模拟电子技术课程设计

1、14姓名：大川计算机应用技术(1)班学号：A123GZ0530101023同组人: 模拟电子技术课程设计II题目：声控LED旋律灯 指导老师： 日期:二零一二年十二月十七日14 模拟电子技术课程设计是电子专业必修的一门以实验为主的专业课程。通过本课程的学习，使我们掌握半导体基本器件的原理，特性及其 选用，了解和掌握常用模拟集成器件的外特性及其应用，掌握基本单元集成电路的组成，工作原理及其重要性能指标的估计，具有一定的读图能力和初步设计电路的能力，具有一定的动手实际能力和解决问题的能力，为后续课程的学习打下良好的基础。 现状及发展：现在模拟电子技术以工作过程为向导，采用实验项目式驱动引领知识的学

2、习。在各种电子新器件、新电路、新技术、新工艺和雨后春笋般涌现的今天，大规模集成电路已经被广泛应用，电子技术正朝着专用集成电路（ASIC）方向、硬件和软件合为一体的电子系统（CPLD和FPGA）方向发展，以硬件电路设计为主的传统设计方法，正朝着充分利用器件内部资源和外部引脚功能的设计方法转化。 本设计简介：LED旋律灯主要是由电源电路，话筒放大电路组成，LED发光电路组成，电源由JI输入，C1滤波电路使用，MK1将声音信号转为电信号，经C2耦合到Q2放大，放大后的信号送到J1基极，由Q1驱动五只LED发光，声音越大，LED越亮。 目录一、电路功能和原理3(1)电路功能3(2)电路原理3二、设计思

3、路4三、声控LED旋律灯电路图：5四、共发射极放大电路： 6五、声控LED旋律灯元件清单8六、元件简介 9（1）二极管简介13（2）三极管简介13（3）电解电容简介14（4）驻极体话筒简介14七、放大电路的基本知识和用途：15八、电路板制作介绍：16九、总结13参考资料14评价 14声控LED旋律灯一、 电路功能和原理(1)电路功能随着音乐或其它声音的响起，LED灯便跟随着声音的节奏（声音的快慢）闪亮的动起来。在焊接成功后，您可感受到声音与光的美妙旋律组合。(2)电路原理：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，话筒将声音信号律换成电

4、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律，并最终控制可控硅的控制极的电位。声控LED旋律灯电路由电源电路、话筒放大电路、LED发光指示电路组成，电源由JP输入，C1滤波供电路使用。MIC将声音信号律化为电信号，经C2耦合到Q2放大，放大后的信号送到Q1基极，由Q1推动LED发光，声音越大，LED亮度越

5、高。二、设计思路1、静态时，Q1处于临界饱和状态，使Q2截止，LED1 LDE2 LDE3 LDE4 LDE5 LDE6 LDE7皆不发光；2、有声音信号时：R1给话筒MIC提供偏置电流，话筒捡取室内环境中的声波信号后律为相应的电信号，在其信号负半周时，Q1退出饱和，使其集电极电压上升，而从Q1导通，LED1 LDE2 LDE3 LDE4 LDE5 LDE6 LDE7点亮发光，当输入音频信号越强，Q2导通性越强，LED1 LDE2 LDE3 LDE4 LDE5 LDE6 LDE7越亮。所以LED1 LDE2 LDE3 LDE4 LDE5 LDE6 LDE7能随着环境声音（如音乐和说话）信号的强

6、弱起伏而闪烁发光3.LED声控灯，除了具有一般LED灯具有的长寿命，显色指数高，启动时间短，发光效率高，工作温度低，材料环保等众多优点外，更有几个更突出的优点：（1）.非常省电：LED照明在能耗方面比普通节能灯节约60%以上，加上智能声控芯片的升级，LED智能声控日光灯节电可以达到90%以上。（2）. 质保：从国内顾客购买的LED声控灯一般为3年质保期；（3）. 采用先进的集成技术，把智能声控芯、智能声控驱动集成到一个LED声控灯，安装十分简单，价格逼近普通的LED灯（4）. 降低运营成本，投资回报率高，成效显著。该电路图是用Ewb5.0仿真软件制作静态时，Q1处于临界饱和状态，使Q2截止，L

7、ED1 - LDE7皆不发光；有声音信号时：R1给话筒MIC提供偏置电流，话筒捡取室内环境中的声波信号后转为相应的电信号，在其信号负半周时，Q1退出饱和，使其集电极电压上升，而从Q1导通，LED1 - LDE7点亮发光，当输入音频信号越强，Q2导通性越强，LED1- LDE7越亮。所以LED1 - LDE7能随着环境声音（如音乐和说话）信号的强弱起伏而闪烁发光三、声控LED旋律灯电路图：四、共发射极放大电路：共发射极放大电路简称共射电路，输入端AA外接需要放大的信号源；输出端BB外接负载。发射极为输入信号ui和输出信号uo的公共端。公共端通常称为“地”（实际上并非真正接到大地），其电位为零，是

8、电路中其他各点电位的参考点，用“”表示。1电路的组成及各元件的作用（1）三极管VNPN管，具有放大功能，是放大电路的核心。（2）直流电源VCC使三极管工作在放大状态，VCC一般为几伏到几十伏。（3）基极偏置电阻Rb它使发射结正向偏置，并向基极提供合适的基极电流（4）集电极负载电阻Rc它将集电极电流的变化律换成集-射极之间电压的变化，以实现电压放大。Rc的值一般为几千欧至几十千欧。（5）耦合电容C1、C2又称隔直电容，起通交流隔直流的作用。C1、C2一般为几微法至几十微法的电解电容器，在联结电路时，应注意电容器的极性，不能接错。2放大电路的静态分析：静态是指放大电路没有交流输入信号（ui=0）时

9、的直流工作状态。静态时，电路中只有直流电源VCC作用，三极管各极电流和极间电压都是直流值，电容C1、C2相当于开路，其等效电路如图6-22所示，该电路称为直流通路。对放大电路进行静态分析的目的是为了合理设置电路的静态工作点（用Q表示），即静态时电路中的基极电流IBQ、集电极电流ICQ和集-射间电压UCEQ的值，防止放大电路在放大交流输入信号时产生的非线性失真。三极管工作于放大状态时，发射结正偏，这时UBEQ基本不变，对于硅管约为0.7V，锗管约为0.3V。3放大电路的性能指标分析：电压放大倍数、输入电阻和输出电阻是放大电路的三个主要性能指标，分析这三个指标最常用的方法是微变等效电路法，这是一种

10、在小信号放大条件下，将非线性的三极管放大电路等效为线性放大电路。五、声控LED旋律灯元件清单：位号名称规格数量R1电阻4.7K1R2电阻1M1R3电阻10K1MIC驻极体话筒1C1电解电容47uF1C2电解电容1uF1Q1、Q2三极管90142LED1-LED7发光二极管5MM7BT电池盒两节5号电池盒1PCB板3538mm1六、元件简介（1）二极管简介二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的律导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p

11、型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。（2）三极管简介三极管又称“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PNP（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。（3）电解电容电解电容是电容的一种，金属箔为正极（铝或钽），与正极紧贴金属的氧化

12、膜（氧化铝或五氧化二钽）是电介质，阴极由导电材料、电解质（电解质可以是液体或固体）和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名。同时电解电容正负不可接错。（4）驻极体话筒驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗律换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压七、放大电路的基本知识和用途：（1）放大电路的基本知识 放大是最基本的模拟信号处理功能，它是通过放大电路实现的，大多数模拟电子系统中都应用了不同类型的放大电路。放大

13、电路也是构成其他模拟电路，如滤波、振荡、稳压等功能电路的基本单元电路。 电子技术里的“放大”有两方面的含义：一是能将微弱的电信号增强到人们所需要的数值（即放大电信号），以便于人们测量和使用；二是要求放大后的信号波形与放大前的波形的形状相同或基本相同，即信号不能失真，否则就会丢失要传送的信息，失去了放大的意义。（2）放大电路的用途:放大器有交流放大器和直流放大器。交流放大器又可按频率分为低频、中源和高频接输出信号强弱分成电压放大、功率放大等。此外还有用集成运算放大器和特殊 晶体管作器件的放大器。它是电子电路中最复杂多变的电路。但初学者经常遇到的也只是少数几种较为典型的放大电路。 读放大电路图时也

14、还是按照“逐级分解、抓住关键、细致分析、全面综合”的原则和步骤进行。首先把整个放大电路按输入、输出逐级分开然后逐级抓住关键进行 分析弄通原理。放大电路有它本身的特点一是有静态和动态两种工作状态所以有时往往要画出它的直流通路和交流通路才能进行分析二是电路往往加有负反 馈这种反馈有时在本级内有时是从后级反馈到前级所以在分析这一级时还要能“瞻前顾后”。在弄通每一级的原理之后就可以把整个电路串通起来进行全面综 合。 八：电路板的介绍电路板的名称有：线路板，PCB板，铝基板,高频板，PCB，超薄线路板，超薄电路版，印刷（铜刻蚀技术电路板等。电路板使电路迷你化、直观化，对于固定电路的批量生产和优化用电器布

15、局起重要作用。 1、打印电路板将绘制好的电路板用转印纸打印出来，注意滑的一面面向自己，一般打印两张电路板，即一张纸上打印两张电路板。在其中选择打印效果最好的制作线路板。 2、裁剪覆铜板用感光板制作电路板全程图解 。覆铜板，也就是两面都覆有铜膜的线路板将覆铜板裁成电路板的大小，不要过大，以节约材料。 3、预处理覆铜板用细砂纸把覆铜板表面的氧化层打磨掉，以保证在转印电路板时，热转印纸上的碳粉能牢固的印在覆铜板上，打磨好的标准是板面光亮，没有明显污渍。 4、转印电路板将打印好的电路板裁剪成合适大小，把印有电路板的一面贴在覆铜板上，对齐好后把覆铜板放入热转印机，放入时一定要保证转印纸没有错位。一般来说

16、经过2-3次转印，电路板就能很牢固的转印在覆铜板上。热转印机事先就已经预热，温度设定在160-200摄氏度，由于温度很高，操作时注意安全！ 5、腐蚀线路板先检查一下电路版是否转印完整，若有少数没有转印好的地方可以用黑色油性笔修补。然后就可以腐蚀了，等线路板上暴露的铜膜完全被腐蚀掉时，将线路板从腐蚀液中取出清洗干净，这样一块线路板就腐蚀好了。腐蚀液的成分为浓盐酸、浓双氧水、水，比例为1：2：3，在配制腐蚀液时，先放水，再加浓盐酸、浓双氧水，若操作时浓盐酸、浓双氧水或腐蚀液不小心溅到皮肤或衣物上要及时用清水清洗，由于要使用强腐蚀性溶液，操作时一定注意安全！ 6、电路板钻孔线路板上是要插入电子元件的

17、，所以就要对线路板钻孔了。依据电子元件管脚的粗细选择不同的钻针，在使用钻机钻孔时，线路板一定要按稳，钻机速度不能开的过慢，请仔细看操作人员操作。 7、电路板预处理钻孔完后，用细砂纸把覆在线路板上的墨粉打磨掉，用清水把线路板清洗干净。水干后，用松香水涂在有线路的一面，为加快松香凝固，我们用热风机加热线路板，只需2-3分钟松香就能凝固。8.电路板的焊接过程（1）准备工作:首先把被焊件、焊锡丝和电烙铁准备好，处于随时可焊的状态。 （2）加热被焊件 （4）移开焊锡丝（3）放上焊锡丝 （5）移开电烙铁 在焊接电路板的时候，才发现原来模电也是一门这么有趣的课。焊接过程中让我体会到了团队精神的真正含义，每个

18、人都发挥了自己的才能，所谓三个臭皮匠顶一个诸葛亮。在我们废了九牛二虎之力之后终于把电路板焊接好了，在焊接途中虽然每个人的手都有不同程度的烫伤，但是当成品最终出来的时候每个人心中都是无限的欢乐。 九：总结 经过这次的课程设计，我掌握了不少知识与动手能力。之前我仅仅从课本上看一些三极管放大器图，想象中它个头应该不很大，因为要用于集成电路嘛；想象中，它应该不会很便宜，于是时时在想，电子产品该不会那么便宜吧？于是我们便在网上寻查并且把它买了下来，这才知道它也不是那么贵，而且它的形状刚刚绿豆粒那么大，这么点小东西这么便宜经能够干那么大活，太神奇了！见到东西是一方面，东西的选择更重要，比比看看才能知道。别的不说，就单说电路板打的选择。别看只是一块小小的电路板，种类可多了，有排1孔4孔不等，当然是孔多的好用了。不仅仅是孔越多就越好，还要看板上自带的连接线，有一条分布广泛的接地线，几条分布均匀的等电位纤维最佳，这就省去了自己接线时还要反反复复的接导线的麻烦，而且是接好的集成电路板看上去清晰美观。东西是买好了，那就得真正干活了。首先我们需要对电路图弄明白，在电路板上安排好各个元器件的位置，即做好这个电路板的布图。然后，根据电路图将各个元器件一一插到相应的位置，检查无误后，方可用焊锡将所有器件固定在电路板上。提到焊接，这可是个技术活。焊接对于我来