武漢理工大學電工電子實習報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 本產品由穩壓和充電器兩部分組成:穩壓電源輸出3V、6V直流穩壓電壓，可作為收音機、收錄機等小型電器的外接電源；充電器可對5號、7號可充電電池進行恒流恒壓充電。 本產品根據模擬電子技術的基本電路設計而成，與理論教學結合緊密，產品功能多、操作方便、性能優良具有輸出功率大、工作穩定可靠、性價比高等優點，極易裝制成功。散件組裝過程除可以進一步學習電子技術外，還可以掌握電子安裝工藝，了解測量和調試技術，一學舉多得。（1）、直流穩壓電源：輸入電壓：交流220V，輸出電壓：直流3V、6V（可切換）穩壓輸出；最大輸出電流：500mA。（2）、電池充電器：左通道（EE2）充電電流60~70mA（普通充電），右通道（EE4）充電電流120mA~130mA（快速充電），兩通道可以同時使用，各可以充5號或7號電池兩節（串聯）。穩壓電源和充電器可以同時使用，只要兩者電流之和不超過500mA。(三). 安 裝 步 驟 極 管、電容、電阻的 認識(四).注意事項 (1)焊錫絲:電烙鐵加熱的進程中要及時給裸銅面搪錫否則會不好焊(2)烙鐵頭上多余錫的處理 聲光控開關電路應由電源電路、聲控電路、光控電路、延時電子開關電路四大部分組成。如圖：聲光控延時開關實現在白天呈關閉狀態，只有在晚上且存在聲響情況下（如人的腳步聲等）才開啟，開啟后延時一段時間后又能自動關閉。 ： 通過查閱資料，得到當外部條件變化（天色變暗、有明顯聲響）時，光敏和聲敏元件電位及電阻明顯變化，微弱信號經放大器放大后足以使的控制開關開啟，是電路導通。我認為此設計方案可行。 ：1）電路工作原理： 開關電路中聲音檢測采用駐極體話筒MIC，三極管T2組成放大器。無聲響靜態時T2是處于飽和導通狀態，當有聲響時，話筒MIC接收聲響信號，可使T2截止。亮度檢測由光敏電阻RG完成。電路使用的CMOS數字集成電路CD4011，內含有四個2輸入端與非門。CD4011中除其中一個直接用為2輸入端與非門作為判別電路外，其余三個均接成反相器作放大器用。DRC4組成延時電路。開關采用可控硅T1。二極管D1~D4與可控硅T1組成可控整流電路，當T1導通時，燈泡發亮；T1截止時，燈泡熄滅。 白天時，光敏電阻RG受光照呈低阻態，CD4011腳始終為低電平。這時不管CD4011腳為高電平（有響聲使T2截止）還是低電平（無聲響T2飽和導通），與非門輸出腳始終為高電平。經三次反相后，腳輸出為低電平，可控硅T1截止，燈泡不亮。可見由于光敏電阻RG受光照作用，白天燈泡一直不會亮。 晚上天黑時，光敏電阻RG無光照呈高阻態，CD4011腳始終為高電平。這時如果無聲響，T2飽和導通，腳為低電平，則與非門輸出腳仍然為高電平，電路狀態與白天相同。但當有聲響發生時，話筒MIC接收聲響信號使T2截止，腳為高電平，與非門輸出腳變為低電平，經一級反相放大后，腳輸出高電平。此時腳輸出的高電平經導通的D6迅速對電容C4充電，使腳升至高電平，再經兩級反相后，腳輸出為高電平，由此觸發可控硅T1導通，燈泡點亮。 聲響消失后，T2恢復飽和導通，腳為低電平，腳輸出高電平，經一級反相放大后，腳輸出低電平。此時由于C4還來不及放電，D6截止。隨后C4通過R6 緩慢放電，C4兩端電壓即腳電壓逐漸下降。當腳電壓下降至低電平電壓值（1V左右）時，腳輸出高電平，腳輸出低電平使T1截止，燈炮熄滅。 由此可見，燈泡發亮的維持時間主要取決于C4的放電時間常數。改變電阻R6的阻值，可調整延時時間，通常設計延時45~60秒左右。調整電阻R5，可改變電路白天到黑天的亮度閾值。話筒靈敏度可由R2調整。2）光控電路 光控電路它是用外來的光源來控制電路的設備。其作用是把外來送入的光源轉換電信號，從而用這種信號去控制所需要的電器設備。常用的電路有：發光器件電路、光敏器件電路和光電顯示器件電路。本次實驗的中我們選用光敏電阻作為傳感器來實現光控。 光敏電阻器又叫光感電阻，其工作原理是基于內光電效應。 光敏電阻是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。3）聲控電路 我們選擇MIC做為接收信號源，工作原理：話筒將聲音信號轉化為負極性的電信號。 聲控電路通過聲音信號控制可控硅的導通狀態，其特征在于，所述聲控電路包括電源部分，諧振放大部分及觸發器，電源部分通過電容降壓、整流及穩壓提供聲控電路所需的直流電壓，諧振放大部分包括多極三極管放大，話筒接在第一級放大三極管的基極上并由電容耦合，一個由電感和電容構成的振蕩電路接在末級放大三極管的基極上，放大后的信號影響觸發器的翻轉，并最終控制可控硅的控制極的電位。當光線不足或黑夜時，MIC接收到聲信號，開始工作。4）延時電子開關電路 延時電子開關電路它是用電路中送入的信號進行控制電路的設備。其作用是用送入來的信號去控制電路，使電路達到延時的效果。常用的延時電路有按鍵延時電路、感應延時電路、開關控制延時電路、光控延時電路、聲光雙控延時電路等。而本電路延時電子開關電路使用主要的電路為聲光雙控延時電路部分。聲光雙控電路是聲、光控開關的組合。它是利用駐極體話筒是否采集到聲音信號，光敏電阻感應光線的明暗來改變信號的高低電平，以達到控制電路輸出高低電平的目的，再利用穩壓管高電平導通的原理來控制燈泡的亮滅。 延時電子開關電路的設計，采用集成CD4011。 延時電路的設計主要由C3和R9組成。當夜晚有響聲（如腳步聲、說話聲等），話筒接收到信號后內阻增大，CD4011的9腳為高電平，10腳為低電平，VD9截止，C3通過R9放電，放電的時間長短決定了燈亮的時間，直到C3上的電放完到CD4011的15腳，這時為低電平，燈泡熄滅，等待下一次信號。 集成電路CD4011是一個包含4個與非門的CMOS電路（如圖32），每個與非門有2個輸入端一個輸出端，與非門的特點是，輸入端有低電平輸出高電平，輸入端全部高電平輸出低電平，邏輯表達式為： 。圖32 CD4011內部結構5）整流電路的設計 整流電路是把交流電能轉換為直流電能的電路。根據電壓的充分利用整流電路選用單向橋式整流電路。 單向橋式整流電路是由電源變壓器T，4只整流二極管VD1～VD4和負載RL組成。電路圖如21圖所示。 圖31 橋式整流電路原理圖 工作原理：利用4個二極管接成電橋使在U2的正負半周的電壓經過兩只二極管交替導通，即在負載上形成了單方向的全波脈沖電壓。其中單向橋式整流電路對電壓的利用率高。1）電路原理圖：2）元器件清單：見附表 (系統實現與調試過程中遇到的主要問題分析和系統運行的結果) 根據電路原理圖，選擇出需要的電子元器件，依據電路圖正確焊接，焊接完成后，重新檢查電路板有沒有虛焊、短路等問題。檢查完畢后通電試驗。在第一次的試驗中出現了一點問題導致燈泡不亮，后經改進后，又出現一些新的問題燈泡點亮時間太短沒有進行延時。有關問題分析如下：(1).燈泡一直不亮 這種情況可能是燈泡斷路．也可能是電源或控制電路出現故障。在確認燈泡正常的情況下先檢查C1兩端是否有10V以上直流電壓。如果沒有，說明整流二極管VD1~VD4或電阻或焊點出現開路性故障．或C1損壞．應逐一檢查確診。若C1兩端電壓正常，再檢查光敏電阻是否正常．光敏電阻在用黑紙包裹起來后測量其阻值應在1MΩ以上。在有光照射下阻值應只有數百歐姆．否則應予更換。當確認光敏電阻正常后，用黑紙嚴密包裹起來．然后在四個與非門輸入端依次加入人為觸發信號．并用萬用表監測其輸出端電平是否改變。若不變．在外圍元件正常的情況下，說明CD4011損壞。若證明CD4011正常。在CD4011（11）腳有高電平輸出的前提下．燈泡仍不亮．那只有是R3或可控硅出現開路性損壞。若在CD4011各輸入端人為加入觸發信號，CD4011能正常翻轉且燈泡能點亮。則應檢查話筒、CVT1。(2).燈泡點亮時間太短 這主要是CR6時間常數太小．常見原因是C2漏電．其次是二極管VD5的反向漏電流太大。檢查并更換后故障即可排除。 居家電路設計（一 ）電氣照明的基礎知識 照明電路的組成：照明電路一般由電源、導線、控制器件和照明燈具組成。其中電源的作用是提供電能，導線的作用是傳輸電能，控制器件是控制電路的工作狀態，照明燈具是把電能轉換為光能。電氣照明的分類：根據照明的不同類型，我國的電氣照明分為：(二)日光燈電路的組成日光燈電路主要由日光燈管、鎮流器、啟輝器等部分組成。燈管：是日光燈電路的發光主體，燈管的兩端有燈絲，管內充滿了惰性氣體及少量水銀，管壁上涂有瑩光粉，當管內產生弧光放電時，水銀變成蒸氣，幅射出大量的紫外線，管壁上的瑩光粉在紫外線的激發下，幅射出接近日光的光線。日光燈管產生弧光放電的條件：一是燈絲要預熱并發射熱電子，二是燈管兩端需要加一個較高電壓，使管內氣體被擊穿放電，通常日光燈管本身不能直接在220V電源上使用。鎮流器：鎮流器是一個帶鐵芯的電感線圈，結構有單線圈式和雙線圈式，以單線圈式應用較廣。它的作用是和啟輝器結合起來，給燈管提供一個高電壓，使燈管內的氣體被擊穿放電，工作時限制燈管電流。啟輝器：啟輝器有兩個電極，一個是雙金屬片，另一個是固定片，二極之間有一個小容量的電容器。一定數值的電壓加在啟輝器兩端時，啟輝器產生輝光放電，雙金屬片因放電而受熱伸直，并與靜片接觸，而后啟輝器因動片與靜片接觸，放電停止，冷卻且自動分開。它的作用是通過輝光放電使電路產生突然斷合，使鎮流器兩端產生瞬時高壓。日光燈電路的工作原理日光燈電路在開關閉合后，電路中有小電流（220V交流電壓提供），此時啟輝器產生輝光放電，雙金屬片受熱伸直，與靜片接觸，然后放電停止，不再受熱，冷卻并自動分開，此時電路突然斷開，在鎮流器兩端有一個瞬時變化率很大的電壓，鎮流器線圈隨之產生一個更大的和電路斷開前方向相同的高電壓（感應電壓u=Ldi/dt），這個高電壓加在日光燈管的兩端，使燈管內氣體被擊穿放電，水銀蒸氣受到激發，幅射大量紫外線，瑩光粉受到激發發光。常見的日光燈電路⑴單線圈式單燈管電路⑵單線圈式雙燈管電路（雙燈管是一種并聯關系）⑶雙線圈式雙燈