确认无误后按仿真键仿真，得到仿真图如图4-1所示。4.1.2仿真现象分析直流电压加至晶体管VT的基极。当音响设备有信号输出的时候，整流电路输出直流电压使VT导通，集电极输出低电平。这一低电平加至由NE555组成的施密特电路的输入端，作为电路的控制信号，使NE555输出高电平，继电器K通电吸合，将音响设备的工作电源接通，音响设备进入正常工作状态。图4-1功率放大器有信号时的现象第8页4.2无信号电路仿真现象4.2.1仿真现象4.2.2仿真现象分析无输出信号，这时整流交换电路输出电压为0V，VT因基极电压为0V而截止，它的集电极变为高电平。这一高电平使VD3截止，施密特电路的输入端变为高电平，它的输出端变为低电平，继电器K释放，将音响设备的工作电源断开。图4-2功率放大器无信号时的现象第9页第5章元器件的安装及调试5.1元器件的安装规划万用电路板,然后按照元器件的安装工艺流程进行元器件安装,元器件的安装要从上到下，从左到右，从小到大，先特殊再一般，先装低矮、耐热的元件，最后装集成电路。应按如下步骤进行焊接与安装：1清查元器件的数量，检测各元器件是否有损坏，并及时更换不合格的元件；2由孔距确定元件的安装方式，电阻器采用卧式安装，瓷片电容器、电解电容器采用立式安装，并都要求紧贴电路板；3固体继电器采用外接方式以减轻板子的重量，NE555、电位器和按钮开关插装时务必小心，引脚全部插进固定后再焊接。各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、假焊及短路，焊后剪去多余引脚，并检查所有焊点，确认无误后方可通电测试。5.1.1手工焊接握烙铁的方法手工焊接是传统的焊接方法，虽然批量电子产品生产已较少采用手工焊接了，但对电子产品的维修、调试中不可避免地还会用到手工焊接。焊接质量的好坏也直接影响到维修效果。手工焊接是一项实践性很强的技能，在了解一般方法后，要多练；多实践，才能有较好的焊接质量。有正握、反握及握笔式三种。焊接元器件及维修电路板时以握笔式较为方便。5.1.2手工焊接一般分为四部分进行准备焊接：清洁被焊元件处的积尘及油污，再将被焊元器件周围的元器件左右掰一掰，让电烙铁头可以触到被焊元器件的焊锡处，以免烙铁头伸向焊接处时烫坏其他元器件。焊接新的元器件时，应对元器件的引线镀锡。加热焊接：将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟。若是要拆下印刷板上的元器件，则待烙铁头加热后，用手或银子轻轻拉动元器件，看是否可以取下。清理焊接面：若所焊部位焊锡过多，可将烙铁头上的焊锡甩掉（注意不要烫伤皮肤，也不要甩到印刷电路板上!)，用光烙锡头“沾”些焊锡出来。若焊点焊锡过少、不圆滑第10页时，可以用电烙铁头“蘸”些焊锡对焊点进行补焊。检查焊点：看焊点是否圆润、光亮、牢固，是否有与周围元器件连焊的现象。5.1.3手工焊接的步骤一般先装低矮、耐热的元件，最后装集成电路。应按如下步骤进行焊接与安装：1清查元器件的数量及质量，并及时更换不合格的元件；2由孔距确定元件的安装方式，电阻器采用卧式安装，涤沦电容器、电解电容器采用立式安装，并都要求紧贴电路板。3由于红外线发光二极管和两个光敏三极管直接伸出外壳，因此在安装这几只元件时，全部在线路板的焊接面。各焊点加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、假焊及短路，焊后剪去多余引脚，并检查所有焊点，确认无误后方可通电测试。5.2电路的调试5.2.1调试音响设备无信号自动关机电路系统的电路板焊接工作量非常大，电路安装完成后，首先进行检查，即确认电路无虚焊，无短路，无断路，集成元件安装是否正确，之后进行电路功能模块的分级调试，根据电路功能逐级进行：1放大电路的调试：包括对动态和静态的调试，静态调试是指没有信号输入时，满足放大电路中的电流电压处于0的状态；动态调试是指有信号输入时，放大电路中的电流电压能随输入信号做相应变化的状态。2IC块555电路调试：包括有信号和无信号调试，有信号输入时应满足对IC块555外围延时电容C3进行充电，而使IC块555脚变为低电平；无信号输入时应满足对延时电容C3进行放电，进而使IC块555脚变为高电平。3对继电器开关电路的调试：当IC块555脚为高电平时，则IC块555脚变为低电平，继电器应处于打开状态；当IC块555脚为低电平时，则IC块555脚变为高电平，继电器开关处于吸合状态。5.2.2调试结果当扩音机输出信号后，功放开始进行正常的工作，用万用表对其各单元电路进行观察，这时各元器件间工作正常，调试结果完成。第11页5.2.3调试结论当扩音机输出信号后，功放各电路间开始进行正常的工作，用万用表对其各元器件进行观察后得到，IC块555脚为低电平，输出端脚为高电平，而随时间的增加电容C3电容量缓慢增高，这时断开信号，延时电容C3进行放电，进而使IC块555脚缓慢变为高电平，延时电路工作，2分钟后，功放开关断开，实验结果得到。第12页总结我的毕业设计是音响设备无信号自动关机电路的设计，设计比较突出的特点是节约观，节约人们的时间，适合家庭和办公室使用。现在人们的生活水平是越来越高了，物质观也和以前有了很大的改变了，社会在改变，我们要适应这个快速变化的社会，就得通过我们的努力，让这个丰富多彩的世界，更加的光彩夺目。通过这次设计使我对电子音响设备无信号自动关机电路的组成与工作原理有了更深的认识。设计花费了我大量的时间与精力，这是我们大学三年学习的重要成果，设计具有系统性它将我们所学到的知识有机的结合起来，涉及到多方面的知识，所以我们必须认真对待，专心完成每个任务要求，通过反复检查、修改和调试，最终设计如期的完成。从理论和实践上我都得到了很大的提高，这次任务的完成使我学到了很多东西。首先，丰富了自己的知识面，学到了以前没能学通的