2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  《低頻電子線路》課程設(shè)計</p><p>  題 目: 設(shè)計紅外控制5 </p><p>  學(xué) 院: 物理與電子技術(shù)學(xué)院 </p><p>  專 業(yè): 電子信息工程 </p><p>  班 級: &l

2、t;/p><p>  班級學(xué)號: </p><p>  姓 名: </p><p>  指導(dǎo)教師: </p><p>  完成日期: 年 月 日</p><p><

3、;b>  紅外控制</b></p><p><b>  摘要:</b></p><p>  紅外控制的設(shè)計總體思路,包括NE555的介紹還有它所產(chǎn)生的震蕩電路,以及紅外接收,紅外發(fā)射裝置的辨別與使用。以及實驗過程中所要注意的事項一一列舉在報告之中。</p><p><b>  關(guān)鍵字:</b></p

4、><p>  NE555 震蕩電路 紅外的接收與發(fā)射 信號輸出</p><p><b>  1設(shè)計內(nèi)容及要求:</b></p><p>  設(shè)計一個紅外控制裝置,要求用NE555震蕩電路產(chǎn)生大約38KHz到40KHz信號電壓,通過紅外發(fā)射信號,并由紅外接收放大信號,最后從LED的亮滅體現(xiàn)控制。并且完成從設(shè)計電路圖,電腦繪制PCB圖,轉(zhuǎn)印,腐蝕,打

5、孔,焊接到最后調(diào)試的全過程。掌握基本的電子設(shè)計基礎(chǔ),培養(yǎng)動手能力。</p><p>  2設(shè)計信號流程方向:</p><p><b>  2.1原理圖:</b></p><p><b>  2.2 PCB圖:</b></p><p>  2.3NE555震蕩頻率及周期的計算:</p>

6、<p>  震蕩周期:T=0.7*(R1+2R2)C</p><p>  震蕩頻率:f=1.43/(R1+2R2)C</p><p><b>  2.4工作原理:</b></p><p>  由圖可見,振蕩頻率由C1、R2、C2與R3決定,當(dāng)按下發(fā)射開關(guān)SB時,電路立即起振,串聯(lián)在電極回路里的紅外發(fā)光二極管LED就發(fā)出一束受振蕩頻率調(diào)

7、制的紅外光脈沖,使接收器產(chǎn)生動作當(dāng)其3腳的輸入信號電壓大于門限電壓且頻率落入固有頻率f0的捕捉寬帶內(nèi)時,8腳即可邏輯低電平,第2腳對地接電容C2為相位比較器輸出的低通濾波器,那么5腳就輸出一個固有頻率f=40kHZ為中心的調(diào)制信號。當(dāng)外界信號的頻率在其固有頻率f的捕捉寬帶內(nèi)時,T1的發(fā)射極將會導(dǎo)通,此時發(fā)射管和接收管將會工作,T2發(fā)射極導(dǎo)通工作,信號將會通過電容送回到3腳,然后電路將會實現(xiàn)。當(dāng)信號不在要求頻率范圍內(nèi)時,電路將不會工作。要

8、使音樂片正常工作,就要給G端一個下降沿,即當(dāng)3腳為低電平時,二極管才會亮。電路不工作時,3腳始終保持高電平。因此電路不工作時,二極管不會亮 </p><p><b>  3元件的識別:</b></p><p><b>  3.1電阻的識別:</b></p><p>  電阻的大小直接用萬用表測出阻值即可。</p>

9、;<p><b>  3.2電容的識別:</b></p><p>  一般電容在原理圖大小都是用乘方數(shù)表示,前2位為容量,第三位為乘方數(shù),乘方數(shù)單位是pF。例如:103其電容值為0.01uF。</p><p>  3.3二極管的識別:</p><p>  二極管的識別:普通二極管有一道黑線的那一端為陰極。LED二極管、紅外發(fā)射二極

10、管和紅外接收二極管有一個腳較長為陽極。</p><p>  3.4NE555集成塊的管腳圖及作用:</p><p><b>  NE555的工作表</b></p><p>  如圖是NE555的外形封裝圖和它的內(nèi)部功能原理框圖, NE555的內(nèi)部中心電路是三極管Q15和Q17加正反饋組成的RS觸發(fā)器。輸入控制端有直接復(fù)位Reset端,通過比較器

11、A1,復(fù)位控制端的TH、比較器A2置位控制的T。輸出端為F,另外還有集電極開路的放電管DIS。它們控制的優(yōu)先權(quán)是R、T、TH。 </p><p><b>  圖5-3</b></p><p>  3.4.1單穩(wěn)類電路 </p><p>  作用:定延時,消抖動,分(倍)頻,脈沖輸出,速率檢測等。 </p><p>  3

12、.4.2雙穩(wěn)類電路 </p><p>  作用:比較器,鎖存器,反相器,方波輸出及整形等。 </p><p>  3.4.3無穩(wěn)類電路 </p><p>  作用:方波輸出 ,電源變換,音響報警,玩具,電控測量,定時等。</p><p>  第一種、是直接反饋型,振蕩電阻是連在輸出端VO的。</p><p>  第二種

13、、是間接反饋型,振蕩電阻是連在電源VCC上的。其中有應(yīng)用最廣的。還有產(chǎn)生是方波振蕩電路。還有的是占空比可調(diào)的脈沖振蕩電路,功能相同而電路結(jié)構(gòu)略有不同。</p><p>  第三種、是壓控振蕩器。由于電路變化形式很復(fù)雜,為簡單起見,只分成最簡單的形式和帶輔助器件的單元形式。</p><p>  無穩(wěn)電路的輸入端一般都有兩個振蕩電阻和一個振蕩電容。只有一個振蕩電阻的可以認為是特例。</p

14、><p><b>  3.5六反向器:</b></p><p><b>  真值表:Y=A</b></p><p><b>  圖1 引腳功能</b></p><p><b>  極限參數(shù):</b></p><p><b> 

15、 3.6紅外的介紹</b></p><p>  紅外線遙控器在家用電器和工業(yè)控制系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用,了解他們的工作原理和性能、進一步自制紅外遙控系統(tǒng),也并非難事。 1.紅外線的特點      人的眼睛能看到的可見光,若按波長排列,依次(從長到短)為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫,如圖1所示。    &

16、#160;     由圖可見,紅光的波長范圍為0.62μm~0.76μm,比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線遙控器就是利用波長0.76μm~1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的。紅外線的特點是不干擾其他電器設(shè)備工作,也不會影響周邊環(huán)境。電路調(diào)試簡單,若對發(fā)射信號進行編碼,可實現(xiàn)多路紅外遙控功能。 2.紅外線發(fā)射和接收 人們見到的紅外遙控系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分的發(fā)

17、射元件為紅外發(fā)光二極管,它發(fā)出的是紅外線而不是可見光,如圖2所示。 常用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940nm左右,外形與普通φ5mm發(fā)光二極管相同,只是顏色不同。一般有透明、黑色和深藍色等三種。判斷紅外發(fā)光二極管的好壞與判斷普通二極管一樣的方法。單只紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率約100mW。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率需用專用儀器測定,而業(yè)余條件下,只</p><p><b>  圖5-8</b&

18、gt;</p><p>  是常用兩種紅外接收頭的外形,均有三只引腳,即電源正VDD、電源負(GND)和數(shù)據(jù)輸出(Out)。接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同,圖3列出了因接收頭的外形不同而引腳的區(qū)別。紅外接收頭的主要參數(shù)如下:工作電壓:4.8~5.3V工作電流:1.7~2.7mA接收頻率:38kHz峰值波長:980nm靜態(tài)輸出:高電平輸出低電平:≤0.4V輸出高電平:接近工作電壓</p&g

19、t;<p><b>  圖5-9</b></p><p>  是目前所有紅外遙控器發(fā)射電路的功能組成,其中的編碼器即調(diào)制信號,按遙控器用途的編碼方式可以很簡單、也可以很復(fù)雜。例如用于電視機、VCD、DVD和組合音響的遙控發(fā)射的編碼器,因其控制功能多達50種以上,此時的編碼器均采用專用的紅外線編碼協(xié)議進行嚴格的編程,然而對控制功能少的紅外遙控器,其編碼器是簡單而靈活。前者編碼器是

20、由生產(chǎn)廠家的專業(yè)人員按紅外遙控協(xié)議進行編碼,而后者適用于一般電子技術(shù)人員和電子愛好者的編碼。圖4中的38kHz振蕩器即載波信號比較簡單,但專業(yè)用的和業(yè)余用的也有區(qū)別,專業(yè)用的振蕩器采用了晶振,而后者一般是RC振蕩器。例如彩電紅外遙控器上的發(fā)射端用了455kHz的晶振,是經(jīng)過整數(shù)分頻的,分頻系數(shù)為12,即455kHz÷12=37.9kHz。當(dāng)然也有一些工業(yè)用的遙控系統(tǒng),采用36kHz、40kHz或56kHz等的載波信號。因紅外遙

21、控器的控制距離約10米遠,要達到這個指標,其發(fā)射的載波頻率(38kHz)要求十分穩(wěn)定,而非專業(yè)用的RC(38kHz)載波頻率穩(wěn)定性差,往往偏離38kHz甚至很遠,這就大大縮短了遙控器的控制距離。因晶振頻率十分穩(wěn)定,所以專業(yè)廠家的遙控器全部采用晶振的38</p><p>  2.遙控接收解調(diào)電路</p><p>  為紅外接收解調(diào)控制電路, IC2是LM567。LM567是一種鎖相環(huán)集成電路

22、,采用8腳雙列直插塑封裝,工作電壓為+4.75~+9V,工作頻率從直流到500kHz,靜態(tài)電流約8mA。⑧腳為輸出端,靜態(tài)時為高電平,是由內(nèi)部的集電極開路的三極管構(gòu)成,允許最大灌電流為100mA。</p><p>  3. 頻分制多路控制器 </p><p>  可以實現(xiàn)多路遙控器,即在發(fā)射端,將ICl組成的低頻振蕩器,其電路模式不變,只改變電阻R2,即可構(gòu)成若干種R組成的多個頻

23、率不同的低頻振蕩器(即編碼),利用微動開關(guān)轉(zhuǎn)接,38kHz的載波電路共用;在接收電路中,一體化紅外接收頭共用,再設(shè)置與接收端編碼器相同個數(shù)的LM567鎖相器和后級鎖相驅(qū)動控制電路,各鎖相環(huán)的振蕩頻率與各編碼器的低頻編碼信號的頻率對應(yīng)相等。這樣發(fā)射端按壓不同的按鈕,載波信號接入不同頻率編碼的調(diào)制信號時,在接收端,各對應(yīng)的LM567的拐腳的電平會發(fā)生變化,從而形成多路控制信號。上述所述的工作方式,稱為頻分制的編碼方式。這種頻分制工作方式,其

24、優(yōu)點是可實現(xiàn)多路控制,但缺點是電路復(fù)雜,對于路數(shù)不多的控制電路,因電路工作原理簡單,對一般電子技術(shù)人員仍然是有用的。  </p><p><b>  4組裝調(diào)試:</b></p><p>  4.1使用的主要儀器和儀表:</p><p>  使用制版機應(yīng)注意溫度和夾縫的高度,當(dāng)溫度大約為160攝氏度時可以放板子,而且轉(zhuǎn)印

25、紙應(yīng)該仔細包好,以免轉(zhuǎn)印是帶來不必要的麻煩。</p><p>  在腐蝕之后應(yīng)該涂抹一層松香,以免銅線氧化,并有助于焊接時焊錫的銜接。</p><p>  使用打孔機時要注意鉆頭應(yīng)盡量貼近板子,以免空打偏了,特別要注意集成塊的打孔,如果有偏差不好調(diào)整。</p><p>  在使用示波器的時候要注意作定量測量時,應(yīng)先將示波器通電預(yù)熱10分鐘以上,使機中各元件在熱穩(wěn)定狀

26、態(tài)下工作,否則由于機內(nèi)元件溫度處于上升過程,影響測量結(jié)果。通常示波器的靈敏度都是指它的最大靈敏度。Y輸入調(diào)節(jié)在不同位置,對應(yīng)的靈敏度不同。因此,一經(jīng)核準,Y輸入調(diào)節(jié)就不能再動。為了保護熒光屏,測量時應(yīng)加掃描信號,使形成掃描線,避免亮點長時間集中在一點。示波器Y輸入和X輸入端的阻抗一般很大(1兆歐/40皮法),在它的輸入電路中幾乎不形成電流,因此用示波器能夠?qū)ξ⑷跣盘栯妷哼M行測量,這是它的優(yōu)點。示波器也可以測量電流,把一個小電阻串聯(lián)在待測

27、電路中(或利用電路中的已知電阻),測出它兩端的電壓,利用歐姆定律算出電路中的電流。</p><p>  4.2調(diào)試電路的方法和技巧:</p><p>  對照原理圖將元件合理安裝在電路板上,檢查元件位置是否正確,檢查無誤后,用電烙鐵將每個元件用焊錫焊牢,保證每個元件不虛焊。在焊元件時根據(jù)不同元件的耐熱性盡量減少焊接時間。當(dāng)電子器件焊接錯誤或者是需要再次焊接時應(yīng)該很小心的拔出原來的器件,以防

28、止弄壞電路板上的鍍銅。在調(diào)試過程中注意輕拿輕放,不要把元器件及導(dǎo)線弄掉。調(diào)試中最多的是沒有現(xiàn)象出現(xiàn),或是現(xiàn)象不明顯。很有可能是焊短路或斷路,元器件虛焊。接電源時注意正負極,以防燒壞元器件。使用萬能表時注意量程。若是沒有現(xiàn)象,要逐一檢查各部分是否有短路或斷路發(fā)生。使用示波器時注意周期的計算,得到穩(wěn)定的波行</p><p>  當(dāng)電路連接正確時候,按下開關(guān)。此時LED不亮。用上示波器檢測一下NE555發(fā)射的是不是大約

29、40KHz的方波,若不是應(yīng)用滑動變阻器調(diào)節(jié)使NE555產(chǎn)生40KHz的方波,當(dāng)用擋板擋住紅外發(fā)射二極管,使得紅外接收二極管可以接受到紅外光之后LED亮,大約兩秒左右自動熄滅。</p><p>  5設(shè)計電路的特點和方案的優(yōu)缺點、改進的意見和展望:</p><p>  電路采用紅外發(fā)光二極管作光源,其主要優(yōu)點是體積小、重量輕、壽命長,交直流均可使用,并可利用晶體管和集成電路直接驅(qū)動。而對于現(xiàn)

30、在的紅外電路多采用互補型自激多諧振蕩電路驅(qū)動做電源,直接加在紅外發(fā)光二極管兩端,使</p><p>  其發(fā)出經(jīng)脈沖調(diào)制的、占空比很高的紅外光束,這降低了電源的功耗,又增加了紅外探測器的抗干擾能力。但對于此電路它的紅外接收二極管接在了電路的觸發(fā)端,沒有使用放大電路,所以這個電路的靈敏度不高,而且此電路抗外界干擾能力不高,很容易受到外界的影響。</p><p>  中間放大級采用多級負反饋放

31、大電路,負反饋實質(zhì)上就是把輸出電壓的一部分再送回到輸入端,兵并使其與輸入電壓相位相反。負反饋可以明顯改善電壓放大器的性能指標,使其失真減小、噪聲降低、頻響展寬,穩(wěn)定度提高,而這些好處又都是以犧牲放大器增益為代價的。由于增益可以用多級放大器來保證,所以多級負反饋放大電路常被采用。多級放大器既有更高的開環(huán)增益。</p><p>  加入過零比較器之后將會有效的抑制外界的干擾,提高了電路的靈敏度。</p>

32、<p><b>  6總結(jié):</b></p><p>  通過本次低頻課程設(shè)計的學(xué)習(xí)與制作,我學(xué)習(xí)到了理論運用到實際中去應(yīng)要考慮諸多方面。</p><p>  在設(shè)計PCB版時,我們應(yīng)考慮散熱問題,各個元件之間的布局也應(yīng)該合理,不然會影響電路板的安裝及散熱問題。同時要加寬地線和電源線以減少干擾信號對工作電路的影響。加深了對電路的分析能力;掌握了常用電子器件

33、的類型和特征;學(xué)會電子電路的焊接、安裝和調(diào)試;動手能力大大增強。同時學(xué)會了自己解決問題的方法。培養(yǎng)了自己解決問題的能力;提高了嚴肅認真的工作作風(fēng)和嚴謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。</p><p>  7系統(tǒng)使用原件列表:</p><p><b>  7.1電阻: </b></p><p>  1K電阻一個, 4.7K電阻一個, 25歐姆電阻一個,<

34、;/p><p>  100K電阻3個, 10K電阻一個, 22K電阻一個,</p><p>  30K電阻一個, 620K電阻一個, 470歐姆電阻一個,</p><p>  5K滑動變阻器一個。</p><p><b>  7.2電容:</b></p><p>  4.7nF無極性電容一個

35、, 0.01uF無極性電容兩個,</p><p>  1uF電解電容電容一個, 0.1uF無極性電容一個,</p><p>  100uF電解電容一個</p><p><b>  7.3二極管:</b></p><p>  普通二極管一個, LED二極管一個,</p><p&g

36、t;  紅外發(fā)射二極管一個, 紅外接收二極管一個 </p><p><b>  7.4集成塊:</b></p><p>  NE555集成塊兩個,十四管腳六反相器一個</p><p>  7.5四角按鈕開關(guān)一個。</p><p>  此外,在電路板調(diào)試過程中,還用到示波器,5V直流電源,萬用表。</p>

37、<p><b>  8參考文獻</b></p><p>  [1] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分.第五版.高等教育出版社.2006年1月</p><p>  [2] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分.第五版.高等教育出版社.2006年1月</p><p>  [3] 電子線路實驗講義</p><p>  [4]門宏

38、,怎樣看電子電路圖</p><p><b>  9收獲體會:</b></p><p>  通過這次課程設(shè)計,讓我學(xué)會了很多在課堂上學(xué)不到的東西。原來在課堂上只是學(xué)理論的東西,實際操作是零基礎(chǔ)。而這次試驗后有了最基本的動手能力。</p><p>  從畫PCB開始,把我原來所學(xué)的計算機輔助設(shè)計用上了,讓我體會到了所學(xué)的軟件在實際中是如何應(yīng)用的。&

39、lt;/p><p>  轉(zhuǎn)印腐蝕打孔,這個每一步都需要精細的完成過程我也一一走過。在焊接的時候還真遇到不少的麻煩。首先是二級管的正負不能確定,通過網(wǎng)上查找和詢問同學(xué)找到知道了如何確定正負的方法。</p><p>  再有就是焊接集成塊的時候,由于焊盤相鄰比較近,焊錫很容易碰到一起形成短路,所以每一次都倍加小心。最后一個難題就是,調(diào)試電路,這個實驗要求產(chǎn)生一個大約是38KHz的方波,因為NE55

40、5在產(chǎn)生信號時如果沒經(jīng)過放大信號很微弱,用示波器觀察比較麻煩,應(yīng)該接在放大后的輸出端,這是看的比較清晰。</p><p>  還有就是后續(xù)的報告的完成,在網(wǎng)上和圖書館查閱了大量資料讓我受益匪淺我懂得了理論和實踐相結(jié)合的重要性,只有理論知識是不夠的,只有把自己所學(xué)的理論和實踐相結(jié)合起來,才能夠真正掌握知識,從而提高自己的實踐動手能力和獨立思考能力。也使我知道無論做任何工作都要具有良好的專業(yè)素質(zhì),以后遇事不要浮躁,做

41、事要嚴肅認真細心。作為電子系學(xué)生,我們要養(yǎng)成仔細嚴謹?shù)墓ぷ髋c科學(xué)作風(fēng),容不得半點馬虎,一個元件的接錯可能導(dǎo)致很大的錯誤,通過學(xué)習(xí),我們能夠更好的了解自己的不足,了解關(guān)于課程設(shè)計應(yīng)注意的方方面面,能夠為我們以后的繼續(xù)學(xué)累一筆寶貴的財富。相信這次實驗是我們學(xué)的不僅僅是這么多,我們的收獲遠遠不止如此~希望以后會有這樣的機會。</p><p>  記得開始接觸模電時,既興奮期待又難免緊張,從二極管到三極管,再到各含三極管

42、的加減法微分積分電路。感覺到幾個三極管組合就能產(chǎn)生如此多的變化,真的很神奇。在接觸數(shù)電以后更是感受到三極管電路的無所不在,集成芯片成為應(yīng)用的主體。每次做模電數(shù)電實驗面對電路箱以及各三極管集成電路時都很激動,覺得是對知識的鞏固和動手能力的提高。</p><p>  這次課程設(shè)計帶來最大的體驗就是真實和壓力。不僅整合了以前所學(xué)知識,而且對動手能力有很高的要求。訓(xùn)練了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,鍛煉了創(chuàng)新思維。并且對以后的畢業(yè)

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