声控延时电动机

1、声控延时电动机一、实验目的1. 了解多谐振荡器的原理。2. 掌握多谐振荡器的应用设计二、设计要求1对着话筒拍手或叫喊时，电动机 M会转动，几秒以后又会停止 工作，再次拍手，又重新转动，实现声控延时的作用；三、设计方案与方案论证1. 设计方案1声控的实现话筒将声信号转换为电信号，此信号可能很小，可以通过一个根 本共射放大电路将其放大，形成一个脉冲。2延时的实现话筒形成的脉冲宽度是不定的，而单稳态多谐振荡电路的输出脉 冲宽度与触发脉冲无关，可以将任意宽度的脉冲转换成一定宽度的脉 冲。并由于输出脉冲宽度一定，因此可以用来作为时间延时电路。3电机的驱动由单稳态多谐振荡电路产生的一定宽度的脉冲实际上是上

2、下电 平的转换，而晶体三极管可以因其基极电压升降而导通或截止，从而控制电机的工作与否。2. 方案论证1小信号放大根本共射放大电路如右图所示。话筒发出的信号可能很小，需要经过一个根本共射放大电路对其进展放大，输出一 个负脉冲。VCC2单稳态多谐振荡电路单稳态多谐振荡电路如右图所示。三极管T2的集电极和三极管T3的基极之间是直接耦合的。而三极管T3的集电极与三极管 T2基极之间通过电容C进展耦合。电路在没有信号输入时，选择合理的R4,使三极管T2稳定在饱和状态，此时它的集电极电压约为 0.3V 以下。这样，三极管 T3稳定在截止状态。这就是单稳态电路的稳定 状态。当一个负脉冲到达三极管12的基极时

3、，三极管T2开始趋向截止,它的集电极电流减少，集电极电压升高。经过直接耦合，使T3的基极电压升高，13开始导通，它的集电极电压下降，形成一个负反响， 很快到达一个新的状态，此时三极管 T2截止，T3饱和导通。这就是 单稳态电路的暂态过程。单稳态电路的暂态过程不能持久。在此期间，电容 C通过电阻R 进展放电，随着放电的进展，三极管 T2的基极电压逐渐升高，当它 到达开启电压0.5V以上时，三极管T2开始导通，正反响现象再次发 生，整个电路很快回到三极管 T2饱和导通、T3截止的稳定状态，即 暂态完毕。这个暂态期的时间即为电路的延时时长。电路恢复稳态后，电容 C通过T2的发射结进展充电，充电完成

4、后电路才可以接收下一次的触发。3驱动电路单稳态电路处于稳态时，三极管T2饱和导通， T3截止。T3的集电极为高电平。接在T3集电极上面 的T3是PNP型三极管，所以三极管 T4没有导通， 电机不工作。当单稳态电路处于暂态时，三极管 T3 饱和导通，集电极电压下降，导致与之连接的三极 管T4也导通，电机开始工作。于是几秒后单稳态电路自动恢复到稳 态过程，于是电机停止工作。四、具体分析1. 系统原理框图2. 电路图初步确定由于整个电路只有一个3V电源，所以各三极管基极电压需选用 适宜的电阻为其提供。三极管Ti和三极管T2的工作状态是相互独立的，所以三极管 T1 的集电极与三极管T2的基极之间通过电

5、容进展耦合。为滤除三极管Ts基极上的高频杂波，应使用电容将基极接地， 防止三极管Ts的误动作。由于电机工作时电流较大，会对电路产生一定的干扰，为了保证 电路能稳定工作，防止干扰信号对音频放大电路的影响， 应使用电容 为电源进展退耦滤波。由此，可根本确定总电路图如下:3. 主要元件参数值的分析和计算(1) 电阻的估算电路处于稳态时，三极管 T2饱和导通，三极管T3、T4截止，下 面设置静态工作点。NPN极管工作在饱和区时，集电极电压约为0.1V0.3V。不妨 令 U3EQF0.2V ,即UC=0.2V。那么集电极负载两端电压为 LRcfVCgUc二VCgUceg=2.8V。而 R：=LR(/I

6、cq Icq®常为几毫安。结合工程经验，并考虑规格因素，确定集电极负载为R=2.7Kq。三极管导通时基极电压约为 0.6V0.8V。不妨令LBeqf0.7V，即LB=0.7V。又因为，UBeq=V:c-I bQRj , LCeq=V3(-I cQRj=V:(- 3 I bQRd 。三极管工作在放大区时，UCeq> UBeq所以Fb <3 FC。三极管工作在饱和区时，UCeq< UBeq所以R)>3 FC。结合工程经验，并考虑规格因素，确定：R>=1MD, Rs=2.7KQ ,R4=2.7KQ ,R5f220KQ ,R6f2.7K Q。PNP型三极管工作在

7、饱和区时的情况，参照 NPN型三极管，不妨 令基极电位UB=2.3V,那么其基极负载 R两端电压UR7f2.3V，为使此 负载分流不至于太大，并考虑规格因素，选取 F7=94Q。Ri为话筒提供提供工作电压，定 F1=100KQ。(2) 电容的估算Ci、C2、C4为耦合电容，且G与Rs共同决定延时时长，Q用来滤 除三极管T3基极上的高频杂波，Q为电源进展退耦滤波。结合工程经验，并考虑规格因素，确定：Ci=10 a F,C2=10 口 F,C3=33nF,C4=47 g, F,C5=220 g, F。(3) 三极管的选择应选用小功率三极管。NPN型三极管选用S9014, PNP型三极管选用S901

8、2。(4) 暂态期时长振荡周期T=0.69 x Rsx Q4. 总电路图如下：R1 wokn39I 4 2N3M4R4R5 220knR21MQ >2.7kG2JkO10uF=33nFtC447uFT32N39CHR7VA941R62.7kQT4J2N39064C5MOTOR五、元器件清单电阻：R = 100KQ , F2=1MQ , Rs=2.7K Q ,R4=2.7K Q ,R5=220KQ ,R6=2.7K Q, F7=68Q。额定功率均为 0.25WA单价均为1分。电容：Ci=10g F,C2=10g F,C3=33nF,C4=47 g F,C5=220 g F。其中G、C2、C

9、4、C5为电解电容，单价2角；Q瓷片电容，单价1角。三极管：Ti、T2、T3为NPN型三极管S9014,功耗0.6W,集电极电流Ic: Max=150mAT4为PNP型三极管S9012,功耗0.4W,集电极电流Ic： Max=-500mA单价均为1角。电机：为小功率直流电动机，额定电压 3V。单价4元。话筒一个。单价1元导线假设干。单价1元/米。万能电路板一个。单价5.5元。1.5V干电池两节。单价1元。六、设计总结单稳态多谐振荡器可以用来进展脉冲波的整形和延时。1. 整形：单稳态的特点是输出脉冲的宽度与外触发脉冲无关。因此可以用来将任意宽度的脉冲转换成一定宽度的脉冲。2. 延时：单稳态电路由

10、于产生一定宽度的脉冲，因此常用来作为脉冲 的时间延时电路。七、实际应用与其远景展望现在的声控技术早已走进我们的生活， 而且延时的技术也得到很 好的应用，如楼道里的声控灯，在灯亮的时间里足够你找到钥匙翻开 自己的家门，这种声控灯还节约了能源。如今，人们更是对声控技术越来越熟悉，对 说出要拨打的， 会自动接通相应的。荷兰飞利浦公司最近还研制出一种新型音响 设备，如果您想听音乐，不用走到音响前找按钮，也用不找遥控器， 只要喊一声“开始放音乐吧，音响就能自动开启，再说出歌曲的名 字，音响就能在几秒钟之找到这首歌并自动播放。更为神奇的是，如 果你想不起来歌曲的名字，只要哼几句歌曲的旋律，音响就能区分出 是哪首歌，然后播放给你听。可见，声控设