声光呼叫器论文

1、编号 淮安信息职业技术学院淮安信息职业技术学院毕毕业业论论文文题 目声光呼叫器的制作学生姓名*学 号*系 部电子工程学院专 业电子信息工程技术班 级*指导教师*顾问教师二二一二一二年六月年六月摘 要i摘摘 要要随着科技的发展，人们生活水平的提高。人们追求更好的生活与就医条件，本文通过对单稳态电路、功放电路、报警电路的分析，制作了简易的声光呼叫器。本文中对声光呼叫器的设计原理、功能电路的作用、元器件的选择、电路板的焊接与制作、电路的调试等环节进行了阐述。以及对声光呼叫器的使用作了介绍，对相关重要的元器件进行了详细的说明，对相关元器件的识别与检测方法作了详细介绍。以及声光呼叫器在现代生活带来的便利

2、，对病人的及时救助做了介绍。关键词：关键词：单稳态电路、功放电路、报警电路、hfc9561、声光呼叫器淮安信息职业技术学院毕业设计论文ii目 录iii目目 录录摘摘 要要.i前言前言.1第一章第一章 设计原理简介设计原理简介.31.1 工作原理.31.2 电路介绍及电路图.31.3 元器件清单.3第二章第二章 主要功能电路分析主要功能电路分析.62.1 单稳态电路.62.1.1 单稳态电路的基本概念.62.1.2 单稳态电路.62.1.3 单稳态电路的特点.62.1.4 单稳态电路的典型应用.72.2 功放电路.82.2.1 功放电路的简介.82.2.2 功放电路的工作原理.82.2.3 功放

3、电路的重要参数.92.3 报警电路.10第三章第三章 元器件的选择元器件的选择.123.1 元件选择.123.2 电容.123.2.1 电容的基础知识及性能指标.123.2.2 电容的选用常识.133.3 电容器检测的一般方法.133.4 二极管.143.4.1 二极管基础知识.143.4.2 二极管的选用常识.163.4.3 二极管检测方法.163.5 三极管.173.5.1 三极管的定义及简介.173.5.2 三极管的选择.173.5.3 三极管的测试.183.6 hfc9561b 的选用 .193.7 555 电路.193.7.1 555 电路的引脚.193.7.2 555 电路的工作原

4、理.193.7.3 555 电路的应用实例.20第四章第四章 电路的制作及电路调试电路的制作及电路调试.244.1 制作与调试.244.2 焊接的操作要领.24淮安信息职业技术学院毕业设计论文iv4.3 声光呼叫器使用方法.28第五章第五章 总结与展望总结与展望.30致谢致谢.32参考文献参考文献.34前 言1前言前言随着中国经济和社会的不断发展,人们的生活水平在不断的提高,娱乐,旅游等服务也随之迅速发展起来,由于服务行业之间的竞争日益激烈,服务的及时性往往成为了决定一个服务场所档次高低的重要因素,企业的发展靠着创新的理念,服务理念及服务设施的更新,也意味着企业的创新发展。所以，我们倡导把主动

5、服务化为按需服务的理念，以创造更好的生活环境，因此，一个新兴的服务中继产品呼叫器产品就孕育而生并渐渐发展起来。近年来，呼叫器得到了很大的发展，尤其是调频 fm 技术的应用，使得呼叫器在医院、大厦、服务等大型场所的应用成为可能。呼叫器不能单独使用，必须与接收器、控制中心、主机、特定接收器等共同使用，呼叫器的每一个按键都可设定特定的代码，一般为数字，代表特定的位置和呼叫信息，当这些代码信息最终传递给接收器后，可通过 led、lcd、声音等方式表达出来。呼叫器主要用于以下场所，如：茶楼、足疗室、洗浴、餐饮美容院、宾馆、高档会所等。第三代调频语音无线呼叫器系统是一个集无线数据接收、语音录制、编解码技术

6、和语音发射及播放技术无线通讯系统，系统由调频无线呼叫器、无线呼叫对讲控制中心和无线对讲机等设备组成。可现无线语音群呼、组呼和一对一呼叫，可实现普通话、方言、英文等多语种呼叫。呼叫的对应关系和内容可根据需要定制，系统的呼叫器容量为 2055 个，无线信号发射距离为半径8000 米（空旷距离） ，兼容所有品牌所有频段的对讲机。该系统广泛用于：餐厅、咖啡厅、洗浴中心、宾馆酒店、茶楼、养老院、工厂、银行、超市、办公、学校、会所、社区物业和公检法等行业。随着生活水平的提高，人们对自己的保健状况提出了更高的要求，保健医疗器械的日益小型化和普及化正应了社会的发展需求。声光呼叫器是一款简易报警装置，病患者在无

7、人处疾病突然发作倒地时，需要及时呼救。如果病人身上带有本文介绍的声光呼叫器，一旦急病突发，摔倒在地，本呼叫器就会发出报警声，通知周围的人给予最及时的抢救。淮安信息职业技术学院毕业设计论文2第一章 设计原理简介3第一章第一章 设计原理简介设计原理简介1.11.1 工作原理工作原理该声光呼叫器的电路原理图包括姿势测定开关、单稳态触发电路、呼叫声发生器和功放电路。平时，水银开关 hg 直立着，其中触针 a,b 未接通，ic1 的脚电位高于 2/3 电源电压，这时 ic1 处于复位状态，而它的脚输出低电平，因此音响发生器电路 ic2 没有电源不工作，整机处于等待状态。一旦病人突发急病，栽倒在地，造成水

8、银开关 hg 横卧，使触针 a,b 通过导电的水银而接触，这时，ic1 的脚电平立即变为零，于是 ic1 触发置位，而 ic1 的脚由低电平变为高电平，音响集成电路 ic2 获得电源而工作，发光二极管 led1 和 led2 闪光（闪烁的周期为 0.35 s） 。由 ic2 o/p 端输出的音频信号经 vt1 和 vt2 放大后，推动扬声器 y 发出宏亮的声音呼唤人们抢救。如图 1-1 所示。1.21.2 电路介绍及电路图电路介绍及电路图电路由 ne555 定时器组成单谐振荡器，作为电路是脉冲源，控制第二级多谐振器电路。呼叫器一般有两个频率的声音信号，一个高频，一个低频。第一级 ne555 组

9、成低频声音信号，第二级 fhc9561 组成高频声音信号。如图 1-1 所示。r4 240kr22mr110kr51kc10.01uc210uc30.01uled1led2r327vt19013vt23ax81y812345678ne555hfc9561osc1vssosc2o/pgb6vvddic1ic2+abhg图 1-1声光呼叫器的电路原理图1.31.3 元器件清单元器件清单表 1.1 元器件清单r110kc10.01uled1电源6vr22mc210uled2扬声器y8r327kc30.01uhgr4240kne555 vt19013淮安信息职业技术学院毕业设计论文4r51khfc95

10、61 vt23ax81第一章 设计原理简介5淮安信息职业技术学院毕业设计论文6第二章第二章 主要功能电路分析主要功能电路分析2.12.1 单稳态电路单稳态电路2.1.12.1.1 单稳态电路的基本概念单稳态电路的基本概念单稳态电路只有一个稳定状态，触发翻转后经过一段时间会回到原来的稳定状态，一般作固定脉冲宽度整形。数字电路的信号只有两种状态：逻辑低或逻辑高，即通常所说的 0 状态或1 状态、0 电平或 1 电平。 单稳电路指的是该电路的输出信号只能在一种状态（逻辑高或低）下是稳定的，而当电路的输出处在另一种状态下时不能稳定的保持住，会自动的回到稳定的状态。 当然，双稳电路就是说电路的输出信号在

11、两种状态下（0 或 1）都可以稳定的存在。 单稳（电路）触发器同“rs 触发器”、 “jk 触发器”、 “d 触发器”等（后几种为双稳态的触发器）构成数字电路中基本的触发器类型，单稳电路也是数字电路中的基本电路。注：在看数字电路的资料时，有时看到“三态”的字样，三态指的是除了前面说的逻辑状态 0、逻辑状态 1 以外，还有称为“高阻态”的第三种的状态。 “高阻态”指（信号）线呈高阻抗状态，就象信号线“断开”一样。 “高阻态”应理解为“电路”的一种状态而不是“信号”的一种状态（数字信号只有 0 或 1） 。2.1.22.1.2 单稳态电路单稳态电路如图 2-1 所示。图 2-1 单稳态电路2.1.

12、32.1.3 单稳态电路的特点单稳态电路的特点 （1）只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。 （2）它的操作电源范围极大，可与 ttl，cmos 等逻辑电路配合，也就是它的输出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。 第二章 主要功能电路分析7（3）其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。 （4）它的计时精确度高、温度稳定度佳2.1.42.1.4 单稳态电路的典型应用单稳态电路的典型应用单稳电路的应用是十分广泛的，一般用来产生一定时间宽度的（正或负）脉冲信号。 单稳态：有些大型商场有一种带有弹簧的门，平时它

13、是关着的，当你走过来，用手推它时，他就被你推开了，你走过去后，他又自动弹回去，关上了。这个门，就只有一个稳定状态，就是关门，但你施加外力时，它可以改变状态，但是当外力撤销时，改变的状态不能够保持住，所以这个状态是不稳定的，他又自动回到了那个稳定的状态。对于这种只有一个稳定状态的，我们称它为单稳态。 单稳态电路：电路只能保持在一个稳定状态上，当施加触发脉冲时，电路翻转，变为另一个状态，但这个状态无法稳定。不管触发脉冲撤销与否，电路都要自动回到原来的稳定状态。下一个触发脉冲的到来，再次重复一下这个翻转又返回的动作。 单稳态电路典型应用实例就是楼道里的电灯，夜晚来临，楼道里漆黑一片，当你拍一下手，声

14、音的触发信号，就会使灯泡点亮，但是这种状态保持不住，两分钟后，电灯自动恢复到熄灭状态（稳态） 。这个灯就只有一个稳定状态，就是熄灭。所以是个单稳态电路。 所谓单稳态电路就是具有两种状态的电路,其中一种是稳定的状态(稳态),另一种是暂时稳定的状态(暂稳态).就像弹簧门一样。 弹簧门的关门是它的稳定状态,开门是它的暂时稳定状态,外力一撤,门就会自动恢复稳定状态.如果用单稳态电路控制门,那就不需要弹簧了,开门后,过几秒钟(时间由你定)门会自动关上,如果在单稳态电路的输入端加上红外传感器,那门就是全自动的了。单稳态电路可用作：脉冲发生器、方波发生器、单稳态多谐振荡器、双稳态多谐振荡器、自由振荡器、内振

15、荡器、定时电路、延时电路、脉冲调制电路、仪器仪表的各种控制电路及民用电子产品、电子琴、电子玩具等。单稳态电路的作用范围很广，但一般多应用于单稳态多谐振荡器 及无稳态多谐振荡器2.22.2 功放电路功放电路2.2.12.2.1 功放电路的简介功放电路的简介简称“功放”，作用是放大调音台或周边设备（信号处理设备）送来的低电平音频频信号，使它的输出功率足以驱动配接的扬声器负载。淮安信息职业技术学院毕业设计论文8现有的音频功率放大器都是以线性放大为基础的模拟类功放，即把连续变化的音频信号（称为模拟信号）直接进行线性放大。所用的放大器件为电子管和双极晶体管（即 npn 和 pnp 型半导体晶体管，简称晶

16、体管）两类。按功放静态工作点的设置又可分为 a 类放大、a/b 类放大和 c 类放三种。2.2.22.2.2 功放电路的工作原理功放电路的工作原理功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。它一般直接驱动负载，带载能力要强。功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。在很多电子设备中，要求放大电路的输出级能够带动某种负载，例如驱动仪表，使指针偏转；驱动扬声器，使之发声；或驱动自动控制系统中的执行机构等。总之，要求放大电路有足够大的输出功率。这样的放大电路统称为功率放大电路。第一个三极管是共发射极放大，第二个是共集极放大，两个和在一起就组成了功率放大的作用，组成了功放电路。达到将声音放大的作

17、用。如图 2-2 所示。图 2-2 功放电路图第一个三极管是共发射极放大，第二个是共集极放大，两个和在一起就组成了功率放大的作用，组成了功放电路。达到将声音放大的作用。功放的工作原理其实很简单，就是将音源播放的各种声音进行放大，以推动音响发出声音。从技术角度看，功放好比一台电流的解制器。它将交流电转变成直流电，然后受音源播放的声音信号控制，将不同大小的电流，按照不同的频率传输给音响，这样音响就发同相应大小、相应频率的声音了。由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功能放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。2.2.32.2.3 功放电路的重要参数功放电

18、路的重要参数（1）输入灵敏度，是指功放所需最小输入信号电平，它是要求将音源信号放大到足够推动后级功放所需要的必要条件。 （2）谐波失真度，这是功放一项极重要的指标，谐波失真是非线性失真第二章 主要功能电路分析9的一种，它是放大器在工作时的非线性特征所引起的，失真结果是产生了新的谐波分量，使声音失去原有的音色，严重时声音发破、刺耳。谐波失真还有奇次和偶次之分，奇次谐波会使人烦躁、反感，容易被人感知。有些功放听起来让人感到烦躁，感觉疲劳，就是失真较大所引起的。对功放影响最大的就是失真度，一般高保真要求谐波失真在0.05%以下，越低越好。除了谐波失真外，还有互调失真，交叉失真，削波失真，瞬态失真，相

19、位失真等，它们是影响功放质量的罪魁祸首。考核功效的优劣，首先要看它的失真度，像意大利 sinfoni（诗芬尼）功放的总的谐波失真就在0.01%以下。（3）信噪比，数值越大越好，一般用（ s/n）表示，用信号功率 ps 与噪声功率 pn 的比值的分贝数表示， s/n=10lgps/pn=20lgvs/vn（db） ，式中vs、vn 分别为信号电压与 噪声电压。 信噪比与输入信号电平的增加，信噪比也逐渐加大，但当输入信号电平达到某一数值后，信噪比基本保持不变。按目前高保真要求，信噪比应达90db 以上为好，进口高档的功放机往往可达110-120db，其性能可想而知了。有的信噪比后面有 a 计权字样

20、， a 计权是指将噪声信号通过加权网络后测得的结果，由于人们对于高、低 频段的噪声相对来说不太灵敏，所以出现了这样的计权方式。计权噪声更加直观地代表人们实际感受到的噪声信号状况。总之，信噪比越大，表明混在信号里的噪声越小，放音质量越好，便重放音乐清晰，干净而有层次。 （4）频率响应，早期俗称功率带宽，指谐波失真不超过规定值时，功放的 1/2 额定功率频带宽度，即有高低端下跌 -3db 的两个频率点之间所包括的频带，称之为功率带宽。 （5）阻尼系数，主要是对低频而言，是直接影响低音音质的极重要的技术参数。众所周知，喇叭的口径越大，低音相对就越好，但音盆越大其运动惯性也随之加大，此惯性使它很难与音

21、频信号同步运动，往往表现出的声音混浊不清，尤其在 100-400hz 低频，容易造成 声染色，使人听起来模糊不清，很不自然。有些改装车的 低音喇叭，低频信号强时颤振不止，低音拖尾严重，这就是音盆惯性所引起的。 在功放设计时，工程师对功放采取一些技术措施，如选择多管并联，低内阻（毫欧级）大功率管，提高工作电压，选择优质线材等，极力提高阻尼系数，使它能够针对喇叭惯性运动，产生 “电阻尼”作用，使音盆的运动与音频信号同步运动，尽可能使音盆在驱动信号结束后很快恢复到零位（即中心位置） ，这种阻止效果就是 阻尼系数，d=rs/ri，rs=喇叭阻抗， ri=功放输出内阻，d 越大，音盆与信号同步效果就越好

22、，低音就越纯越干净，重放效果就越好。淮安信息职业技术学院毕业设计论文102.32.3 报警电路报警电路ic2 选用集成电路 hfc9561（如图 2-3 所示） ，此集成块具有 kd9561 的四种模拟声功能，还具有驱动两只发光二极管的端子，因此在发出音频信号的同时，还能驱动两只发光二极管（led1 和 led2）以 0.35 s 的周期闪光。 osc1 osc2 hfc9561 end o/p vdd 图 2-3 集成电路 hfc9561第二章 主要功能电路分析11淮安信息职业技术学院毕业设计论文12第三章第三章 元器件的选择元器件的选择3.1 元件选择元件选择ic1 选用时基集成电路 ne

23、555，lm555，a555 或 5g1555 等。ic2 选用集成电路 hfc9561，此集成块具有 kd9561 的四种模拟声功能，还具有驱动两只发光二极管的端子，因此在发出音频信号的同时，还能驱动两只发光二极管（led1 和 led2）以 0.35 s 的周期闪光。vt1 要求 = 100，可采用9013，9014，3dg12 等。vt2 要求 =50，且穿透电流尽可能小。y 采用45mm 的电动扬声器。水银开关宜用市售成品，若无，也可自制，也可用稀释的盐水代用。3.2 电容电容3.2.13.2.1 电容的基础知识及性能指标电容的基础知识及性能指标 电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐

24、、滤波、耦合、旁路、能量转换和延 时。电容器通常叫做电容。 按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。如图 3-1 所示。图 3-1 电容常用的电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃 釉电容等。 标称容量和允许误差：电容器储存电荷的能力，常用的单位是 f、uf、pf。电容器上标有的电容数是电容 器的标称容量。电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。常用固定电容允许误差 的等级见表 2。常用固定电容的标称容量系列见表 3。一般，电容器上都直接写出其容 量，也有用数字来标志容量的，通常在容量小于10000pf 的时候，用 pf 做单位，大于 10000pf

25、的时候，用 uf 做单位。为了简便起见，大于 100pf 而小于 1uf 的电容常常不 注单位。没有小数点的，它的单位是 pf，有小数点的，它的单位是 uf。如有的电容上 标有“332”（3300pf）三位有效数字，左起两位给出电容量的第一、二位数字，而第 三位数字则表示在后加 0 的个数，单位是 pf。第三章 元器件的选择13额定工作电压：在规定的工作温度范围内，电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就 是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中，要注意所加的交流 电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。常用的固定电容工作电压有 6.3v、10v、 16v、25v、50v

26、、63v、100v、2500v、400v、500v、630v、1000v。3.2.23.2.2 电容的选用常识电容的选用常识电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中，电容的耐压值不要小于交流有效值的 1.42 倍。使用电解电容的时候，还要注意正负极不要接反。不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容，滤波可以选用电解电容，旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象，并且核对它的电容值。安装的时候，要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到，以便核实。3

27、.33.3 电容器检测的一般方法电容器检测的一般方法（1）固定电容器的检测检测 10pf 以下的小电容 。因 10pf 以下的固定电容器容量太小，用万用表进 行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用 表 r10k 挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指 针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。检测 10pf0.01f 固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。万用表 选用 r1k 挡。两只三极管的 值均为 100 以上，且穿透电流要小。可选用3dg6 等型 号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极 e

28、和集电极 c 相 接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触 a、b 两点，才能明显地看到万用表指针的摆动。对于 0.01f 以上的固定电容，可用万用表的 r10k 挡直接测试电容器有 无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。 （2）电解电容器的检测因为电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量 选用合适的量程。根据经验，一般情况下，147f 间的电容，可用r1k 挡测量，大于 47f 的电容

29、可用 r100 挡测量。将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右 偏转较大偏度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回淮安信息职业技术学院毕业设计论文14转，直到停 在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际 使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百 k 以上，否则，将不能正常工作。测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。对于正、负极标志不明的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。 即先任意测一下漏电阻，记住其大

30、小，然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。使用万用表电阻挡，采用给电解电容进行正、反向充电的方法，根据指针向右 摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。（3）可变电容器的检测 用手轻轻旋动转轴，应感觉十分平滑，不应感觉有时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时，转轴不应有松动的现象。 用一只手旋动转轴，另一只手轻摸动片组的外缘，不应感觉有任何松脱现象。 转轴与动片之间接触不良的可变电容器，是不能再继续使用的。将万用表置于 r10k 挡，一只手将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片 的引出端，另一只手

31、将转轴缓缓旋动几个来回，万用表指针都应在无穷大位置不动。在旋动转轴的过程中，如果指针有时指向零，说明动片和定片之间存在短路点；如果 碰到某一角度，万用表读数不为无穷大而是出现一定阻值，说明可变电容器动片与定 片之间存在漏电现象多聚物。3.43.4 二极管二极管3.4.13.4.1 二极管基础知识二极管基础知识 （1）二极管的主要参数 正向电流 if：在额定功率下，允许通过二极管的电流值。 正向电压降 vf：二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。最大整流电流（平均值）iom：在半波整流连续工作的情况下，允许的最大半波电流的平均值。 反向击穿电压 vb：二极管反向电流急剧增大到出现击穿

32、现象时的反向电压值。正向反向峰值电压 vrm：二极管正常工作时所允许的反向电压峰值，通常vrm 为 vp 的三分之 二或略小一些。 反向电流 ir：在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。 第三章 元器件的选择15结电容 c：电容包括电容和扩散电容，在高频场合下使用时，要求结电容小于某一规定数值。 最高工作频率 fm：二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。 （2）常用二极管 整流二极管 将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管，它是面结合型的功率器件，因结电容大，故工作频率低。如图 3-2 所示。 图 3-2 二极管检波二极管 检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出

33、来的器件,它具有较高的 检波效率和良好的频率特性。 开关二极管 在脉冲数字电路中，用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管，它的特点是反 向恢复时间短，能满足高频和超高频应用的需要。开关二极管有接触型，平面型和扩散台面型几种，一般 if500 毫安的硅开关二极管，多采用全密封环氧树脂，陶瓷片状封装，如图 3-3 所示，引脚较长的一端为正极。图 3-3 硅开关二极管全密封环环氧树脂陶瓷片状封装稳压二极管 稳压二极管是由硅材料制成的面结合型晶体二极管，它是利用 pn 结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点，来达到稳压的目的，因为它能在电路中起 稳压作用，故称为、稳压二极管（简称稳压管）其

34、图形符号见图 3-4。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文16图 3-4 稳压二极管的图形符号变容二极管变容二极管是利用 pn 结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性电容元件，被广泛地用于参量放大器。3.4.23.4.2 二极管的选用常识二极管的选用常识 选用二极管要注意的几个方面：（1）正向特性 另在二极管两端的正向电压（p 为正、n 为负）很小时（锗管小于 0.1 伏，硅管小于 0.5 伏） ，管子不导通处于“死区”状态，当正向电压起过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧暗加。不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为 0.5-.7 伏左右，锗管为 0.1-0.3 左右。（2）

35、反向特性 二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流。不同材料的二极管， 反向电流大小不同，硅管约为 1 微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反 向电流受温度变化的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。 （3）击穿特性 当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由 1 伏到几百伏，甚至高达数千伏。（4）频率特性 由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使 pn 结短路。导致二极管 失去单向导电性，不能

36、工作，pn 结面积越大，结电容也越大，越不能在高频情况下工作。3.4.33.4.3 二极管检测方法二极管检测方法（1）普通发光二极管的检测 利用具有10k 挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。正常时，二极管正向电阻阻值为几十至 200k,反向电阻的值为。如果正向电阻值为 0 或为，反向电阻值很小或为 0，则易损坏。这种检测方法，不能实地看到发光管的发光情况，因为10k 挡不能向 led 提供较大正向电流。如果有两块指针万用表（最好同型号）可以较好地检查发光二极管的发光情况。用一根导线将其中一块万用表的“+”接线柱与另一块表的“-”接线柱连接。余下的 “-”笔接被测发光管的正极（p 区

37、） ，余下的“+”笔接被测发光管的负极（n 区） 。两块第三章 元器件的选择17万用表均置10 挡。正常情况下，接通后就能正常发光。若亮度很低，甚至不发 光，可将两块万用表均拨至1 若，若仍很暗，甚至不发光，则说明该发光二极管性 能不良或损坏。应注意，不能一开始测量就将两块万用表置于1，以免电流过大，损坏发光二极管。3.53.5 三极管三极管3.5.13.5.1 三极管的定义及简介三极管的定义及简介半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管” 。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的 pn 结，组成一个 pnp（或 npn）结构。中间的 n 区（或p 区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，

38、这三部分各有一条电极引线，分别叫基极 b、发射极 e 和集电极 c，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。3.5.23.5.2 三极管的选择三极管的选择三极管的基本结构是两个反向连结的 pn 接面，如图 3-5 所示，可有 pnp 和npn 两种组合。三个接出来的端点依序称为发射极（emitter, e） 、基极（base, b）和集电极（collector, c） ，名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出 npn 与 pnp 三极管的电路符号，发射极特别被标出，箭号所指的极为 n 型半导体， 和二极体的符号一致。在没接外加偏压时，两个 pn 接面都会形成耗尽区，将中性的

39、 p 型区和 n 型区隔开。图 3-5 npn 与 pnp 型三级管三极管 9013 的选用与常识三极管 9013 引脚图，如图 3-6 所示。淮安信息职业技术学院毕业设计论文18图 3-6 三极管 9013 引脚三极管 9013 参数最大耗散功率(pcm)：0.625w最大集电极电流(icm)：0.5a集电极-发射极击穿电压(vceo)：25v集电极-基极击穿电压(vcbo)：45v发射极-基极击穿电压(vebo)：5v集电极-发射极饱和压降(vce)：0.6v特怔频率(fr)：150mhz放大倍数：d64-91 e78-112 f96-135 g122-166 h144-220 i190-

40、3003.5.33.5.3 三极管的测试三极管的测试（1）判别基极和管子的类型选用欧姆档的 r*100（或 r*1k）档，先用红表笔接一个管脚，黑表笔接另一个管 脚，可测出两个电阻值，然后再用红表笔接另一个管脚，重复上述步骤，又测得一组 电阻值，这样测 3 次，其中有一组两个阻值都很小的，对应测得这组值的红表笔接的 为基极，且管子是 pnp 型的；反之，若用黑表笔接一个管脚，重复上述做法，若测得 两个阻值都小，对应黑表笔为基极，且管子是 npn 型的。 （2）判别集电极因为三极管发射极和集电极正确连接时 大（表针摆动幅度大） ，反接时 就小得多。因此，先假设一个集电极，用欧姆档连接， （对 n

41、pn 型管，发射极接黑表笔，集电极接红表笔） 。测量时，用手捏住基极和假设的集电极，两极不能接触，若指针摆动幅度大，而把两极对调后指针摆动小，则说明假设是正确的，从而确定集电极和发射极。 第三章 元器件的选择19（3）电流放大系数 的估算 选用欧姆档的 r*100（或 r*1k）档，对 npn 型管，红表笔接发射极，黑表笔接集 电极，测量时，只要比较用手捏住基极和集电极（两极不能接触） ，和把手放开两种情况小指针摆动的大小，摆动越大， 值越高。3.63.6 hfc9561bhfc9561b 的选用的选用hfc9561b 系 cmos 大规模集成电路，它具有四种不同的声响效果以及直接驱动两只 l

42、ed 发光二极管的功能，用在报警器，警车玩具等方面具有更佳的效果。表 3.1 hfc9561b 电气参数项目项目符号符号参数参数单位单位直流电压直流电压vdd-vss-0.3+5.0v输入电压输入电压vin-vout-0.3+0.3v工作温度工作温度topr-10-+60v贮存温度贮存温度tstg-55+125v3.73.7 555555 电路电路3.7.13.7.1 555555 电路的引脚电路的引脚它是一种多用途的集成电路。只需外接少量阻容元件便可构成各种脉冲产生、整形电路，如施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等。性能及特点：双极型(ttl)电源: 4.5 16 v单极型(cmos)电

43、源: 3 18 v带负载能力强3.7.23.7.2 555555 电路的工作原理电路的工作原理555 电路又称时基电路，它是一种将数字电路和模拟电路结合制作在同一片硅片上的混合集成电路。555 电路的简单化结构图如下：它的内部有两个电压比较器 c1 和 c2 、一个基本 rs 触发器、一个晶体管和三个电阻组成的分压器。各引脚的功能如下图 3-7 所示。淮安信息职业技术学院毕业设计论文2055555555512348765图 3-7 ne555 集成方块引脚图1 为接“地”端。2 为低电平触发端。当 2 端的输入电压高于 1/3vcc 时，c2 的输出为 1；当输入电压低于 1/3vcc 时，c

44、2 的输出为 0，使基本 rs 触发器置 1。3 为输出端。最大输出电流达 200ma，由此可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等。4 为复位端。由此端加负电平可使 555 电路直接复位，输出为低电平。5 是电压控制端。在此端可外加一电压以改变比较器的参考电压。不用时，经 0.01f 的电容接“地”,以防止干扰的引入。6 为阈值端 th。当 u tr 大于 u ref1 时引起触发。 7 为放电端 d。也可以作为集电极开路输出端使用。8 为正电源端，cmos555 电路可以采用 3 至 18v 的单电源工作，可以与其他运算放大器和电路共用电源。555 电路应用广泛，它可以构成多谐振荡器

45、、施密特触发器和单稳态触发器等既经济又简单实用的器件。3.7.33.7.3 555555 电路的应用实例电路的应用实例（1）构成无稳态振荡器，如图 3-8 所示。第三章 元器件的选择21+_+_q5k 5k 5k 8452713c1c26srqtsruref1uref2 uc1 uc20.10.1 f f+vccr1r2ucdr图 3-8 无稳态振荡器结构该电路的工作原理为：当电源接通时，它经 r1 和 r2 对电容充电，当 uc 上升到略高于 2/3vcc 时，比较器 c1 的输出为 0，将触发器置 0，u0 为 0，晶体管 v 导通,电容器通过 r2和晶体管放电，使 uc 下降。当 uc

46、下降略低于 1/3vcc 时，比较器 c2 的输出为0，将触发器置 1，u0 又由 0 变为 1。由于非 q=0，晶体管 v 截止,vcc 又经 r1 和 r2 对电容充电。如此重复上述过程，在输出端就得到了矩形脉冲。（2）构成施密特触发器（滞回比较器）将 555 电路的 2 脚和 6 脚连接到一起作为输入端，5 脚通过 0.1uf 的电容器接地，4 脚和 8 脚相连接正电源，就构成了施密特触发器。（3）构成单稳态触发器单稳态触发器的特点:只有两种状态: 稳态和暂稳态；外来触发（窄）脉冲使: 稳态暂稳态稳态；暂稳态维持一端时间之后又自动返回到稳态；暂稳态持续时间仅取决于电路参数, 与触发脉冲无

47、关。单稳态触发器的暂稳态通常是靠 rc 电路的充、放电过程来维持的。单稳态触发器分为积分型和微分型两种。由 555 电路构成的单稳态触发器电路如下图 3-9 所示。淮安信息职业技术学院毕业设计论文22+_+_q5k 5k 5k 8452713c1c26srqtsruref1uref2 uc1 uc20.10.1 f f+vccr1ucdruiuo图 3-9 单稳态触发器电路该电路是利用电阻和电容构成积分电路来延时的。工作原理如下：当电源接通后，无论电路原来处于什么情况，均会自动进入稳定状态。当在输入端加一个触发脉冲时，由于 utr uref2, 所以比较器 c2的输出 uc2 变成低电平，u0

48、 变成高电平。当电容器的电压上升到 uc= uth= uref1 时，比 c1 较器 c1 的输出 uc1变成低电平，晶体管 v 导通，电容器通过晶体管放电，使得 utr uref1，此时非 r=非 s=1，触发器保持原态不变，电路重新进入的稳定状态。 电路的工作波形如图 3-10 所示。其中输出脉冲宽度 tw，tw = rcln3 =1.1rc第三章 元器件的选择23uivcc0uc02vcc/ 3vccuotw图 3-10 电路的工作波形单稳态触发器常用于脉冲整形和定时控制等方面。淮安信息职业技术学院毕业设计论文24第四章第四章 电路的制作及电路调试电路的制作及电路调试4.14.1 制作与

49、调试制作与调试本电路制作容易。按照图 4-1 进行安装与焊接后，即可装入一只塑料药盒内（可用塑料烟盒或铝皮烟盒） ，盒面上写明“请揭盖拿药给我吃”或者“请向我家打电话，电话号码*”等字样。在盒盖背面装一挂钩，挂在患者皮带或上衣口袋内。本机基本上可不要作任何调试即可。r4 240kr22mr110kr51kc10.01uc210uc30.01uled1led2r327vt19013vt23ax81y812345678ne555hfc9561osc1vssosc2o/pgb6vvddic1ic2+abhg图 4-1 电路原理图4.24.2 焊接的操作要领焊接的操作要领（1）焊前准备物料：含直接用料

50、和辅料，留意焊接元件有否极性要求，元件脚有否氧化、油污等。焊接时，对焊接温度，时间有否特别要求；工/器具：视焊接元件而定，应有锡线座、元件盒、焊枪、焊台、镊子、剪钳等。如有防静电要求，应注意采用防静电工/器具，同时操作员应戴好防静电手腕带；（2）实施焊接准备好焊锡丝和烙铁头，烙铁头要保持洁净；步骤：烙铁头对准焊点烙铁接触焊点加焊锡移开焊锡丝拿开电烙铁具体如下：加热焊件（同时加热元件脚和焊盘）熔化焊锡：当焊件加热到能熔化焊料的温度后，将锡线置于焊点，焊锡开始溶化并润湿焊点；在焊点加入适当的焊锡后，移开锡线；当焊锡完全湿润焊点后，以大致 45的角度移开烙铁；第四章 电路的制作及电路调试25以上过程

51、对一般焊点在大约 23 秒钟完成，应注意在焊锡尚未完全凝固以前不要晃动接元件，以免造成虚焊。（3）焊接后的处理当焊接结束后，应检查有无漏焊、错焊（极性焊反） 、短路、虚焊等现象，清理 pcb 板上的残留物如：锡渣、锡碎、元件脚等。对焊点的基本要求：焊点应具有良好的导电性焊点应具有一定的强度焊接点的焊料要适当焊接点的表面应具有良好的光泽。 （温度过高，焊接时间过长，都会使焊点发乌，影响焊点的强度）焊点不应有毛刺及间隙。焊接点表面要清洁。（4）名词解释虚焊：是指焊锡与被焊金属没有形成金属合金，只是简单地依附在被焊接的金属表面上。假焊：是指焊点内部没有真正焊接在一起，也就是焊接物与焊锡被氧化层或焊剂

52、的未挥发物及污物隔离。漏焊：是指应焊接点被漏掉，未进行焊接。（5）焊接操作的正确姿势掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动伤害。为减少焊剂加热时挥发出的化学物质对人的危害，减少有害气体的吸入量，一般情况下，烙铁到鼻子的距离应该不少于 20cm，通常以 30cm 为宜。（6）电烙铁有三种握法反握法 是用五指把电烙铁的柄握在掌内。此法适用于大功率电烙铁，焊接散热量大的被焊件。正握法 此法适用于较大的电烙铁，弯形烙铁头的一般也用此法。握笔法 用握笔的方法握电烙铁，此法适用于小功 率电烙铁，焊接散热量小的被焊件，如焊接收音机、电视机的印制电路板及其维修等。 （7）焊锡丝的拿法反握法的动

53、作稳定，长时间操作不易疲劳，适于大功率烙铁的操作；正握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作；一般在操作台上焊接印制板等焊件时，多采用握笔法。焊锡丝一般有两种拿法。由于焊锡丝中含有一定比例的铅，而铅是对人体有害的一种重金属，因此操作时应该戴手套或在操作后洗手，避免食入铅尘。电烙铁使用以后，一定要稳妥地插放在烙铁架上，并注意导线等其他杂物淮安信息职业技术学院毕业设计论文26不要碰到烙铁头，以免烫伤导线，造成漏电等事故。（8）手工焊接操作的基本步骤掌握好电烙铁的温度和焊接时间，选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置，才可能得到良好的焊点。正确的手工焊接操作过程可以分成五个步骤。准备施焊左手拿焊丝，右手握烙

54、铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层焊锡。加热焊件烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为 12 秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。送入焊丝焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上！移开焊丝当焊丝熔化一定量后，立即向左上 45方向移开焊丝。移开烙铁焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上 45方向移开烙铁，结束焊接。从第三步开始到第五步结束，时间大约也是 12s。对于热容量小的焊件，例如印制板上较细导线的连接，可以简化为三步操作。准备：同以上；加热与送丝：烙铁头

55、放在焊件上后即放入焊丝。去丝移烙铁：焊锡在焊接面上浸润扩散达到预期范围后，立即拿开焊丝并移开烙铁，并注意移去焊丝的时间不得滞后于移开烙铁的时间。对于吸收低热量的焊件而言，上述整个过程的时间不过 24s，各步骤的节奏控制，顺序的准确掌握，动作的熟练协调，都是要通过大量实践并用心体会才能解决的问题。有人总结出了在五步骤操作法中用数秒的办法控制时间：烙铁接触焊点后数一、二（约 2s） ，送入焊丝后数三、四，移开烙铁，焊丝熔化量要靠观察决定。此办法可以参考，但由于烙铁功率、焊点热容量的差别等因素，实际掌握焊接火候并无定章可循，必须具体条件具体对待。试想，对于一个热容量较大的焊点，若使用功率较小的烙铁焊

56、接时，在上述时间内，可能加热温度还不能使焊锡熔化，焊接就无从谈起。（9）手工焊接操作的具体手法在保证得到优质焊点的目标下，具体的焊接操作手法可以有所不同，但下面这些前人总结的方法，对初学者的指导作用是不可忽略的。保持烙铁头的清洁第四章 电路的制作及电路调试27焊接时，烙铁头长期处于高温状态，又接触助焊剂等弱酸性物质，其表面很容易氧化腐蚀并沾上一层黑色杂质。这些杂质形成隔热层，妨碍了烙铁头与焊件之间的热传导。因此，要注意用一块湿布或湿的木质纤维海绵随时擦拭烙铁头。对于普通烙铁头，在腐蚀污染严重时可以使用锉刀修去表面氧化层。对于长寿命烙铁头，就绝对不能使用这种方法了。靠增加接触面积来加快传热加热时

57、，应该让焊件上需要焊锡浸润的各部分均匀受热，而不是仅仅加热焊件的一部分，更不要采用烙铁对焊件增加压力的办法，以免造成损坏或不易觉察的隐患。有些初学者用烙铁头对焊接面施加压力，企图加快焊接，这是不对的。正确的方法是，要根据焊件的形状选用不同的烙铁头，或者自己修整烙铁头，让烙铁头与焊件形成面的接触而不是点或线的接触。这样，就能大大提高传热效率。加热要靠焊锡桥在非流水线作业中，焊接的焊点形状是多种多样的，不大可能不断更换烙铁头。要提高加热的效率，需要有进行热量传递的焊锡桥。所谓焊锡桥，就是靠烙铁头上保留少量焊锡，作为加热时烙铁头与焊件之间传热的桥梁。由于金属熔液的导热效率远远高于空气，使焊件很快就被

58、加热到焊接温度。应该注意，作为焊锡桥的锡量不可保留过多，不仅因为长时间存留在烙铁头上的焊料处于过热状态，实际已经降低了质量，还可能造成焊点之间误连短路。烙铁撤离有讲究烙铁的撤离要及时，而且撤离时的角度和方向与焊点的形成有关。图 5.13所示为烙铁不同的撤离方向对焊点锡量的影响。（10）焊点质量及检查对焊点的质量要求，应该包括电气接触良好、机械结合牢固和美观三个方面。保证焊点质量最重要的一点，就是必须避免虚焊。（11）虚焊产生的原因及其危害虚焊主要是由待焊金属表面的氧化物和污垢造成的，它使焊点成为有接触电阻的连接状态，导致电路工作不正常，出现连接时好时坏的不稳定现象，噪声增加而没有规律性，给电路

59、的调试、使用和维护带来重大隐患。此外，也有一部分虚焊点在电路开始工作的一段较长时间内，保持接触尚好，因此不容易发现。但在温度、湿度和振动等环境条件的作用下，接触表面逐步被氧化，接触慢慢地变得不完全起来。虚焊点的接触电阻会引起局部发热，局部温度升高又促使不完全接触的焊点情况进一步恶化，最终甚至使焊点脱落，电路完全不能正常工作。这一过程有时可长达一、二年，其原理可以用“原电池”的概念来解释：当焊点受潮使水汽渗入间隙后，水分子溶解金属氧化物和污垢形成电解液，虚焊点两侧的铜和铅锡焊料相当于原电池的两个电极，铅锡焊料失去电子被氧淮安信息职业技术学院毕业设计论文28化，铜材获得电子被还原。在这样的原电池结

60、构中，虚焊点内发生金属损耗性腐蚀，局部温度升高加剧了化学反应，机械振动让其中的间隙不断扩大，直到恶性循环使虚焊点最终形成断路。据统计数字表明，在电子整机产品的故障中，有将近一半是由于焊接不良引起的。然而，要从一台有成千上万个焊点的电子设备里，找出引起故障的虚焊点来，实在不是容易的事。所以，虚焊是电路可靠性的重大隐患，必须严格避免。进行手工焊接操作的时候，尤其要加以注意。一般来说，造成虚焊的主要原因是：焊锡质量差；助焊剂的还原性不良或用量不够；被焊接处表面未预先清洁好，镀锡不牢；烙铁头的温度过高或过低，表面有氧化层；焊接时间掌握不好，太长或太短；焊接中焊锡尚未凝固时，焊接元件松动。4 4. .3