洛阳理工学院--声控灯及红外射频--电子实习报告

1、洛 阳 理 工 学 院电 子 制 作 综 合实 习 报 告专 业 通信工程 班 级 B100511 学 号 B10051114 姓 名 周楠 完成日期 2013.06.10 实 习 内 容 与 要 求 1.实习内容（1）电子工艺基本常识及要求；（2）电子元器件的识别和测试方法；（3）电子元器件焊接工艺；（4）声光控楼道控制电路安装及调试；（5）红外音频转发系统电路安装及调试。2.实习要求（1）熟悉电子安全操作规程；（2）熟悉常用电子元器件的识别和测试方法；（3）掌握正确的焊接方法；（4）掌握电子电路测试、分析及故障处理方法；（5）掌握电子产品技术文件编写。指导教师： 舒云星，李京秀，赵利国_

2、2013 年 5 月 27日实 习 评 语 成绩： 指导教师_ 年 月 日洛 阳 理 工 学 院 实 习 报 告第1章 电子元器件识别1.1 电阻1.1.1 色环电阻色环电阻，是在电阻封装上（即电阻表面）涂上一定颜色色环，来代表这个电阻的阻值。此次实习用的是五环电阻，阻值为470。第一色环是百位数，第二色环是十位数，第三色环是个位数，第四色环是应乘颜色次幂颜色次，第五色环是误差率。各颜色对照表如下表1-1所示：表1-1 色环电阻阻值对照表银金黑棕红橙黄绿蓝紫灰白无有 效数 字0123456789数量级10-210-110010 1102103104105106107108109色环电阻分为四环

3、和五环，通常用四环。倒数第二环，可以是金色和银色，最后一环误差可以是无色（20%）的。例如，红紫棕金表示阻值为270欧，误差范围为5%。五环电阻为精密电阻，前三环为数值，最后一环为误差色环，通常也是金、银和棕三种颜色，金误差为5%，银误差为10%，棕色误差为1%，无色误差为20%，另外偶尔还有以绿色代表误差的，绿色的误差为0.5%。例如，红红黑黑棕表示阻值为220欧，误差范围为1%。1.1.2 贴片电阻贴片电阻是金属玻璃铀电阻器中的一种，是将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器，耐潮湿， 高温， 温度系数小。贴片电阻阻值常用三位或四位数字表示。三位表示的前两位是有效数值，

4、第三位是有效值后面0的个数。例如，104表示100k.四位表示的前三位是有效值，第四位是有效值后面0的个数。例如1222表示1444表示144×10000.误差值常用DFJKM字母来表示，D表示精度为0.5%，F表示精度为1%，J表示精度为5%，K表示精度为10%，M表示精度为20%。1.1.3 电位器电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成，当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用，后者可视作一可变电阻器。我们实习中是作为可变电阻器来使用（Rp1、Rp2和

5、Rp3）。Rp1在电路中起到调节光敏电阻对光线的感应灵敏度，其阻值范围为0到100k。Rp2和R4组成偏置电路，在电路中起到保护电路的作用。Rp3是用来调节贴片耦合电容C2左侧端点的电压，通过耦合电容C2来控制三极管的饱和和截止，进而实现控制CD4011集成块1引脚的高低电平，其阻值范围为0到22k。1.2 电容1.2.1 电解电容电解电容是电容的一种，金属箔为正极（铝或钽），与正极紧贴金属的氧化膜（氧化铝或五氧化二钽）是电介质，阴极由导电材料、电解质（电解质可以是液体或固体）和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名。电解电容正极粘有氧化膜的金属基板，负极通过金属极板与

6、电解质相连接，电解电容外面有一条灰线，那边为负极，正负不可接错。此次设计电解电容的参数分别为C1：100uF，35V；C3:10uF，16V。1.2.2 贴片电容贴片电容，常用三位表示电容的大小，其中前两位是有效值，第三位是有效数值后面0的个数。例如：104表示10×10000PF。贴片电容误差值常用DFJKM来表示，D表示精度为0.5%，F表示精度为1%，J表示精度为5%，K表示精度为10%，M表示精度为20%。其耐压值常见的有6.3V，10V，16V，25V，50V,100V在本次实习中贴片电容C2实现的是耦合作用，其参数为104贴片电容。1.3 二极管二极管又称晶体二极管,简称

7、二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。1.3.1 二极管极性确定二极管都会在负极有一个标志，二极管有以下几种判断极性方法：(1).全新的二极管引脚正极要比负极长。(2).二极管都有一个色环，是用

8、来表示负极的。(3).可用万用表检测二极管的极性，红笔接正极引脚，黑笔接负极引脚。1.3.2 二极管伏安特性与PN结一样，二极管具有单向导电性。硅二极管典型伏安特性曲线如图1-1所示：在二极管加有正向电压，当电压值较小时，电流极小；当电压超过0.6V时，电流开始按指数规律增大，通常称此为二极管的开启电压；当电压达到约0.7V时，二极管处于完全导通状态，通常称此电压为二极管的导通电压，用符号UD表示。对于锗二极管，开启电压为0.2V，导通电压UD约为0.3V。 在二极管加有反向电压，当电压值较小时，电流极小，其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超过某个值时，电流开始急剧增大，称之为反向击穿，称

9、此电压为二极管的反向击穿电压，用符号UBR表示。不同型号的二极管的击穿电压UBR值差别很大，从几十伏到几千伏。图1-1 二极管伏安特性曲线1.3.3 稳压管稳压管也是一种晶体二极管，它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。把这种类型的二极管称为稳压管，以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。如图画出了稳压管的伏安特性及其符号。稳压管反向击穿后，电流虽然在很大

10、范围内变化，但稳压管两端的电压变化很小。利用这一特性，稳压管在电路中能起稳压作用。因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。其伏安特性见稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中。常用稳压二极管型号工作参数如下表1-2所示：表1-2 稳压二极管型号工作参数型号最大耗散功率（W）稳压电压（V）最大工作电流（mA）1N7080255.6401N7090256.2401N7100256.8361N7110257.5301N7120258.2301N7130259.1271N7140251

11、0251N71502511201N4731A14.32171N4732/A14.71931N4733/A15.11791N4734/A15.61621N4735/A16.21461N4736/A16.81381N4737/A17.51211N4738/A18.21101N4739/A19.11001N4740/A110911N4741/A11183 1.4 三极管半导体三极管又称“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，这三部分各有一条电极引线，分别叫基极B、发射极E和集

12、电极C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。晶体三极管按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，（其中，N表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为集电结，三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。当b点电位高于e点电位零点几

13、伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）及基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流了。由于基区很薄，加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电极电流Ic，只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极

14、电源Eb重新补给，从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得：Ie=Ib+Ic，这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：1=Ic/Ib 式中：1-称为直流放大倍数，集电极电流的变化量Ic与基极电流的变化量Ib之比为：= Ic/Ib。式中-称为交流电流放大倍数，由于低频时1和的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，值约为几十至一百多。三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。三极管极性判断方法如下：(1) 基极的判别判别管极时应

15、首先确认基极。对于NPN管，用黑表笔接假定的基极，用红表笔分别接触另外两个极，若测得电阻都小，也就是测量指针的偏转角度大；而将黑、红两表笔对调，测得电阻均较大，也就是测量指针的偏转角度小，此时假定极就是基极。PNP管，情况正相反，测量时两个PN结都正偏（电阻均较小）的情况下，红表笔接基极。实际上，小功率管的基极一般排列在三个管脚的中间，可用上述方法，分别将黑、红表笔接基极，既可测定三极管的两个PN结是否完好（与二极管PN结的测量方法一样），又可确认管型。(2)集电极和发射极的判别确定基极后，假设余下管脚之一为集电极c，另一为发射极e，用手指分别捏住c极与b极（即用手指代替基极电阻Rb）。同时，

16、将万用表两表笔分别与c、e接触，若被测管为NPN，则用黑表笔接触c极、用红表笔接e极（PNP管相反），观察指针偏转角度；然后再设另一管脚为c极，重复以上过程，比较两次测量指针的偏转角度大的一次表明IC大，管子处于放大状态，相应假设的c、e极正确。1.5 BT151单向可控硅可控硅(SCR: Silicon Controlled Rectifier)是可控硅整流器的简称。可控硅有单向、双向、可关断和光控几种类型它具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制方便等优点，被广泛用于可控整流、调压、逆变以及无触点开关等各种自动控制和大功率的电能转换的场合。单向可控硅是一种可控整流电子元件，能在外部控制信号

17、作用下由关断变为导通，但一旦导通，外部信号就无法使其关断，只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。单向可控硅是由三个PN结PNPN组成的四层三端半导体器件与具有一个PN结的二极管相比，单向可控硅正向导通受控制极电流控制；与具有两个PN结的三极管相比，差别在于可控硅对控制极电流没有放大作用。单向可控硅是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极。 单向可控硅具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。如何判断晶闸管的三个引脚？黑色平面对着自己，从左向右三个引脚依次为K（cathode）

18、、A（anode）、G（gate）。可控硅最基本的用途就是可控整流。大家熟悉的二极管整流电路属于不可控整流电路。1.单向可控硅原理图如图1-2、表1-3所示：图1-2 单向可控硅原理图表1-3 单向可控硅控制工作表阳极A阴极K开关S灯炮亮灭情况工作特点断开不亮只在阳极和阴极加正电压，可控硅不导通×不亮在阳极和阴极加反向电压，可控硅不导通闭合亮在阳极A和阴极K间加正向电压，同时控制极加正向触发电压，可控硅导通断开亮可控硅导通后，除去触发电压，可控硅导通2.单向可控硅工作原理（1）.可控硅导通条件：一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压，二是控制极也要加正向电压。以上两个条件必须同时具备，

19、可控硅才会处于导通状态。另外，可控硅一旦导通后，即使降低控制极电压或去掉控制极电压，可控硅仍然导通。（2）.可控硅关断条件：降低或去掉加在可控硅阳极至阴极之间的正向电压，使阳极电流小于最小维持电流以下。（3）.可控硅具有控制强电的作用。单向可控硅的主要参数如下表1-4、1-5所示：表1-4 单向可控硅主要参数名 称符 号条 件最 小最 大单位正向阻断电压VDRMIAK=1mA500-V反向击穿电压VRRMIKA=1mA500-V平均通态电流IT(AV)f=50Hz(1/2 sine)-8A重复浪涌电流IT(RMS)f=50Hz-12A浪涌电流ITSMtp=10ms100A通态电压VTMITM=

20、12A1.75V触发电流IGTVDM=12V,RL=140112mA触发电压VGTVDM=12V,RL=140-1.5V平均触发功耗PG(AV)T=20mS-0.5W阻断电压dv/dtdv/dtVDM=2/3VDRM50-V/mS维持电流IHVD=12V,IGT=0.1A-20mA热阻(结与环境)Rth j-a在空气中-60K/W结温TJ-40至125存储温度TSTG-40至150表1-5 可控硅一些参数主 要 参 数定义额定正向平均电流在规定的环境温度和散热条件下，允许通过阳极和阴极之间的电流平均值维持电流在规定的环境温度和控制极断开的条件下，保证可控硅处于导通所需要的最小正向电流控制极触发

21、电压和电流在规定的环境温度和一定的正向电压条件下，使可控硅导通，控制极所需要的最小电压和电流正向阻断峰值电压控制极断开加正向电压，可控硅截止的状态称为正向阻断，此时加到可控硅上的最大正向电压反向阻断峰值电压控制极断开，可控硅加反向电压的状态，称为反向阻断，此时允许加到可控硅上的最大反向电压3.单向可控硅的引脚区分：对可控硅的引脚区分，有的可从外形封装加以判别，如外壳就为阳极，阴极引线比控制极引线长。从外形无法判断的可控硅，可用万用表R×100或R×1K挡，测量可控硅任意两管脚间的正反向电阻，当万用表指示低阻值（几百欧至几千欧的范围）时，黑表笔所接的是控制极G，红表笔所接的是

22、阴极C，余下的一只管脚为阳极A。4.可控硅的使用注意事项 选用可控硅的额定电压时，应参考实际工作条件下的峰值电压的大小，并留出一定的余量。（1）、选用可控硅的额定电流时，除了考虑通过元件的平均电流外，还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值。（2）、使用可控硅之前，应该用万用表检查可控硅是否良好。发现有短路或断路现象时，应立即更换。（3）、严禁用兆欧表（即摇表）检查元件的绝缘情况。（4）、电流为5A以上的可控硅要装散热器，并且保证所规定的冷却条件。1.6 集成电路CD4011集成电路CD4011-四2输入与非门电路如下图1-3所示：图

23、1-3 集成电路CD4011集成电路CD4011内部包含了4个与非门，凹槽处采用逆时针依次由1到14引脚，当1和2引脚中任一个为0时，无论另一个引脚是高电平还是低电平，3引脚输出均为1；只有当1和2引脚都为1时，3引脚才输出0。在此次设计电路原理图中，1和2引脚为输入引脚，其输出与5和6引脚相连，5和6引脚的输出通过二极管和8和9引脚相连，8和9引脚的输出与12和13引脚相连，最后通过11引脚输出，其中7和14引脚分别为接地和高电压引脚。1.7 整流桥桥式全波整流电路图如图1-4所示：图1-4 桥式整流由一个变压器、四个二极管，一个负载组成，其中四个二极管组成电桥电路。（1）单相桥式整流电路采

24、用了四个二极管组成了电桥电路。（2）四个二极管每两个轮流工作，完成了对交流电源的整流作用，输出全波脉动电压。如果有一个二极管开路损坏，则桥式整流电路工作在半波状态。（3）桥式整流电路输出波形脉动较小，输出电压高，对二极管的要求较低。（4）在实际应用中，要注意二极管不能接反。单相桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形如图1-5所示：图1-5 单相桥式整流1.8 驻极体话筒1.8.1 驻极体话筒简介驻极体话筒图形如下图1-6所示：图1-6 驻极体话筒传声器连接图驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后再经

25、过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小，一般为几十pF。因而它的输出阻抗值很高(Xc=1/2tfc)，约几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻抗极高、噪声系数低。普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)三个极。这里使用的是在内部源极和

26、栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金属极板。这样，驻极体话筒的输出线便有三根。即源极S，一般用蓝色塑线，漏极D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。1.8.2 驻极体话筒的结构与工作原理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

27、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。实际上驻极体话筒的内部结构如图1-7所示： 图 1-7 驻极体话筒的内部结构1.9 光敏电阻GL5626光敏电阻实物图如下图1-8所示：图1-8 光敏电阻光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使

28、光敏电阻器的阻值迅速下降。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.40.76）m的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。1.10 红外线发射管红外线发射管也称红外线发射二极管，属于二极管类。其外部图形如图1-9所示：图1-9 红外线发射管它是可以将电能直接转换成近红外光（不可见光）并能辐射出去的发光器件，主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。红外线发

29、射管的结构、原理与普通发光二极管相近，只是使用的半导体材料不同。红外发光二极管通常使用砷化镓（GaAs）、砷铝化镓（GaAlAs）等材料，采用全透明或浅蓝色、黑色的树脂封装。普通的的红外线发射管外形和一般的可见光LED相似，但却是发出红外线。其管压一般降约1.4v，工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压，回路中常常串有限流电阻。发射红外线去控制相应的受控装置时，其控制的距离与发射功率成正比。为了增加红外线的控制距离，红外发光二极管工作于脉冲状态，因为脉动光（调制光）的有效传送距离与脉冲的风致电流成正比，只需尽量提高峰值Ip，就能增加红外光的发射距离。提高Ip的方法，是减小脉冲占空比，

30、即压缩脉冲的宽度T，一些彩电红外遥控器，其红外发光管的工作脉冲占空比约为1/3-1/4；一些电器产品红外遥控器，其占空比是1/10。减小脉冲占空比还可使小功率红外发光二极管的发射距离大大增加。普通的红外发光二极管，其功率分为小功率(1mW-10mW)、中功率（20mW-50mW)和大功率（50mW-100mW以上)三大类。要使红外发光二极管产生调制光，只需在驱动管上加上一定频率的脉冲电压。红外发光二极管发射红外线去控制受控装置时，受控装置中均有相应的红外光一电转换元件，如红外接收二极体，光电三极管等。实用中已有红外发射和接收配对的二级管。1.11 红外线接收管红外线接收管是在LED行业中命名的

31、，是专门用来接收和感应红外线发射管发出的红外线光线的。一般情况下都是与红外线发射管成套运用在产品设备当中。 其外部图形如图1-10所示： 图1-10 红外线接收管红外线接收管是将红外线光信号变成电信号的半导体器件，它的核心部件是一个特殊材料的PN结，和普通二极管相比，在结构上采取了大的改变，红外线接收管为了更多更大面积的接受入射光线，PN结面积尽量做的比较大，电极面积尽量减小，而且PN结的结深很浅，一般小于1微米。红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于0.1微安），称为暗电流。当有红外线光照时，携带能量的红外线光子进入PN结后，把能量传给共价键上的束缚电

32、子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子-空穴对（简称：光生载流子）。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。红外线接收二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。1.12 LM386音频集成功放LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器，广泛应用于录音机和收音机之中。LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。1.12.1 LM386引脚：LM38

33、6音频集成功放的引脚图如图1-11所示：凹槽向上时从左至右逆时针依次为1到8引脚。引脚2为反相输入端，引脚5为输出端，引脚6和4分别为电源和地，引脚1和8 为电压增益设定端，使用时在引脚7和地之间接旁路电容，通常取10uF。 图1-11 LM386引脚1.12.2 LM386内部电路：LM386音频集成功放内部电路图如下图1-12所示：图1-12 LM386内部电路图LM386音频集成功放与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路。第一级为差分放大电路，T1和T3、T2和T4分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输

34、入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。电路由单电源供电，故为OTL电路。输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压

35、增益。1.12.3 集成功率放大电路的主要性能指标：集成功率放大电路的主要性能指标除最大输出功率外，还有电源电压范围、电源静态电流、电压增益、频带宽、输入阻抗、输入偏置电流、总谐波失真等。静态功耗低,约为4mA,可用于电池供电；工作电压范围宽,4-12V 或者 5-18V；外围元件少；电压增益可调,20-200；低失真度。LM386电源电压4-12V，音频功率0.5w。LM386音响功放是由NSC制造的，它的电源电压范围非常宽，最高可使用到15V，消耗静态电流为4mA，当电源电压为12V时，在8欧姆的负载情况下，可提供几百mW的功率。它的典型输入阻抗为50K。第2章 电子元器件安装焊接2.1

36、声光控楼道灯电路电子元器件的安装根据设计的电路板安装声光控楼道灯电路电子元器件如下图2-1所示：图2-1 电子元器件安装图形2.2 电子元器件的焊接2.2.1 焊接工具此次焊接所用的工具如下：普通电烙铁、平头电烙铁、镊子、尖嘴钳、焊锡和剪线钳等。2.2.2 焊接方法连接点要有一定的接触基本焊接方法有如下五步操作步骤：（1）准备：安放好电子元器件，焊点处于焊接状态。（2）加热焊接部位：烙铁头加热焊接部位，使焊点的温度加热到需要的温度，加热时，烙铁头和面和压力。（3）提供焊锡：在烙铁头和连接点的接触部位加上适量的焊料，以融化焊料，并使焊锡侵润被焊金属。（4） 移开焊锡丝：迅速移开焊锡丝。（5） 移

37、开电烙铁：待到焊点中有青烟冒出时，移开电烙铁。2.3 注意事项：焊接过程中要注意如下注意事项：（1） 焊接时间不宜过久，单要完全熔著，以免造成冷焊。（2） 焊点的表面要平滑、有光泽。（3） 焊点完全冷却前，不可移动。（4） 电烙铁不用时要放置在电烙铁架上，并随时保持电烙铁头的清洁。（5） 焊接完毕，要在电烙铁头镀上薄唇焊锡，避免氧化，并等冷却后再收存。（6） 要注意虚焊、假焊、漏焊、锡球等不良焊接问题。第3章 电路设计3.1 声光控楼道灯电路系统3.1.1 声光控楼道控制灯电路设计方案1.声光控楼道控制灯电路设计的基本原理框图如下图3-1所示：图3-1 声光控楼道控制灯电路原理框图2.声光控楼

38、道控制灯电路简介：本电路为一声光自动控制白炽灯楼道电路，电路主要由整流部分、延时部分和声光控电路组成。白天光线较亮时，光控部分将开关自动断开，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动接通，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强度。当声音信号强度达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到时自动断开，等待下一次声音信号触发。3.1.2 声光控楼道控制灯电路电路1.声光控楼道控制灯电路功能：声光控楼道灯是一种声光控电子照明装置，由声控音频放大器、光控、延时开启电路、触发控制、恒压源电路和晶闸管主回路等组成。它是一种操作简便、灵活、抗干扰能力强、控

39、制灵敏的声光控灯，人嘴发出约1s的控制信号“嘶”声，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。2.声光控楼道控制灯电路图如图3-2所示：图3-2 声光控灯电路图3.1.3 声光控楼道控制灯电路工作原理：CD4011为四个2输入与非门集成电路，当2个输入有一个为0，则输出为1；2个输入全为1时，输出为0。在VT1导通前，交流电源24V，经桥式全波整流和VD6、电容C1滤波后，获得直流电压1.2V×24V28.8V（大约），经限流电阻R1，使VS稳压二极管反向击穿，此时Uz6.2V，使脉动的直流变为稳压的直流，起到稳压的

40、作用。稳定电压供给电路。白天时，光敏电阻Rg阻值较小，与非门G1的u1输入为低电平，G1门的一个输入为低，不管u2为何电平，G1总是输出为1，这样G2输出为0，u2的电平也为0，G3输出为1，单向晶闸管VT1不导通。晚上时，Rg阻值变大，u1为高电平，G1门打开，u2信号可通过。如果没有脚步声或没用掌声，驻极电容式传声器BM无动态信号。偏置电阻（Rp2R4）使NPN三极管VT2导通，u2为低电平，则G1输出1，其余状态和白天的情况相同；当有声音时，驻极电容式传声器BM有动态信号输入到放大电路VT2的基极，由于电容C2的隔直流、通交流的作用，加在基极信号相对于零电平，有正、负波动信号，使集电极输

41、出u2有高电平动态信号输出，当u2的电平达到高电平1时，使G1的输入全为1，从而使G1输出0（出现负脉冲），而G2输出1（出现正脉冲），二极管VD5导通，对C3充电，使uc也为1，这样G3输出0，G4输出1，经过R7限流，在单向晶闸管VT1控制极g有触发信号（正跳变），使VT1导通。在全波整流电路中，串联的灯L，经过晶闸管VT1导通，灯L点亮。由于晶闸管导通后的Uak正向压降会降至约1.8V。因此，VD6用来防止Uz电压下降，避免影响控制电路电源。在声音消失后，由于电容C3上的电压uc经R6放电过程仍为1，故灯L仍亮，直到uc小于与非门阀值电压Uth时，G3输出1，G4输出0，当Uak过零电压

42、时，晶闸管截止约30s后，灯L熄灭。3.2 红外音频转发系统3.2.1 红外音频转发系统设计方案1.红外音频转发系统总体电路由信号产生电路、红外光发射系统、红外光接收系统三个模块构成，由MP3、手机发出声音信号，通过发送系统转化为光信号发送，通过接收系统接受光信号并将其转化为电信号，再通过喇叭将其重新转化为语音信号，实现红外光通信的全过程。2.红外音频转发系统电路设计的结构框图如图3-3所示：红外光发送系统：共射电路和LED发送管发送信号信号产生系统：利用音乐芯片红外光接收系统：同时实现滤波和信号的放大图3-3 红外音频转发系统设计结构框图3.红外音频转发系统简介：首先由MP3或手机输出音乐信

43、号，由于发出的信号比较微弱，所以需要经过一个分压式共射电路适当放大信号，用音频线将信号送至放大电路号，并通过LED红外发送管转化为光信号发送。信号经接收管接收后，通过运放电路得到较高的输出功率，驱动喇叭发出音乐芯片的音乐。利用放大器LM386，可以得到100左右的增益，驱动喇叭得到所需功率。3.2.2 红外音频转发系统发送模块设计1.红外音频转发系统发送模块电路图如下图3-4所示：图3-4 红外音频转发系统发送模块电路图2.红外音频转发系统发送模块工作原理：实际搭建的电路中输入信号为音乐芯片电路产生的输出信号,该发送电路主要为分压式的共射放大电路,由稳定直流电源和R1.R2构成分压式电路,给放

44、大电路提供稳定的直流工作点,而NPN则对输入信号实现放大，并通过两个红外管VD1、VD2将电信号转化为红外线信号发送到接受端。3.2.3 红外音频转发系统接收模块设计1.红外音频转发系统接收模块工作原理：通过红外接受管接受从发送端传来的信号，并转化为电信号接入电路中，然后经0.01uF的电容滤除直流信号后由电位器和LM386运放共同作用实现信号的放大，调节电位器的大小可以实现对增益大小的调节，最后再经过喇叭将电信号转化为声信号，播放出音乐信号的音乐。2.红外音频转发系统接收模块电路图如下图3-5所示：图3-5 红外音频转发系统接收模块电路图3.2.4 各模块功能说明（1）音乐信号产生电路：按照

45、电路图焊接并连接好芯片电路。先直接将芯片电路与小喇叭连接，看其能否正常发声，而在整个电路测试中将音乐芯片电路中的输出信号接入发送模块的输入端。（2）发射部分为红外管提供驱动电流，因此必须调试发射部分的静态工作点。按照三极管放大电路的调试方法调试静态工作点，保证红外管得到足够的驱动。然后进行交流调试，将信号发生器产生的正弦信号接入输入端，用示波器同时监测输入输出信号，保证输出信号不失真无干扰，记录输出波形和红外管中电流。 （3）接收部分主要的功能是放大功率，所以必须进行增益调节。去掉红外接收管，加一个正弦小信号，喇叭用8欧左右的电阻等效替代，调节10K的可变电阻改变接收端的增益，G=200，确保

46、不是自激信号或干扰信号。第4章 电路的测试和调试4.1 声光控楼道灯系统测试与调试为了确保声光控楼道控制灯电路能够正常工作，稳定准确地反映光线强度以及声音分贝数变化对灯泡的影响，在完成声光控楼道控制灯电路的安装和焊接后，必须要对电路进行测量和调试，以满足人们对该电路的需求。结合对电路的了解以及搜集资料总结测试和调试步骤如下：（1）连接入电路之前，要先检查灯泡是否焊接短路，将万用表调到欧姆档200欧，测量电阻为25到30欧姆范围属于没有焊接，灯泡正常。假如省去此步骤，而灯泡焊接短路，直接连入电路将直接造成电路短路。（2）将设计好的电路连入电源，用黑色螺帽遮住光敏电阻，在驻极体话筒附近轻拍下手，观

47、察灯泡的亮暗变化。若灯泡亮了，而且一段时间后自动熄灭，则表示电路制作成功；若灯泡没反应继续保持不亮状态，则继续进行以下步骤调试： a.将万用表调到200V交流电压档，测接入端口，观察万用表示数看是否接入交流电，电压约为27V时表示接入了交流电。 b.将万用表接到20V直流电压档，测CD4011十四引脚前段直流电压值，观察万用表示数是否约为6.3V，示数近似则表示稳压管起到准确作用，电路正常。 c.若b步骤万用表示数正常，则问题可能就出在电位器Rp1上，电位器Rp1控制光敏电阻对光线的灵敏程度。用万用表测TP1到GND之间即三极管两端电压，观察示数是否在0.7左右，若不在，调节电位器Rp1，直至示数正常，灯泡即可点亮。4.2 红外音频转