电子电路CAD考试材料

1、电子电路CAD考试材料目录一、USB开关电源套件1二、双极性直流稳压电源4三、声光控开关电子制作5四、LED照明灯的设计6五、变音门铃的设计8六、环绕声有源音箱的制作9七、迷你低音炮的制作10八、RD-4 转灯 旋转灯 学生电子制作12九、电子变色灯的制作14十、触摸延时开关的制作14十一、基于LM317的可调电源的制作18十二、声光双控延时节电开关的制作20十三、-助听器电子制作24十四、单片机最小系统的设计26一、USB开关电源套件USB充电器套件，又可称开关电源学习套件，输入AC160-240V，50/60Hz，额定输出：DC 5V 200mA（外壳印字为500mA，如果要长期输出更大电

2、流，请更换Q1为13003）。USB充电器在日常生活中最通用。下面是对着实物绘制的电路原理图：说明：为了简化电路，达到学习目地，图中用1欧的电阻F1起到保险丝的作用，用一个二极管D3完成整流作用。接通电源后，C1会有300V左右的直流电压，通过R2给Q1的基极提供电流，Q1的发射极有R1电流检测电阻R1，Q1基极得电后，会经过T1的（3、4）产生集电极电流，并同时在T1的（5、6）（1、2）上产生感应电压，这两个次级绝缘的圈数相同的线圈，其中T1（1、2）输出由D7整流、C4滤波后通过USB座给负载供电；其中T1（5、6）经D6整流、C2滤波后通过IC1（实为6.3V稳压管）、Q2组成取样比较

3、电路，检测输出电压高低；其中T1（5、6）、C2、R4还组成Q1三极管的正反馈电路，让Q1工作在高频振荡，不停的给T1（3、4）开关供电。当负载变轻或者电源电压变高等任何原因导致输出电压升高时，T1（5、6）、IC1取样比较导致Q2导通，Q1基极电流减小，集电极电流减小，负载能力变小，从而导致输出电压降低；当输出电压降低后，Q2取样后又会截止，Q1的负载能力变强，输出电压又会升高；这样起到自动稳压作用。本电路虽然元件少，但是还设计有过流过载短路保护功能。当负载过载或者短路时，Q1的集电极电流大增，而Q1的发射极电阻R1会产生较高的压降，这个过载或者短路产生的高电压会经过R3让Q2饱和导通，C4

4、在这里起到加速电容的作用，可以最快时间让Q2导通，从而让Q1截止停止输出防止过载损坏。因此，改变R1的大小，可以改变负载能力，如果要求输出电流小，例如只需要输出5V100MA，可以将R1阻值改大。当然，如果需要输出5V500MA的话，就需要将R1适当改小。注意：R1改小会增加烧坏Q1的可能性，如果需要大电流输出，建议更换13003、13007中大功率管。R5又起什么作用呢？T1变压器是电感元件，Q1工作在开关状态，当Q1截止时，T1会产生很高的电磁感应电压，在没有负载的情况下，可能会在Q1集电极感应出很高的电压，这个电压可能高达1000伏以上，这会使Q1击穿损坏，现在有了R5，电路不出现无负载

5、的情况，这样Q1就不会因集电极的高电压击穿损坏了，因此，这个电阻有着非常微妙但是又非常重要的作用，如果没有这个电阻以及R6和LED，Q1是非常危险的，分分秒秒都可能会损坏，同时，空载电压甚至会高达6V甚至7V以上。二、双极性直流稳压电源集成直流稳压电源原理图如图1所示。220V交流电加到变压器T的初级，经变压器降压后，从变压器次级29V的交流电压，经二极管D1D4整流后，得到脉动直流电，再经滤波电容滤波后变成210.5V左右的直流电。将此直流电压加到三端稳压器LM7805和LM7905的输入端，从输出端就有稳定的直流电压输出。三、声光控开关电子制作声光控开关必须同时具备两个条件，声光才起作用。

6、从声光控开关的结构上分析，开关面板表面装有光敏二级管，内部装有柱极体话简。而光敏二极管的敏感效应，只有在黑暗时才起到作用（可用液晶万用表测得数值）。也就是说当天色变暗到一定程度，光敏二级管感应后会在电子线路板上产生一个脉冲电流，使光敏二级管一路电路处在关闭状态，这时在楼梯口等处只要有响声出现，驻极体话筒就会同样产生分压，这时声光控制开关电路就连通起作用。因为必须要二个条件同时存在，声光控开关才起作用，故叫与门电路。 电路原理图及工作原理：220V的市电经过灯泡和全桥整流后一路加在单向可控硅MCR 100-8上，另一路经R1限流后给本电路供电。由于一开始可控硅无触发信号，呈关断状态，灯不亮。C1

7、为主滤波电容，VD为12V的稳压二极管给本电路提供稳定的工作电压。Q1、R3、R4组成前级电压放大电路，对话筒MIC送来的微弱信号进行放大，然后再送入门电路F1、F2进一步放大，后经D8整流加在F3的输入端及C3的正极给其充电，很快C3上就充到了门电路的翻转电压， F3输出低电平，F4输出高电平，可控硅导通，电灯点亮。在这个过程中，声音信号只需一个瞬时即可，这是因为，当声音信号来时，C3上的电压很快就充到了电源电压，而这时即使声音信号消失， C3只能通过W、R6进行放电，所以C3上将维持一段时间的高电平，这个高电平将维持单向可控硅导通，这就是延时的效果，灯亮后所能延时的长短取决于C3上维持高电

8、平的时间长短，所以选择C3、W和R6的组合，可以控制延时的长短。当C3上的电压放到低于1/3电源电压时，F3输出高电平，F4输出低电平，单向可控硅的控制端没了触发信号，当交流电压过零时就被关断，灯熄灭。装好的成品如下图所示:四、LED照明灯的设计在电能源的使用中，照明用电占据了相当大的比例，我们现在常用的日光灯、节能灯等灯具，较之早先的普通白炽灯，在发光效率上有了很大提高，得到了广泛的应用。随着制造工艺水平的不断提高，LED（发光二极管）也被广泛用于各种照明领域。LED具有更高的发光效率，更低的耗电量，使用寿命也更长，在城市亮灯工程和家居照明当中起到了非常好的效果。在当前能源紧缺的环境下，LE

9、D节能技术将成为一项很重要的发展方向。我们国家已经启动了“半导体照明”工程，将其作为新一代的绿色照明光源进行开发和推广。 这里向大家介绍一款LED照明灯的制作，成品LED灯如图所示。全灯实测功耗约为3.3W左右。点亮后大致相当于40W白炽灯的亮度，与7-9W的节能灯亮度相当，连续点亮24小时，耗电也不足0.08度，具有显著的节能效果。灯底部采用与普通白炽灯一致的E27规格螺纹口，便于安装。采用磨砂灯罩，在保证较高透光率的同时，也使得直视LED时不至于刺眼。本款LED灯适合在书桌、床头、厨房、卫生间、公共楼道等区域不太大的地方作为照明使用。 电路基本原理：220V市电先经过C1、R2阻容降压，其

10、中R2为泄放电阻，C1为降压电容，其耐压为400V。之后经W1整流桥输出直流电，再经R4限流后，送给60只串联在一起的LED。因为阻容降压接LED的负载不是纯电阻，而是近似稳压管特性，按此原理图参数选择元件，流经LED的电流大约为13mA。C2是滤波电容，可以防止开灯瞬间时的大电流对LED的冲击。R1是NTC热敏电阻，当电路出现意外状况导致电流增大时，其阻值变大，促使电流降低，从而起保护作用。 LED灯的主要零配件如图所示。LED共配有60+2只，其中2只是备件。焊装LED的圆形印板的元件面加涂了白色漆，可以增加反光效果。为方便用户制作，套件出厂时已将螺纹口内部的220V引线通过专用工具压接好

11、，可以避免该引线脱落而引发意外。五、变音门铃的设计给你一个电路图作为参考图中的IC便是时基电路集成块555，它构成无稳态多谐振荡器。按下按钮AN（装在门上），振荡器振荡，振荡频率约700Hz，扬声器发出“叮”的声音。与此同时，电源通过二极管D1给C1充电。放开按钮时，C1便通过电阻R1放电，维持振荡。但由于AN的断开，电阻R2被串入电路，使振荡频率有所改变，大约为500Hz左右，扬声器发出“咚”的声音。直到C1上电压放到不能维持555振荡为止。“咚”声的余音的长短可通过改变C1的数值来改变。设计要求：在按下电源开关后,门铃先发出频率为f1的音频声,经过时间T后,门铃声的频率自动变化为f2的音频

12、声具体要求：时间T约为2S；门铃输出信号为正弦波,频率f1约为800Hz,f2约为1000Hz；门铃输出信号功率P0=0.5W其设计电路如下：延时与隔离及控制电路-正弦信号发生电路-功率输出电路扬声器六、环绕声有源音箱的制作现在喜欢音乐、爱好学习的朋友们手中的随身听越来越多，特别是MP3的出现，使得随身携带更加轻巧，而且档次也越来越高，功能也日求齐全，其音质和音色也愈来愈漂亮了。但随身听一般输出功率不大，只有几十毫瓦左右，用耳机个人欣赏是不错的，但是多人欣赏时功率就显得不足了。特别是许大学生朋友，有时在宿舍里想让大家一起听听音乐，自己心爱的宝贝却无能为力了。市场上有售许多小音箱，但可惜均不带功

13、率放大器，有的产品即使有此功能，音质也不尽人意。因此只有制作一对有源音箱，并加大功率输出，才能更好地发挥随身听的优良品质。特别值得一提的是：当你的随身听档次较高，具备三段均衡、杜比降噪、超低音控制时，用本章介绍的有源音箱放音，其重放效果将足以同市场上出售的成品套装音响相媲美。所谓有源音箱，就是将功率放大器和扬声器制作在同一个箱体内，其体积并不大，占地面积也小，调节起来很方便。由于引线短，失真小，能实现更为精确的放音。电路原理图如下：七、迷你低音炮的制作音箱的制作对于许多电子爱好者来说再熟悉不过了，许多报刊、杂志也都登载过相关制作文章，但在业余条件下要制作一款有源音箱其实也不是件容易的事，特别是

14、想要做出一款外型美观的作品时，更是为找不到合适的外壳而伤透脑筋。本公司推出一款迷你低音炮的制作套件，可以圆广大电子爱好者制作音箱之梦，这款制作，采用了LM386集成功放电路作为核心部件，电路设计时，对低音部分进行重点处理，达到重低音之功效。本制作套件在煅炼制作者实践能力的同时，完成后的作品还能作为欣赏音乐的工具，真可谓一举两得。本套件除了自娱自乐外，由于设计合理，所需的元件数适中，因此也非常适合广大电子类院校、职校等作为电子实训配套教材，提高学生的电子制作动手能力之用！一、原理介绍：本制作套件电路原理如下图如示：八、RD-4 转灯 旋转灯 学生电子制作九、电子变色灯的制作十、触摸延时开关的制作

15、触摸延时开关广泛用于适用于楼梯间、卫生间、走廊、仓库、地下通道、车库等场所的自控照明，尤其适合常忘记关灯，关排气扇场所，避免长明灯浪费现象，节约用电。本开关为无触点电子开关，不产生火花，可然气体场所使用更为安全。使用时，只要用手指摸一下触摸电极，灯就点亮，延时一段时间后会自动熄灭，可以直接取代普通开关，不必更改原有布线。一、电路组成与工作原理图1 触摸延时开关电路原理图电路原理如图1，虚线左面是普通照明线路，右面是电子开关部分。VD1VD4、VS组成开关的主回路，VT1、VT2组成开关控制回路。平时，VT2基极无人体触摸电流注入，处于截止状态，VD1VD4整流输出220V脉动直流电经R3使VT

16、1导通，VS处于关断状态，灯不亮。当人手触摸一下电极M时，人体泄漏电流经R6、R5、R4分压，其正半周使VT2导通，C1存储的电荷很快通过VT2泄放，VT1因无基极电流而关闭，VD1VD4整流输出220V脉动直流电经R2使VS导通，电灯HL被点亮。当人手离开电极M后，VT2因无基极电流而截止，R3的电流开始对C1充电，此时灯仍然处于被点亮状态，当C1两端的电压被充到一定值时（约0.6V），VT1重新导通，VS失去触发电压，交流电过零时即关断，电灯熄灭。改变C1的容量可以改变电灯关闭的延时时间，根据使用的场合可以对其容量进行调整。R1和VD5组成待机发光指示电路，当电灯关闭时VD5发光，指示开关

17、位置，便于夜间寻找开关。为了增加电路的安全性，采用R5、R6串联后接到人体触摸电极。2.元器件选择表1 触摸延时开关元件清单元件代号元件名称规格型号数量备注VD1VD4二极管1N40074VD5发光二极管白色1VS晶闸管MCR100-61VT1、VT2三极管90142R1电阻器RT1-0.125-100K5%1R2、R3电阻器RT1-0.125-1M5%2R4电阻器RT1-0.125-120K5%1R5、R6电阻器RT1-0.125-5.1M5%2C1电解电容器22F/16V1M触摸电极10mm金属片1HL灯泡40W/220V1根据参考原理图1，需要准备表1所示元器件。VS用MCR100-6等

18、小型塑封单向晶闸管，可控制100W以下任何照明电路。VD1VD4为1N4007型整流二极管。LED用白色发光二极管，以增加发光亮度，同时可以充当小夜明灯使用，电阻均为RTX型1/8W碳膜电阻器。C1用CD11-16V型电解电容器，三极管为9014。3. 制作与使用 图3 触摸延时开关元件布局图图4 触摸延时开关装配图按照图3所示的元件布局和图4所示的装配图仔细插件、焊接。装配工艺可参照如下步骤进行。安装二极管VD1VD4，电阻R1R6均采用卧式安装，元件紧贴印制板，二极管字应朝上，电阻色环顺序从左至右，由下到上。引脚直立焊接，焊接时注意焊料适量，确保焊点光亮，无虚焊、漏焊等不良焊点。剪脚位与焊

19、点平齐或高出焊点0.5mm。安装三极管VT1、VT2，晶闸管VS，发光二极管VD5，电容C1采用直立式安装， VT1、VT2、VS底面离印制板5-8mm，C1尽量贴近印制板，发光二极管VD5根据外壳尺寸留取适当的长度，。安装触摸片M触摸片M用软导线与电路板相连，焊接要可靠，注意该导线不能与电路板其他地方相连，防止出现触电的可能。连接灯泡对照原理图和装配图，认真检查电路，确认无误后可连接灯泡，通电试机。试机成功后，可将电路板装入外壳，外壳可以采用成品开关改造。4安装注意事项本电路设计是采用国际标准的二线制接线方式，安装时火线进开关。可一个开关负载多个灯泡，也可多个开关并联负载一个灯泡。|如灯光点

20、亮时间很短，是零线接入开关所致，拆下零线，把火线正确接入开关即可。本开关严禁短路及超载使用（单个开关负载总功率不能大于是100W）本开关底板带电，通电后不能用手触摸电路板的任何部位，以防触电。检修时可以使用1:1的隔离变压器，以确保安全。三、触摸延时开关制作过程中造成的故障进行维修本电路的功能是充当一个开关使用，它所产生的故障有灯长亮、不亮、灯亮度异常等几种。其检修方法很多，可以根据原理测量电阻、电压、短路法、焊开元件法等方法灵活运用。以下列出常用检修方法，供学习时参考。1.灯长亮灯长亮说明开关的主回路处于导通状态，可以短路VT1的ce脚，若还亮，则故障在VS击穿和二极管VD1VD4有一只短路

21、。反之则为控制电路发生故障，可能的原因有VT2的ce极击穿，电容C1短路或漏电，电阻R3开路，使VT1不能形成基极电流，可以通过测量VT1的基极电位很快确认，若基极电位正常，则为VT1损坏。2.灯不亮根据原理图，可以用短路法逐极进行查找。首先短路开关输入端，灯不亮说明故障在开关以外的电路，如灯泡损坏，连线不良等，反之为本电路有故障，可参见如下步骤进行。3.灯亮度不正常灯长亮，但亮度不够，能够受触摸片控制，说明VD1VD4有一只二极管击穿。如果灯能够受触摸片控制，但亮度不够，则说明有一只二极管开路。可以通过直接测量在线电阻的方法很快确定具体是哪一只二极管损坏。十一、基于LM317的可调电源的制作

22、LM317 是美国国家半导体公司的三端可调正稳压器集成电路。我国和世界各大集成电路生产商均有同类产品可供选用，是使用极为广泛的一类串连集成稳压器。LM317 的输出电压范围是 1.25V37V（本套件设计输出电压范围是 1.25V12V），负载电流最大为 1.5A。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。LM317 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。为保证稳压器的输出性能，R应小于240欧姆。改变RP阻值即可调整稳压电压值。D5，D6用于保护LM317。输出电压计算公式：Uo=(1+RP/R)*1.25性能参数输入电压：A

23、C17V DC25V输出电压：DC1.25 V12 V连续可调输出电流：1A十二、声光双控延时节电开关的制作声光双控延时节电开关集声控、光控、延时自动控制技术为一体，白天光线较强时，受光控自锁，有声响灯也不亮；当傍晚环境光线变暗后，开关自动进入待机状态，遇有说话声、脚步声等声响时，会立即开灯，延时半分钟后自动关灯；该能延长灯泡使用寿命，节电率可达90%；既可避免摸黑找开关造成的摔伤碰伤，又可杜绝楼道灯有人开，没人关的“长明灯”现象。其电路类型很多，本电路可谓是最简单的一款，很适合初学者制作。一、电路组成与工作原理该电路如图1所示，它由电源电路、声控电路、光控电路和延时电路四部分组成。图1 声光

24、双控延时节电开关电路原理图220V交流电通过灯泡流向VD1VD4，经VD1VD4整流，R1限流降压，VD5稳压（兼待机指示），C1滤波后输出约18V左右的直流电电压供给控制电路。由于VD5采用发光二极管，一方面利用其正向压降稳压，同时又利用其发光特性兼作待机指示。控制电路由R2、驻极体拾音器MIC、C2、R3、R4、VT1、RG组成。在周围有其它光线的时候光敏电阻的阻值约为1k左右，VT1的集电极电压始终处于低电位，就算此时拍手，电路也无反应。而到夜晚时，光敏电阻的阻值上升到1M左右，对VT1解除了钳位作用，此时VT1处于放大状态，如果无声响，那么VT1的集电极仍为低电位，晶闸管因无触发电压而

25、关断。当拍手时声音信号被MIC接收转换成电信号，通过C2耦合到VTl的基极，音频信号的正半周加到VTl基极时VT1由放大状态进入饱和状态，相当于将晶闸管的控制极接地，电路无反应。而音频信号的负半周加到VT1基极时，迫使其由放大状态变为截止状态，集电极上升为高电位，输出电压触发晶闸管导通，使主电路有电流流过，等效于一个开关闭合，而串联在其回路的灯泡得电工作。此时C2的正极为高电位，负极为低电位，电流通过R3缓慢地给C2充电（实为C2放电），当C2两端电压达到平衡时，VTl重新处于放大状态，晶闸管关断，电灯熄灭。此开关可带100W的负载，一般适用于家庭照明和楼梯走廊等要求不太严格的场所。二、声光双

26、控延时节电开关的制作过程1.印制电路板的制作印板图如图2，元件布局图3，装配图如图4。图2 印板图图3 元件布局图图4 装配图 2.元器件选择VD1VD4选用1N4007，VS选用MCR100-6（1A600V）的小型塑封单向晶闸管，VT1可以用任何型号的NPN型三极管，如9013、9014，VDl选用任何型号发光二极管均可，发光颜色视个人爱好而定。RG为光敏电阻，亮阻为1K左右，暗阻约1M左右，本电路最关键的元件是R4，其阻值越小，灵敏度越高，一般取10K左右就可以满足日常生活要求。R2、R3、C2决定开关电路的延时时间。电阻越太，延时时间越长。R1的阻值不可小于150K，否则会导致发光二极

27、管很快烧坏。此外，其他元件无特殊要求。3. 制作与使用按照图3所示的元件布局和图4所示的装配图仔细插件、焊接。4安装注意事项如果灯泡无法延时熄灭，一般是R4阻值选取过小，此时可先把C2两端短路，再把R4的阻值调大，使VT1集电极处于低电位，此时灯泡应熄灭，否则就是晶闸管或全桥内部短路所致。有些晶闸管用万用表测量时是正常的，而安装在电路时则失控，这是因为万用表内部的电池电压为1.5V，而应用在电路上的电压是220V，不合格的晶闸管马上就会击穿导通。判断晶闸管或全桥内部是否短路的方法是先将晶闸管的控制极开路，再将阳极或阴极开路，如果此时灯泡还亮，那么可以判断是全桥内部短路，如果不亮则问题出在晶闸管

28、本身上。所有元件在焊接之前必须检测合格才可使用。该电路第一次接通电源时，会自动点亮，这属于正常现象，这是因为电路稳压在1.8V，在电源接通后马上会升到稳压值，滤波电容很快被充满电，过渡时间太短，产生脉冲电压造成电路误触发。光敏电阻安装在其他光线照射得到而被控制电路的灯光照射不到的地方，否则灯泡会闪烁不停。例如，可将光敏电阻伸出在电源插座下方，这样在有其他光线时灯泡不受控制，只有在夜晚无光线的环境下才受控制。如果无法达到要求时可以考虑制作一个遮光筒，把光敏电阻套住，避开灯光的直射。十三、-助听器电子制作助听器实质上是一种低频放大器，可用耳机进行放音，当使用者用上耳机后，可提高老年者的听觉，同时可对青少年的学