課程設(shè)計-led燈

1、<p><b>　　目 錄 </b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　工程概況1</b></p><p><b>　　正文1</b></p><p><b>　　1.設(shè)計的目的1</

2、b></p><p><b>　　2.設(shè)計的要求1</b></p><p>　　3.聲控電平指示器的主要模塊1</p><p><b>　　4.工作原理2</b></p><p><b>　　4.1電源電路2</b></p><p>　　4

3、.2音頻放大電路2</p><p><b>　　4.3分頻電路3</b></p><p><b>　　4.4驅(qū)動電路4</b></p><p>　　5.元器件介紹與檢測4</p><p><b>　　5.1 電阻4</b></p><p>　　

4、5.1.1 電阻色環(huán)的判斷5</p><p>　　5.2三極管引腳的判別5</p><p>　　5.2.1 基極的判別5</p><p>　　5.2.2集電極和發(fā)射極的判別6</p><p>　　5.3三極管的主要參數(shù)：6</p><p>　　5.3.1 9013三極管主要參數(shù)：6</p>&

5、lt;p>　　5.3.2 9012三極管主要參數(shù)：7</p><p><b>　　6.元件清單7</b></p><p>　　7.電路板安裝要求和注意事項8</p><p>　　8.焊接好后的成品8</p><p>　　9.調(diào)試注意事項9</p><p>　　10.此次課設(shè)中出現(xiàn)的

6、問題9</p><p><b>　　參考文獻：10</b></p><p><b>　　課程總結(jié)11</b></p><p><b>　　附圖12</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　本次課

7、程設(shè)計的主要方面是SAL-30聲控電平指示器的功能、設(shè)計、以及應(yīng)用。在SAL-30聲控電平指示器中，會有三種不同的頻段，每頻段的靈敏度各不相同。根據(jù)不同的電壓大小，使得每個頻段的LED燈亮個數(shù)的不同。而且當(dāng)一次震動之后，在很小的一段時間內(nèi)，這些亮的指示燈會亮一段時間，過了這段時間，燈就會自動熄滅。根據(jù)電容量大小的不同可以把SAL-30聲控電平指示器有三段不同的頻段，分別是低頻率段為紅色、中頻率段為綠色、高頻率段為藍色。（此間的高頻率、中

8、頻率和低頻率是相對而言的）</p><p><b>　　工程概況</b></p><p><b>　　正文</b></p><p><b>　　1.設(shè)計的目的</b></p><p>　?。?）掌握SAL-30聲控電平指示器的組成及工作原理；</p><p&

9、gt;　?。?）掌握基本的電氣元器件的知識，解決課設(shè)當(dāng)中的問題；</p><p>　?。?）熟悉集成電路及有關(guān)電子元器件的使用。</p><p><b>　　2.設(shè)計的要求</b></p><p>　　根據(jù)SAL-30聲控電平指示器的相關(guān)原理圖和要求，進行硬件的搭建與焊接；</p><p>　　設(shè)計一臺根據(jù)聲音的響度的大

10、小以及依據(jù)聲音振幅、強度的大小來控制LED指示燈亮的個數(shù)的多少以及強弱。</p><p>　　3.聲控電平指示器的主要模塊</p><p><b>　　4.工作原理</b></p><p>　　SAL-30聲控電平指示器主要由電源電路、音頻放大電路、分頻電路及LED驅(qū)動電路四大部分構(gòu)成。</p><p><b>

11、;　　4.1電源電路</b></p><p>　　電源電壓輸入9V--15V，D1可防止電源極性接反而損壞三端穩(wěn)壓，C4濾波后由L7806三端穩(wěn)壓為整個電路提供穩(wěn)定的6V電壓。7806三端穩(wěn)壓管是一種半導(dǎo)體器件，它可以直到臨界反向擊穿電壓前都具有很高的電阻。穩(wěn)壓管在反向擊穿時，在一定的電流范圍內(nèi)，端電壓器件兩端電壓差或者器件某端相對地的電壓幾乎不變，這樣就會出現(xiàn)穩(wěn)壓特性。 </p>&l

12、t;p><b>　　4.2音頻放大電路</b></p><p>　?。?）駐極體話筒MK1將拾取的聲音轉(zhuǎn)換成電信號。 駐極體話筒的工作原理可以用下圖來表示： </p><p>　　話筒的基本結(jié)構(gòu)由一片單面涂有金屬的駐極體薄膜與一個上面有若干小孔的金屬電極（被稱為背電極）構(gòu)成。駐極體面與背電極相對，中間有一個極小的空氣隙，形成一個以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電

13、極和駐極體上的金屬層作為兩個電極構(gòu)成一個平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極，由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。 </p><p>　　當(dāng)聲波引起駐極體薄膜振動而產(chǎn)生位移時；改變了電容兩極版之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式：Q =CU 所以當(dāng)C變化時必然引起電容器兩端電壓U的變化，電壓變化就會產(chǎn)生電流，從而輸出電信號。當(dāng)外界的聲波傳來時，聲波會引起駐極體薄膜振動而產(chǎn)

14、生位移；產(chǎn)生位移就會改變駐極體薄膜和金屬電極之間的距離，距離改變就會改變電容容量，（Q =CU）但是又由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，電壓變化就會輸出電信號。</p><p>　?。?）晶體三極管Q1，Q2組成的多級音頻放大器。阻容元件C1和Q1組成了阻容耦合放大電路（耦合指的是第一級電路到第二級電路的傳遞過程），擔(dān)任前置音頻電壓放大電路。駐極體話筒接收到聲波信號后，輸出相應(yīng)的微弱電信號。該信號經(jīng)電容器C1耦合

15、到Q1的基極進行放大，放大后的信號由集電極輸出，再經(jīng)過C2耦合到Q2進行二級放大。（各級的靜態(tài)工作點相互獨立，而且只要耦合電容C1，C2，C3足夠大，放大器的交流信號損失就小，保證了較高的放大倍數(shù)。）在低頻信號的傳遞和放大過程中，為防止前后兩級電路的靜態(tài)工作點相互影響，采用電容耦合來防止信號中低頻分量損失過大。而C3起濾波作用，使之輸出穩(wěn)定的交流電壓，輸出的電壓大小在0-2.5V之間。電流放大后經(jīng)過滑動變阻器，其中滑動變阻器通過改變自身

16、電阻的大小來調(diào)節(jié)電流的大小，從而調(diào)節(jié)Q2信號的大小，從而調(diào)節(jié)整個電路的靈敏度。按電源濾波的要求，7806的輸入、輸出端都應(yīng)該接大電容，一般是幾百uF級別，兩端選擇的電容都是220uF的，因為7806的自激是低頻的，大電容已經(jīng)可以達到穩(wěn)定電壓的目的。</p><p><b>　　4.3分頻電路</b></p><p>　　分頻電路分頻電容分別選擇的是：C11，4.7uF

17、，低頻；C10，10000pf，中頻；C6，2200pf，低頻。由于不同大小的電容有不同的頻率特性，就可以用不同的電容選擇不同頻段的信號。電容的選取有一定的參考，一般情況下，電解電容的作用是過濾掉電流中的低頻信號，但即使是低頻信號，其頻率也分為了好幾個數(shù)量級。因此為了適合在不同頻率下使用，電解電容也分為高頻電容和低頻電容。</p><p>　　分頻電路采用三段完全獨立的LED指示，共分為紅、綠、藍三種。所以加入三

18、個分頻電路，其中紅色的是低頻的，大概在50-400HZ之間；綠色的是中頻的，大概在50-800HZ之間；藍色的是高頻的，大概在1000HZ以上。</p><p>　　f=；（ls是等效串聯(lián)電感，C是電容的容量大小，f是頻率）。根據(jù)這個公式可知，電容的頻率大小和其容量成反比，也就是說電容量大的電容對高頻率不是很敏感，而低容量的電容對低頻率不敏感，對高頻率敏感。所以，根據(jù)電容的大小可以得到不同頻率的交流電壓信號。用以

19、指示不同頻段聲音的電平，VR2、VR3、VR4分別調(diào)節(jié)各段LED指示的靈敏度，利用C6、C10和C11的容量不同，可以分出三個不同頻段的聲音信號，再經(jīng)后面二級三極管的進一步分頻及放大，在Q4、Q5、Q18集電極上得到三個不同頻段且隨外界聲音大小變化而電化的電壓（即外界聲音越大，此電壓越高）。</p><p>　　電源濾波電容的大小，第一級用4.7uF,用于濾低頻，第二級用0.1uF，用于濾高頻，4.7uF的電容作

20、用是減小輸出脈動和低頻干擾，0.1uF的電容是減小由于負(fù)載電流瞬時變化引起的高頻干擾。</p><p><b>　　4.4驅(qū)動電路</b></p><p>　　每一頻段有9只1N4148二極管，每個頻段的每只二極管都是相互串聯(lián)的，串聯(lián)分壓，在一定范圍內(nèi)，最前面的LED指示燈是最亮的，最后面的LED指示燈之最暗的，因為分到的電壓小。1N4148二極管導(dǎo)通后有0.4-0.

21、5v的導(dǎo)通壓降，在最后面的LED二極管電壓可能會很低，亮度沒有前面LED指示燈亮。因為電壓不夠，沒有達到其額定電壓。</p><p>　　5.元器件介紹與檢測</p><p><b>　　5.1 電阻</b></p><p>　　電阻是阻礙電流流過的物理量。因為物質(zhì)對電流產(chǎn)生的阻礙作用，所以稱其該作用下的電阻物質(zhì)。電阻將會導(dǎo)致電子流通量的變化，

22、電阻越小，電子流通量越大，反之亦然。沒有電阻或電阻很小的物質(zhì)稱其為電導(dǎo)體，簡稱導(dǎo)體。不能形成電流傳輸?shù)奈镔|(zhì)稱為電絕緣導(dǎo)體，簡稱絕緣體。</p><p>　　5.1.1 電阻色環(huán)的判斷</p><p>　　色環(huán)電阻分為四色環(huán)和五色環(huán)。先說四色環(huán)，顧名思義，就是用四條有顏色的環(huán)代表阻值大小。每種顏色代表不同的數(shù)字，對于四色環(huán)來說：</p><p>　　第一條色環(huán)：阻值的

23、第一位數(shù)字； </p><p>　　第二條色環(huán)：阻值的第二位數(shù)字； </p><p>　　第三條色環(huán)：10的冪數(shù)； </p><p>　　第四條色環(huán)：誤差表示。 </p><p>　　還有精確度更高的“五色環(huán)”電阻，用五條色環(huán)表示電阻的阻值大小，具體如下： </p><p>　　第一條色環(huán)：阻值的第一位數(shù)字； <

24、/p><p>　　第二條色環(huán)：阻值的第二位數(shù)字； </p><p>　　第三條色環(huán)：阻值的第三位數(shù)字； </p><p>　　第四條色環(huán)：阻值乘數(shù)的10的冪數(shù)； </p><p>　　第五條色環(huán)：誤差（常見是棕色，誤差為1%）</p><p>　　5.2三極管引腳的判別</p><p>　　最常用的

25、判別方法是使用萬用表電阻檔進行判別。三極管內(nèi)部有兩個PN結(jié)，可用萬用表電阻檔分辨e、b、c三個極。在型號標(biāo)注模糊的情況下，也可用此法判別管型。 </p><p>　　5.2.1 基極的判別 </p><p>　　判別管極時應(yīng)首先確認(rèn)基極。對于PNP管，用黑表筆接假定的基極，用紅表筆分別接觸另外兩個極，若測得電阻都小，約為幾百歐幾千歐；而將黑、紅兩表筆對調(diào)，測得電阻均較大，在幾百千歐以上，此

26、時假定極就是基極。NPN管，情況正相反，測量時兩個PN結(jié)都正偏（電阻均較?。┑那闆r下，紅表筆接基極。 </p><p>　　實際上，小功率管的基極一般排列在三個管腳的中間，可用上述方法，分別將黑、紅表筆接基極，既可測定三極管的兩個PN結(jié)是否完好（與二極管PN結(jié)的測量方法一樣），又可確認(rèn)管型。 </p><p>　　5.2.2集電極和發(fā)射極的判別 </p><p>　

27、　確定基極后，假設(shè)余下管腳之一為集電極c，另一為發(fā)射極e，用手指分別捏住c極與b極（即用手指代替基極電阻Rb）。同時，將萬用表兩表筆分別與c、e接觸，若被測管為NPN，則用黑表筆接觸c極、用紅表筆接e極（PNP管相反），觀察指針偏轉(zhuǎn)角度；然后再設(shè)另一管腳為c極，重復(fù)以上過程，比較兩次測量指針的偏轉(zhuǎn)角度大的一次表明IC大，管子處于放大狀態(tài)，相應(yīng)假設(shè)的c、e極正確。</p><p>　　5.3三極管的主要參數(shù)：<

28、;/p><p>　　5.3.1 9013三極管主要參數(shù)：</p><p>　　5.3.2 9012三極管主要參數(shù)：</p><p><b>　　6.元件清單</b></p><p>　　7.電路板安裝要求和注意事項</p><p>　　（1）焊接時要注意先大到小，先高到低的原則依次焊接，有跳線先焊接跳

29、線。</p><p>　　（2）有極性的元器件應(yīng)注意正負(fù)放置，以免接反。</p><p>　?。?）焊接時不要在板上停留太久，否則有可能導(dǎo)致覆銅板線或焊盤脫落，另外有可能導(dǎo)致元器件燒壞。</p><p>　　（4）注意三極管的封裝是否與PCB板封裝一致。</p><p>　?。?）焊接完畢后，先檢查有無短路，焊接等問題，此后方可上電調(diào)試。&l

30、t;/p><p><b>　　8.焊接好后的成品</b></p><p>　　接通電源后如下圖所示：</p><p><b>　　9.調(diào)試注意事項</b></p><p>　　在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢查電路連線是否正確，對照電路圖按照一定順序逐級檢測，特別要注意電源是否接錯，電源與地是否短接，二極管是

31、否接反，輕輕撥一撥元器件，觀察焊點是否牢固。如用萬用表檢測時，將萬用表兩表筆接觸電路板相連處即可。通電后，人體不允許接觸電路板的任一部分，防止觸電，注意安全。若通電后觀察電路有冒煙、起火等現(xiàn)象，應(yīng)立即斷電，排除故障后繼續(xù)通電，并注意觀察各器件引腳是否正常。打開電源，給系統(tǒng)加上激勵信號源（如拍手聲，音樂）等等，觀察指示燈是否按要求變化。如不能順利完成以上功能，則應(yīng)認(rèn)真檢查電路的連接及功能設(shè)計是否有誤并作出相應(yīng)調(diào)整。</p>

32、<p>　　接通電源，對話筒播放音樂，發(fā)現(xiàn)有部分電平指示器燈不亮，將萬用表調(diào)到電壓檔，連接測試電源的接口，發(fā)現(xiàn)沒有信號電壓信號；反過來測試，同樣沒有信號。斷開電源，將萬用表調(diào)到電阻檔，將表筆分別連接導(dǎo)線接線端與它對應(yīng)的電源端口，發(fā)現(xiàn)接負(fù)極的導(dǎo)線沒有導(dǎo)通，此時可能導(dǎo)線沒有接通。</p><p>　　10.此次課設(shè)中出現(xiàn)的問題</p><p>　　在此次課設(shè)中，焊接發(fā)光二極管時，考慮

33、到可能出現(xiàn)的發(fā)光二極管的損壞，我們只是焊接了所有二極管的一個引腳，在測試的時候，出現(xiàn)了幾個發(fā)光二極管不亮的情況，經(jīng)過老師和團隊同學(xué)們共同的努力，我們最終找到了導(dǎo)致此問題的原因：由于部分發(fā)光二極管另一只引腳懸空，所造成的接觸不良，導(dǎo)致其無法接通。經(jīng)過調(diào)試和焊接，我們完成了這次的課設(shè)，達到了最終的效果。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　

34、[1].閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）.高等教育出版社，2006.</p><p>　　[2].王成華，王友仁，胡志忠，現(xiàn)代電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）.北京航空航天大學(xué)出版社. </p><p><b>　　課程總結(jié)</b></p><p>　　對于電路圖來說，能看懂是最基本的，關(guān)鍵是要知道怎么設(shè)計電路圖，為什么要這樣設(shè)計電路圖，還有

35、就是為什么要用這個元件，換一個其他參數(shù)的元件行不行。掌握它的工作原理和每一個元器件在此電路中起到的作用，以及弄明白為什么要選用此型號的元器件，換一個其他參數(shù)的元器件會不會對電路有所影響。比如說，在LED驅(qū)動電路中，電源濾波電容的大小，前面的要用4.7uF,這是因為要濾掉中、低頻，不用這個4.7的也可以，但是要足夠大，要能夠濾掉我們的低頻，不能對高頻產(chǎn)生干擾。再比如說，在音頻放大電路中C1，C2，C3都采用4.3uF容量的電容。要使各級的

36、靜態(tài)工作點相互獨立，就要必須保證耦合電容C1，C2，C3的容量足夠大，這樣放大器的交流信號損失就小，就會保證較高的放大倍數(shù)。</p><p>　　對于焊接PCB板來說，我們第一步要做的就是清理元器件，各元器件的參數(shù)值，測量方法，以及電路的工作原理等。還有就是要測量每一個元器件的具體參數(shù)，其次，當(dāng)我們拿到器材的時候，不是直接就開始焊接，而是要先對每種元器件的值進行測量，將實際值與參考值進行比較，此基礎(chǔ)上同時也可以檢

37、測到元器件是否能正常工作，以免在焊接完成時出現(xiàn)故障，而影響整個工作進度。，例如，二極管，三極管，滑動變阻器和電容，要注意它們的正負(fù)之分，以免焊反。在安裝的過程中要遵循先大后小，先高后低的原則進行，以免出現(xiàn)漏焊的情況。焊錫時不能在電板上停留過久，以免導(dǎo)致元器件燒壞，也要避免錫連接在一起，它有可能會造成短路，同時還要注意虛焊和懸空。</p><p>　　對于調(diào)試來說，在最后我們接通電源的時候發(fā)現(xiàn)有三盞燈不亮，第一步，

38、我們應(yīng)該檢查是否為虛焊，我們沒有具體的科學(xué)檢測，但是有一種方法就是再一次進行焊接。第二步檢測LED指示燈是否已經(jīng)損壞，用萬用表的R×10K可以大致判定發(fā)光二極管的好壞。正常時，二極管正向電阻阻值為幾十至200KΩ,反向電阻的值為 ∞。假如正向電阻值為0或為∞，反向電阻值很小或為0，則損壞。</p><p>　　我們在調(diào)試時發(fā)現(xiàn)有些燈不亮，最后通過檢測發(fā)現(xiàn)有兩個二極管出現(xiàn)了懸空的狀況，還有一個是虛焊，最后