三段声控电平显示器的设计.doc

1、2013年度本科生毕业论文（设计）三段声控电平显示器的设计院一系：工学院自动化系 _专 业： _电气工程及其自动化 _年 级：_学生姓名： _学 号： _导师及职称： _2013年5月Desig n three sound level displayDepartment: College of engineeringMajor: Electrical engineering and automationGrade:Student s Name:Student No.:Tutor:May, 2013毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研 究工作及取得的研

2、究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外, 本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本 论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明 确说明并表示谢意。作者签名：_ 日期： _毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文 （设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文 （设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的 少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布 论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用 本规定。作者签名：指导教师签名：日期：日期：毕业论文

3、（设计）答辩委员会 （答辩小组）成员名单姓名职称单位备注工学院自动化系主席（组长）工学院通信工程系工学院通信工程系工学院通信工程系摘要知识要学以致用，才能发挥它的最大作用。我们在课堂所学的是书本的知 识，是理论上的东西，我们只有真正用到实际中去才能发挥它最大的作用，这就需要我们亲自动手去操作，理论结合实际，这对于现在的大学生显得更加重 要。本文对三段声控电平显示器做了浅显的介绍， 三段声控电平显示器主要电 路包括电源电路、音频电路、分频电路和驱动电路构成。由音频电路中的传感 器把声音信号转换成电信号，然后通过分频电路把电信号分成不同的频段，低频为红色，频率为50-400H Z,中频绿色，频率为

4、50-800H Z,高频为蓝色，频 率为1000HZ然后根据各段频率的大小由不同的驱动电路驱动相应的LED灯闪烁。由电源电路分别为其他三个电路供电，电源电压输入为9V-15V，电源电路中装设一个三端稳压管L7806为整个电路提供稳定的电压6V,同时装设 一个二极管IN4007可防止电源极性接反而损坏三端稳压管。本文先对三段声控电平显示器器中用到的原件的特性和基本情况做了一 些相关介绍，然有逐一介绍了显示器中的不同电路， 最后简单的介绍了一些安 装调试的过程以及一些应当注意的一些事项。最后在指导老师的精心指导下完 成三段声控电平显示器的焊接和调试并能成功运行。关键词：电平显示器频率声控安装调试A

5、BSTRACTKno wledge to apply what they have lear ned to play the biggest role. We have learned in the classroom is a book of kno wledge, theoretical thin gs, we only really used the actual order to play its role, which we need to hands to operate, integrate theory with practice, which for now college

6、stude nts become more importa nt.The facile in troducti on of three sect ions voice level display, the three sect ions of the voice level mon itor circuit in cludes a power supply circuit, the audio circuit, the frequency divider circuit and a driving circuit constituting. Sound signal is converted

7、into an electrical signal by the audio circuit in the sensor, and then passed through the freque ncy divider circuit, the electrical sig nal into differe nt freque ncy ban ds, a low frequency of the red, 50-400Hz frequency, IF green, a frequency of 50-800Hz, high-freque ncy blue color, freque ncy to

8、 1000 Hz, and the n depe nding on the size of the freque ncy by a differe nt driver circuit to drive the corresp onding LED flashes. The other three circuit power supply, the power supply voltage in put from the power circuit, respectively, for the installation of a three-terminal regulator L7806 fo

9、r the en tire circuit to provide a stable voltage 6V 9V-15V, power supply circuit, while a diode IN4007 prevents installation of the power pole sexually but damage the three-term inal regulator.The first three paragraphs voice level monitor used in the original features and basic in troduct ion, and

10、 the n go through the differe nt circuits in the display, the last simple installation and commissioning of the process, as well as some should Note that some of the issues. Fin ally, un der the careful guida nee of the in structor, completed the three paragraphs voice level mon itor weldi ng and co

11、mmissi oning and successful operati on.Key words : Level display Frequency VoiceInstallation and commissioning目录目录 .3第1章绪论 .11、1论文选题目的及意义 . 11、2理论渊源及演化 .1第2章 主要元件介绍 .32、1电阻.32、1、1电阻阻值的判断 .32、2半导体二极管.52、2、1二极管辨别及参数 .52、2、2半导体二极管的选用 .52、2、3二极管的伏安特性曲线 .62、3电容.72、3、1电容的分类 .72、3、2电容的选用方法 .72、3、3电容的特性参数 .

12、82、3、4电容元件的符号和特性曲线 .92、4三极管.92、4、1晶体三极管的伏安特性曲线 .102、4、2三极管工作原理 .122、4、3三极管引脚的判别 .132、4、4三极管的主要参数 .132、5三端稳压管 .152、5、1集成稳压电路概述 .152、5、2三端集成稳压器简介 .152、5、3L7806三端稳压器.16第3章 三段声控电平显示器原理 .173、1声控电平指示器的主要模块 .173、2工作原理 .173、2、1电源电路.173、2、3音频放大电路 .183、2、4分频电路 .203、2、5驱动电路 .21第4章 电路板的安装和调试 .224、1电路板的安装要求和注意事项

13、 .224、2调试注意事项 .23结束语 .25参考文献 .26附录A元器件清单 .28附录B电路图 .29第1章绪论1、1论文选题目的及意义随着社会科技的进步，各种新科技的产品不断出现在我们的生活中，各式 各样的电子产品更是随处可见。科学技术的发展带动了生产力的发展， 对人类 社会的发展作出了巨大贡献，同时电子技术的不断发展给我们带来了越来越多 的方便，跺脚发出的声音就能让楼道里的灯亮起来， 对手机说出要拨打电话人 的姓名，手机会自动接通相应的电话号码， 随着科学技术的不断进步，声控技 术给我们带来了更大的方便。声控电平指示他可以让我们把抽象的东西具体 化，通过发光二极管亮的个数我们可以知道

14、我们发出的声音在各个频率断的大 小,通过三段声控电平指示器我们可以做智能音乐背景，LED灯随着音乐的变换而跳动，这样我们不仅可以听到悦耳的音乐， 还可以根据不同的音乐显现不 同的背景，使生活更丰富多彩。三段声控电频显示器的研究制作过程中涉及到 了我们所学的放大电路、稳压电路、LED驱动电路、和分频电路，通过这个设 计更加熟习的掌握了二极管、三极管、电容等的功能。整个设计过程是理论与 实际的紧密结合的过程，我们在学校学习的很多只是理论上的东西， 只有将理 论应用与实践才能真正体现出它的价值，只有理论结合实际这样才能更好的运 用我们所学的知识去服务社会。1、2理论渊源及演化早在我国古代就已经有关于

15、声音运用的记载。两千多年以前，墨子一书中曾这样记载：做一个小口大肚的瓶子，一半埋在地下，瓶口露在地面上， 让听觉好的人在瓶口听，这样就可以知道对方挖的地道到了哪里， 然后凿开地 面去消灭对方。现今，声音控制技术已经迈向技术成熟的阶段， 声音控制技术 也广泛应用于日常生活的各行各业。例如，利用声音控制技术制造的声控开关、 声纳探伤、声光控制路灯、声控遥控小车等等。目前，声音控制技术发展主要 有两个趋势：其一是朝着体积小、速度快、功能强、价格低的微小型方向发展； 其二是朝着高精度、智能化、数字化、网络化、多功能方向发展。随着社会的不断发展和多媒体通信以及声音转换技术的深入发展，声音控制技术已经 得

16、到广泛的关注。声音控制技术经过长期快速发展，已经被运用到实际生活中。 声音控制技术原理就是利用声波传到特定的物质上时，使该物质带电，即把声音信号转换成电信号的，也就根据这个原理制成声敏传感器，再配上语音识别 系统及一些控制装置，就形成了一套完整的声控系统。声音控制技术是集声音 识别技术、声音采集转换技术和声音检测技术与一体的现代化控制技术。随着现代科学技术的飞速发展，人们对声音的认识并加以应用就更加广泛和新颖。 声纳技术就是利用超声波在水中的传播和反射来进行导航和测距的技术或设 备。人耳能够听到的声音的频率在 20 20000赫兹之间。通常把频率高于20000 赫兹的声波叫做超声波，频率低于

17、20赫兹的声波叫做次声波。超声波和次声 波都是人耳无法听到的。超声波具有方向性强，能够沿直线传播和反射的特性， 根据这种特性制成声纳，在多个领域有着很大的用途。电位器可调电阻第2章主要元件介绍2、1电阻作为电路中最常用的器件，电阻器，通常简称为电阻。电阻几乎是任何一 个电子线路中不可缺少的一种器件，顾名思义，电阻的作用是阻碍电子的作 用。在电路中主要的作 用是：缓冲、负载、分压分流、保护等作用。电阻是阻碍电流流过的物理量。因为物质对电流产生的阻碍作用， 所以称 其该作用下的电阻物质。电阻将会导致电子流通量的变化， 电阻越小，电子流 通量越大，反之亦然。没有电阻或电阻很小的物质称其为电导体，简称

18、导体。 不能形成电流传输的物质称为电绝缘导体，简称绝缘体。常见电阻符号如图2-1所示：图2-1常见电阻符号2、1、1电阻阻值的判断电阻的阻值一般情况下我们可以通过用万用表来量取， 采用相近组织的量 程量取误差较小，但是当身边没有万用表时我们怎么样获取阻值呢，只要注意观察我们不难发现，每个电阻上都有不同颜色的圆环，其实除了万用表之 外我们还可以通过色环来判断我们所拿电阻的阻值， 下面我们就介绍一下怎么 用色环来判断阻值的大小：色环电阻分为四色环和五色环。先说四色环，顾名思义，就是用四条有颜 色的环代表阻值大小。每种颜色代表不同的数字，对于四色环来说：第一条色环：阻值的第一位数字；第二条色环：阻值

19、的第二位数字；第三条色环：10的幕数；第四条色环：误差表示。还有精确度更高的“五色环”电阻，用五条色环表示电阻的阻值大小， 具体如下：第一条色环：阻值的第一个数值；第二条色环：阻值的第二个数值；第三条色环：阻值的第三个数值；第四条色环：阻值乘数的10的幕数；第五条色环：误差（常见是棕色，误差为 1%如下表2-1所示：颜色第一位有效值第二位有效值乘数偏差里八、00100棕11101 1%红22102 2%橙33103黄44104绿55105蓝66106紫77107灰88108白99109金10-1 5%银10-2无色 20%表2-1电阻色环2、2半导体二极管2、2、1二极管辨别及参数半导体二极管

20、由一个PN结，再加上电 极、引线，封装而成。通过PN结 辨别二极管正负极，从P区引出端为二极管的阳极，N区则为阴极。二极管最 明显的就是它的单向单向导电性，只能从阳极流向阴极，我们可以用万用表来 判别二极管的阴极和阳极表笔接二极管的负极，黑表笔接二极管的一端，红表笔接另一端，如果指针偏转则黑表笔一端为阳极， 若指针只偏转一点点或者根 本不动，则黑表笔一端为阴极。但一般情况二极管的正负极是直接表在二极管 上的，如下图所示（2-2）的二极管有颜色环的一端即为二极管的阳极，另一 端即为阴极。图2-2二极管图形符号结构示意图和外形图2、2、2半导体二极管的选用通常小功率锗二极管的正向电阻值为 3005

21、00宣，硅管为1k或更大些。 锗管反向电阻为几十千欧，硅管反向电阻在500k 以上（大功率二极管的数值 要大得多）。正反向电阻差值越大越好。点接触二极管的工作频率高，不能承受较高的电压和通过较大的电流，多用于检波、小电流整流或高频开关电路。 面接触二极管的工作电流和能承受的功率都较大，但适用的频率较低，多用于整流、稳压、低频开关电路等方面。选用整流二极管时，既要考虑正向电压，也要考虑反向饱和电流和最大反向电压。 选用检波二极管时，要求工作频F面我们以锗管为例具体分析，其特性曲线如图2-3所示，分为三部分:_15050丄vwvxss1率高，正向电阻小，以保证较高的工作效率，特性曲线要好，避免引起

22、过大的 失真。2、2、3二极管的伏安特性曲线二极管的伏安特性指的是二极管两端外加电压U和流过二极管的电流i之间的关系。理想情况下二极管电流i和外加电压u之间的关系为：U/UT 八IDls(e1)这个称为二极管的电流方程，式中Is为反向饱和电流，UT为温度电压当量，常温下 UT26mV0 0.40.4 0.S0.S 】.2 2- -JO-JO-正向电压左-20-20 ”图2-3半导体二极管(硅管)伏安特性(a)正向特性OA段为死区，此时正偏电压称为死区电压 Uth，硅管0.5V，锗管0.1V AB段为缓冲区。BC段为正向导通区。当uUth时，二极管才处于完全导 通状态，导通电压UF基本不变。硅管

23、为0.70.8V, 般取0.7V，锗管为 0.20.3V，通常取0.2V。当二极管为理想二极管时，UF=0(b)反向特性如图OD段所示，二极管处于截止状态，在电路中相当于开关处于关断状 态O(c)反向击穿特性如图所示，反向电流在E处急剧上升，这种现象称之为反向击穿，此时所 对应的电压为反向击穿电压 UBR对于非特殊要求的二极管，反向击穿时会使 二极管PN结过热而损坏。2、3电容电容亦称电容量，是指在给定单位下的电荷储存量，是表现电容器容纳电 荷的本领的物理量。从物理学上讲，它是一种静态的电荷储存介质，点和可能 永久存在，电容在电子、电力领域被广泛运用，主要用于电源、信号的滤波， 信号耦合、补偿

24、、充放电、隔直流等电路中，在不同的电路中，电容起到不同 的作用。2、3、1电容的分类按不同的分类方法，电容有不同的种类：按照结构可分为：固定电容、可变电容、微调电容； 按电解质分类有：有机电介质电容、无极电介质电容、电解电容和空气介 质电容；按用途分有：高频电容、低频电容、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、 小型电容；按频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃 釉电容器等等的不同分类方法。2、3、2电容的选用方法低频中使用的范围较宽，可以使用高频特性比较差的；但是在高频电路中 就有很大的限制，一旦选择不当会影响电路的整体工作状态；一般的电源里用的有电解电容、和瓷片电容、但是

25、在高频中就要使用云母 等价格较贵的电容，就不可以使用绦纶的电容，和电解的电容，因为它们在高 频情况下会形成电感，以致影响电路的工作精度。2、3、3电容的特性参数允许偏差标称电容量是标志在电容器上的电容量。电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精 度。精度等级与允许误差对应关系：00( 01)- 1%0( 02)- 2% I - 5%n - 10% 川-20% IV- (+20%-10%、V- (+50%-20%、W- (+50%-30%一般电容器常用I、n、川级，电解电容器用V、V、W级，根据用途选取。绝缘电阻直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。当电

26、容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量 0.1uf时，主要取决 于介质的性能，绝缘电阻越大越好。电容时间常数：为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数，它等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。电容损耗在电场作用下，电容在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。 各类电 容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值， 电容的损耗主要由介质损耗，电 导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存在，一般较小，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有关，而且与周期性的极化建立 过程有关。频率特性随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。大电容工作在低

27、频电路中的阻抗较小，小电容而比较适合工作在高频环境 下。a）电容元件的符号b）电容元件的特性曲线2、3、4电容元件的符号和特性曲线特性曲线通过坐标原点的电容元件称为线性电容元件， 否则称为非线性电 容元件。线性时不变电容元件的符号与特性曲线如图（c）和（d）所示，它的特性 曲线是一条通过原点不随时间变化的直线，其数学表达式为q Cu式中的系数C为常量，与直线的斜率成正比，称为电容，单位是法拉, 用F表示。图2-4c）线性时不变电容元件的符号d）线性时不变电容元件的特性曲线2、4三极管半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。 在半导体锗或硅的单晶 上制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNR

28、或NPN结构。中间的N区（或 P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线， 分别叫基极B、发射极E和集电极C,是能起放大、振荡或开关等作用的半 导体电子器件。可以有PNF和NPN两种组合，在没施加偏压时，两个 PN接面 都会形成耗尽区，将中性的 P型区和N型区隔开。（门2-5 PNP和NPN极管的结构及其示意图2、4、1晶体三极管的伏安特性曲线晶体管的伏安特性曲线是描述三极管的各端电流与两个PN结外加电压之间的关系的一种形式，其特点是能直观，全面地反映晶体管的电气性能的外部 特性。晶体管的特性曲线一般用实验方法描绘或专用仪器（如晶体管图示仪） 测量得到。晶体三极管为三端

29、器件，在电路中要构成四端网络，它的每对端 子均有两个变量（端口电压和电流），因此要在平面坐标上表示晶体三极管的 伏安特性，就必须采用两组曲线簇，我们最常采用的是输入特性曲线簇和输出 特性曲线簇。输入特性是指三极管输入回路中，加在基极和发射极的电压UBE与由它所 产生的基极电流IB之间的关系。（1） UCE = 0时相当于集电极与发射极短路，此时，IB和UBE的关系就 是发射结和集电结两个正向二极管并联的伏安特性。因为此时JE和JC均正偏，IB是发射区和集电区分别向基区扩散的电子 电流之和。（2）UCE 1V 即：给集电结加上固定的反向电压，集电结的吸引力加强！使得从发射区进入基区的电子绝大部分

30、流向集电极形成Ic。同时，在相同的UBE值条件下，流向基极的电流IB减小，即特性曲线右 移，总之，晶体管的输入特性曲线与二极管的正向特性相似，因为b、e间是正向偏置的PN结（放大模式下）。图2-6输入特性曲线输出特性通常是指在一定的基极电流IB控制下，三极管的集电极与发射 极之间的电压UCE同集电极电流Ic的关系。现在我们所见的是共射输出特性 曲线表示以IB为参变量时，Ic和UCE间的关系： 即lc= f(UCE)|IB = 常数实测的输出特性曲线如图所示：根据外加电压的不同，整个曲线可划分为四个区：放大区、截止区、饱和区、击穿区|/|/c c/mA/mAJCBO截止区 (BFtjCED(BF

31、tjCED2、4、2三极管工作原理晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNF两种结构形式，但使用最多的是硅 NPN和锗PNF两种三极管， （其中，N表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产 生自由电子导电，而p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。两者除了 电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原 理。对于NPNt，它是由2块N型半导体中间夹着一块 P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为 集电结，三条引线分别称为发射极 e、基极b和集电极c。当b点电位高于

32、e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位 高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Eboo在制造三极管时，特意使发射区的载流子浓度大于基区的，同时基区做 得很薄，而且，严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏， 发射区的多数载流子（电子）及基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射 结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本 上是电子流，这股电子流称为发射极电流了。 由于基区很薄，加上集电结的反 偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电极电流lc，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合

33、掉的基区空穴由基极 电源丘重新补给，从而形成了基极电流IBQ根据电流连续性原理得：le=lb+lc， 这就是说，在基极补充一个很小的lb,就可以在集电极上得到一个较大的lc， 这就是所谓电流放大作用，lc与l b是维持一定的比例关系，即: B 1=lc/l b式 中：B1-称为直流放大倍数，集电极电流的变化量厶lc与基极电流的变化量 I之比为：B = lc/ lb。式中B -称为交流 电流放大倍数，由于低频 时B1和B的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分， B值约为几十至一百多。三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常 利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作

34、用。2、4、3三极管引脚的判别最常用的判别方法是使用万用表电阻档进行判别。三极管内部有两个PN结，可用万用表电阻档分辨e、b、c三个极。在型号标注模糊的情况下，也可 用此法判别管型。（1） 基极的判别判别管极时应首先确认基极。对于PNP管，用黑表笔接假定的基极，用红 表笔分别接触另外两个极，若测得电阻都小，约为几百欧几千欧；而将黑、红两表笔对调，测得电阻均较大，在几百千欧以上，此时假定极就是基极。NPN管，情况正相反，测量时两个 PN结都正偏（电阻均较小）的情况下，红表笔 接基极。实际上，小功率管的基极一般排列在三个管脚的中间， 可用上述方法，分 别将黑、红表笔接基极，既可测定三极管的两个 P

35、N结是否完好（与二极管PN 结的测量方法一样），又可确认管型。（2）集电极和发射极的判别确定基极后，假设余下管脚之一为集电极 c,另一为发射极e,用手指分 别捏住c极与b极（即用手指代替基极电阻 Rb）。同时，将万用表两表笔分 别与c、e接触，若被测管为NPN则用黑表笔接触c极、用红表笔接e极（PNP 管相反），观察指针偏转角度；然后再设另一管脚为 c极，重复以上过程，比 较两次测量指针的偏转角度大的一次表明IC大，管子处于放大状态，相应假 设的c、e极正确。2、4、4三极管的主要参数在设计中，我们主要用到的是9012和9013两个型号的三极管，我们在这 里主要介绍一下这两类三极管的主要参数：

36、9013三极管主要参数如下表所示:参数符号测试条件最小值最大值单位集电极 发射极击穿电压Vceolc=0.1mA le=025V发射极 基极击穿电压Vebole=0.1mAlc=05V集电极 发射极截止电流IcboVCE= 20 V IB=0uA发射极 基极截止电流IceoVEB= 5 V IC=00.1uA集电极 发射极饱和压降VceIC= 500 mA, IB=50mAV特征频率FtVCE= 6 V, IC= 20 mAf =30MHz150MHz9012三极管主要参数:项目符号最小值最大值单位测试条件直流电流增益Hfe64300Vce=-1VIc=-50 mA集电极 基极截止电流Icbo

37、0.1uAVcb=-25VIe=0 mA发射极基极截止电流Iebo0.1uAVeb=-3VIc=0 mA集电极 基极击穿电压Vcbo-40VIc=-0.1A Ie=0 mA集电极 集电极击穿电压Vebo-5VIc=-0.1A Ie=0 mA基极发射极电压Vebo-0.6-0.67VIc=-0.1A Ib=0 mA集电极发射极饱和压降Vce-0.18VIc=500mA Ib=-50 mA基极发射极饱和压降Vbe-0.95VIc=500mA Ib=-50 mA2、5三端稳压管2、5、1集成稳压电路概述随着集成技术的发展，稳压电路也迅速实现集成化。从20世纪60年代末 开始，集成稳压器已经成为模拟集

38、成电路的一个重要组成部分。目前已能大量生产各种型号的单片集成稳压电路，集成稳压电路体积小，使用方便而且成本 低，因此被广泛运用。集成稳压电路的类型很多。按内部工作方式可以分为串 联型、并联型和开关型；按外部特性可以分为三端固定式、三端可调式、多端 固定式等。2、5、2三端集成稳压器简介三端集成稳压器的内部是由启动电路、基准电源、放大电路、调整管、采样电路和保护电路组成的，其中启动电路的作用是在刚接通直流输入电压时， 使调整管、放大电路和基准电源等建立各自的工作电流， 而当稳压电路工作正 常时启动电路被断开，以免影响稳压电路的性能。三端集成稳压器实际上就是由串联型直流稳压电源和 保护电路构成输出

39、端+Uo图2-8三端集成稳压器机构框图图2-9三端稳压管证在最大负载电流时调整管不进入饱和，又不致于其功耗偏大。2、5、3L7806三端稳压器三端稳压管L7806的固定输出电压是6V,而输入电压至少大于10V,这样输入/输出之间有2-4V及以上的压差。当使调整管保证工作在放大区。而压差取得大时，这样将会增加集成电路的损耗， 所以，两者应该兼顾，即能既保第3章 三段声控电平显示器原理3、1声控电平指示器的主要模块3、2工作原理三段声控电平指示器主要由电源电路、音频放大电路、分频电路及 LED 驱动电路四大部分构成。电源电路为整个电路供电，音频电路把声音信号转换 成电信号，而分频电路则把电信号分为

40、不同的频率，通过驱动电路驱动 LED 灯。3、2、1电源电路电源电压输入9V-15V，D1可防止电源极性接反而损坏三端稳压， C4滤波 后由L7806三端稳压为整个电路提供稳定的 6V电压。7806三端稳压管是一种半 导体器件，它可以直到临界反向击穿电压前都具有很高的电阻。 稳压管在反向击 穿时，在一定的电流范围内，端电压器件两端电压差或者器件某端相对地的电压J1U178L06+6v9V-15VD1-MIN4007IN GOCON2+C4220uF+5220uFGND图3-1电源电路3、2、3音频放大电路（1）驻极体话筒MK1将拾取的声音转换成电信号理可以用下图来表示：驻极体话筒的工作原几乎不

41、变，这样就会出现稳压特性。话筒的基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极（被称为背电极）构成。 驻极体面与背电极相对，中间有一 个极小的空气隙，形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质， 以背电极和驻极体 上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极， 由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极版之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定， 根 据公式：Q=CU所以当C变化时必然引起电容器两端电压 U的变化，电压变化图3-2就会产生电流，从而输出电信号。当外界的声波传来时，声波会

42、引起驻极 体薄膜振动而产生位移；产生位移就会改变驻极体薄膜和金属电极之间的距 离，距离改变就会改变电容容量，（Q =CU但是又由于驻极体上的电荷数始 终保持恒定，电压变化就会输出电信号。（2）晶体三极管Q1, Q2组成的多级音频放大器。阻容元件C1和Q1组成 了阻容耦合放大电路（耦合指的是第一级电路到第二级电路的传递过程），担任前置音频电压放大电路。驻极体话筒接收到声波信号后，输出相应的微弱电 信号。该信号经电容器C1耦合到Q1的基极进行放大，放大后的信号由集电极 输出，再经过C2耦合到Q2进行二级放大。（各级的静态工作点相互独立，而 且只要耦合电容C1, C2, C3足够大，放大器的交流信号

43、损失就小，保证了较 高的放大倍数。）在低频信号的传递和放大过程中，为防止前后两级电路的静 态工作点相互影响，采用电容耦合来防止信号中低频分量损失过大。而C3起滤波作用，使之输出稳定的交流电压，输出的电压大小在0-2.5V之间。电流放大后经过滑动变阻器，其中滑动变阻器通过改变自身电阻的大小来调节电流 的大小，从而调节Q2信号的大小，从而调节整个电路的灵敏度。按电源滤波 的要求，7806的输入、输出端都应该接大电容，一般是几百 uF级别，两端选 择的电容都是220uF的，因为7806的自激是低频的，大电容已经可以达到稳 定电压的目的。电路图如下所示：+6V+图3-3音频放大电路3、2、4分频电路分

44、频电路分频电容分别选择的是：C11, 4.7uF ,低频；CIO, lOOOOpf,中频;C6, 22OOpf，低频。由于不同大小的电容有不同的频率特性，就可以用不同的电 容选择不同频段的信号。电容的选取有一定的参考，一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量 级。因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容。分频电路如下图（3-4）所示：图3-4分频电路分频电路采用三段完全独立的LED指示，共分为红、绿、蓝三种。所以加入 三个分频电路，其中红色的是低频的， 大概在5O-4OOHZ之间；绿色的是中频的， 大概在5O-8OOH

45、Z之间；蓝色的是高频的，大概在 1000HZ以上。f=1； （Is是等效串联电感，C是电容的容量大小，f是频率）。根据这个2； IsC公式可知，电容的频率大小和其容量成反比， 也就是说电容量大的电容对高频率 不是很敏感，而低容量的电容对低频率不敏感，对高频率敏感。所以，根据电容 的大小可以得到不同频率的交流电压信号。用以指示不同频段声音的电平，VR2VR3 VR4分别调节各段LED指示的灵敏度，利用C6 C1O和C11的容量不同， 可以分出三个不同频段的声音信号，再经后面二级三极管的进一步分频及放大，在Q4 Q5 Q18集电极上得到三个不同频段且随外界声音大小变化而电化的电压 （即外界声音越大

46、，此电压越高）。电源滤波电容的大小，第一级用4.7uF,用于滤低频，第二级用O.luF，用于 滤高频，4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰，O.luF的电容是减小由 于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。3、2、5驱动电路每一频段有9只1N4148二极管，每个频段的每只二极管都是相互串联的， 串联分压，在一定范围内，最前面的LED指示灯是最亮的，最后面的LED指示灯 之最暗的，因为分到的电压小。1N4148二极管导通后有0.4-0.5V的导通压降， 在最后面的LED二极管电压可能会很低，亮度没有前面LED指示灯亮。因为电压 不够，没有达到其额定电压。驱动电路如下图所示：1L V W宀7图3

47、-5驱动电路驱动电路分为三路来驱动不同频率的 LED灯，每路有十个LED灯，所有 驱动电路除电阻和二极管数值不同之外， 其余的全都一样，因此，这里我们仅 仅给出电路的一部分，全面的电路我们将在附件中给出。第4章电路板的安装和调试4、1电路板的安装要求和注意事项1焊接时要注意先大到小，先高到低的原则依次焊接，有跳线先焊接跳线。2有极性的元器件应注意正负放置，以免接反。3焊接时不要在板上停留太久，否则有可能导致覆铜板线或焊盘脱落，另 外有可能导致元器件烧坏。4注意三极管的圭寸装是否与PCB板圭寸装一致。5焊接完毕后，先检查有无短路，焊接等问题，此后方可上电调试。焊接好后成品如下图所示：图4-1三端

48、声控电平显示器接通电源成功运行时如下图所示:图4-24、2调试注意事项在通电调试之前，必须认真检查电路连线是否正确，对照电路图按照一定 顺序逐级检测，特别要注意电源是否接错，电源与地是否短接，二极管是否接 反，轻轻拨一拨元器件，观察焊点是否牢固。如用万用表检测时，将万用表两 表笔接触电路板相连处即可。通电后，人体不允许接触电路板的任一部分， 防 止触电，注意安全。若通电后观察电路有冒烟、起火等现象，应立即断电，排 除故障后继续通电，并注意观察各器件引脚是否正常。 打开电源，给系统加上 激励信号源（如拍手声，音乐）等等，观察指示灯是否按要求变化。如不能顺 利完成以上功能，则应认真检查电路的连接及功能设计是否有误并作出相应调 整。接通电源，对话筒播放音乐，发现有部分电平指示器灯不亮，将万用表调 到电压档，连接测试电源的接口，发现没有信号电压信号；反过来测试，同样 没有信号。断开电源，将万用表调到电阻档，将表笔分别连接导线接线端与它 对应的电源端口，发现接负极的导线没有导通，此时可能导线没有接通。纟士审五结束语本设计的主要方面是三段声控电平指示器的功能、 设计、以及应用。在三 段声控电平指示器中，会有三种不同的频段，每频段的灵敏度各不相同。根据 不同的电压大小，使得每个频段的LED灯亮个数的不同。而且当一次震动之后， 在很小的一段时间内，这些亮的指示灯会亮一段时间， 过了这段时间，