简易催眠器设计

电子综合设计电子综合开发实践报告设计课题： 雨滴声催眠电路设计 专业班级： 电子信息工程 学生学号： 学生姓名： 设计时间： 2014年01月 信息科学与技术学院 2014年1月雨滴声催眠电路设计一、设计任务与要求1.设计任务（1）设计低频振荡脉冲电路；（2）设计高压发生器电路；（3）设计整流及生效产生电路；2.设计要求（1）要求学生通过本课程设计，能够熟练的掌握对综合知识的应用；（2）扬声器的发出的声音要与雨滴的声音类似二、方案设计与论证本课题利用电子技术知识设计出一个催眠器，催眠器能够发出双声效果的雨滴声响，有较好的催眠效果。电路系统主要由低频振荡脉冲发生器、高压发生器、整流器及声音产生等电路组成。图1.1一整体原理图三、单元电路设计与参数计算1低频振荡脉冲电路：时基电路555构成一个极低频振荡器，输出一个个短的脉冲，是震荡器发生雨滴的声音。扬声器采用2英寸、8欧小型动线圈。555芯片是定时器，是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的成为555，其定时成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生于变换电路。时基电路555构成一个极低频振荡器，输出一个个短的脉冲，使扬声器发出类似雨滴的声音。2.为什么使用555定时器：（1）可产生精确的时间延迟和振荡，内部有3个5k的电阻分压器，故称555。（2）电源电压电流范围宽，双极型：516V；CMOS：318V。（3）可以提供与TTL及CMOS数字电路兼容的接口电平。（4）可输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。（5）应用：脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电气与电子玩具等领域。（6）TTL单定时器型号的最后3位数字为555，双定时器的为556；CMOS单定时器的最后4位数为7555，双定时器的为7556。它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。图3.1 555定时器引脚图。设电容的初始电压Uc0，t0时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端VthVtl01/3Vcc,比较器A1输出为高电平，A2输出为低电平即RD=1， SD=0（1表示高电位，0表示低电位），R-S触发器置1，定时器输出U0=1,此时Q=0，定时器内部放电三极管截止，电源Vcc经R1，R2向电容C充电，UC逐渐升高。当UC上升到1/3Vcc时，A2输出由0翻转为1，这时RD=SD=1，R-S触发顺保持状态不变。所以0tt1期间，定时器输出U0为高电平1。t1=t2时刻，UC上升到2/3Vcc，比较器A1的输出由1变为0，这时RD=0，SD=1，R-S触发器复0，定时器输出U0=1。t1tt2期间，Q=1，放电三极管T导通，电容C通过R2放电。按指数规律下降，当Uc2/3Vcc时比较器A1输出由0变为1，R-S触发器的RD=SD=1，Q的状态不变，U0的状态仍为低电平。t1=t2时刻，Uc下降到1/3Vcc，比较器A2输出由1变为0，R-S触发器的RD=1，SD=0，触发器处于1，定时器输出U0=1。此时电源再次向电容C放电，重复上述过程。通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出U0=1，电容放电时,U0= 0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。振荡周期，振荡周期T=T1+T2。T1为电容充电时间，T2为电容放电时间。充电时间 T1=（R1+R2）Cln2=0.7(R1+R2)C 放电时间 T2=R2Cln=0.7R2C矩形波的振荡周期T=T1=T2=0.7（R1+2R2）C因此改变R1、R2和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率。对于矩形波，除了用幅度，周期来衡量外，还有一个参数：占空比q，q=（脉宽tw）/（周期T），tw指输出一个周期内高电平所占的时间。所示电路输出矩形波的占空比q=T1/T=T1/T1+T2=R1+R2/R1+2R2。 四总原理图及元器件清单1总原理图图4.1 总原理图2.元件清单表4-1元件清单元件序号型号主要参数数量备注R3电阻5.1k1R2电阻2k1R1可调电阻100k1C2电容100uf1C1电容33uf1B扬声器8欧姆 1T555芯片振荡器1五、性能测试与分析接通电源开关SA后，6V电压加至时基集成电路NE555的4脚和8脚，为IC提供工作电源。多谐振荡器振荡工作后，从IC的3脚输出低频振荡脉冲信号，该信号经藕合电容器C加至扬声器B上，发出模拟水滴声。如果没声音，可能是电路中的接触不好，要仔细检查电路的连接和焊接部分是否没有接好。电容的值将决定振荡频率的高低，若电容的值过小，会使雨滴声频率过高影响催眠效果。图5.1 仿真图图5.2 PCB图六、结论与心得对于这次设计，使我明白了很多知识，通过555定时器为主设计出来能够实现带有雨滴声的催眠器还没做试验时,我以为不会难做,就像以前做物理实验一样,做完实验,然后两下子就将实验报告做完。直到做完测试实验时,我才知道其实并不容易做,很多东西都没有掌握但从中学到的知识与难度成正比,使我受益匪浅。在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在操作时比较吃力，本来基础知识掌握的比较不熟练所以在实验中有很大的弊端。这将使你在做实验时的难度加大,浪费操作的宝贵时间.比如你不清楚元器件的连接方式,在做实验时才去摸索,这将使你极大地浪费时间,使你事倍功半.做实验时,一定要亲力亲为,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,弄明白,实验后,还要复习,思考,多练多做。这样,你的印象才深刻,记得才牢固,否则,过后不久你就会忘得一干二净,这还不如不做.做实验时,老师也会耐心讲解所以我们更有信心去做好。作为一名电信专业的学生我们应该把基础和专业知识学好，只有这样我们才能有基础去拓展更多的知识。七、参考文献1. 贾秀美.数字电路实践技术（第一版）M.北京：中国科学技术出版社，2000. 2. 王毓银.脉冲与数字电路（第三版）M. 北京：高等教育出版社，1999. 3. 路勇.电子