论文：声光控台灯电路设计

论文：声光控台灯电路设计内容摘要：

能指标测试方法； ； ，提高分析和解决实际问题的能力。 设计的内容 设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。 其设计内容主要包括以下几个部分： ； 的设计； 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 3 页 ；。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 4 页 第 2 章 系统方案 系统方案一 采用集成芯片 SM9100，话筒产生的声音经三极管放大后，提供给 SM9100，触发晶闸管导通，控制电路的工作。 但是这种声光开关对声音感知的灵敏度、对光强度感知的灵敏度和控制灯亮的时间不能调节，其电路的系统框图如下所示： 图 21 电路方框图 此电路 主要由电源电路、声控电路、光控电路和开关集成电路组成， 220V 的电网电压进入电源部分把交流电转换成脉动直流电，信号经过光控和声控部分，再到延时电路，由开关集成芯片 SM9100 来控制声控电路输出的声音信号和光控电路输出的光信号的工作情况。 系统方案二 采用 分立元件 来完成 ， 由话筒进行声电转换，光敏电阻进行光电转换，延时电路通过调电容的值来实现。 它结构简单，安装方便，成本低，适用性强。 其电路的系统框图如下图所示： 图 22 声光控台灯组成框图 声光控制台灯电路主要由电源电路、声控电路、光控电路和延时电路、晶闸管开关控制电路等部分组成。 电源电路： 220V的电网电压进入电源电路就把 220V的交流电转换成 9V的电压。 光控电路：在白天光线很强时，其电路不工作。 在晚上或者 白天光线很弱的时候，电路开始工作，把光信号转换成电信号输出。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 5 页 声控电路：当有声音信号发出时，电路工作把声音信号转换成电信号输出。 开关延时电路：相当一个开关，主要是来控制声控电路输出的声音信号和光控电路输出的光信号的工作情以及能够及时的延时，并控制整个电路，使电路正常工作。 综上所述，方案一采用集成电路控制台灯，这种电路对 声音感知的灵敏度、对光强度感知的灵敏度和控制灯亮的时间不能调节，并且电路原理复杂，而方案二采用分立元件来完成声电和光电的转换，且结构简单 ，安装方便，成本低，适用性强，原理简单，所以综合考虑 采用方案二。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 6 页 第 3 章 单元电路的设计 电源电路设计 电源电路是由 整流电路 、滤波电路、稳压电路等组成。 如图 31 所示： 220V 的交流 电经 D1～ D4 整流、 R1 降压、 D5 稳压、 C1 滤波 最终获得的 9V 电压供 给控制电路。 图 31 电源电路 其中，降压是通过 R1 有效的通过电阻的阻值实现从大电压降为小电压的过程，整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。 单相桥式整流电路的工作原理可分析如下 ， 为简单起见，二极管用理想模型来处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。 在 U 的正半周，电流从正端经过二极管 D1 流向 RL，再由二极管 D3 流回负端，所以 D D3 正向导通， D D4 反偏截止。 在负载上产生一个极性为上正下负的输出电压。 其电流通路可用图 32 中实线箭头表示。 在 U 的负半周，其极性与图示相反，电流负端经过二极管 D2 流向 RL，再由二极管 D4 流向正端，所以 D D3 反偏截止， D D4 正向导通。 电流流过 RL 时产生的电 压极性仍是上正下负，与正半周时相同 ， 其电流通路如图 32 中虚线箭头所示。 滤波电路是通过 C1 滤波使纹波大为减小，这样流过二极管的电流将很大，能很好的带动负载，其 两端的电压为 16V。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 7 页 图 32 桥式整流电路 稳压是通过 D5 二极管来实现的， 稳压二极管是一种齐纳二极管，它是利用二极管反相击穿时，其两端电压固定在某一数值，基本上不随流过二极管的电流大小变化的特性而设计的，测得稳压二极管的电压为 9V，最后输出给后一级电路。 声控电路的设计 声控电路的组成主要由声控传感器、声音信号放大器、控制电路、驱动电路及执行电路等组成。 声传感器是声控电路的重要器件，它的作用是用来接受声控信号，把声控信号转换成电信号，声控电路中的放大器是用于放大声传感器输出的信号的， 驻极体 话筒的工作原理可以用图 33 来表示 ： 33 驻极体话筒工作原理图 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（背称为背电极）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，从而输出电信号，实现声 —电的变换。 金属层 驻极体 空隙层 电极 小孔 R 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 8 页 声控电路的设计原理图如图 34 所示， 话筒将声音信号转化 为 负极性的电信号 ，但接收到的信号 很微弱 ,只有通过由三极管 V1 组成的放大器。