小型电子产品开发

1、试题 3.1串联稳压电源的设计与制作 功能分析利用具有单向导电性能的桥式整流元件,将正负交替变化的正弦交流电压变换成单方向 的脉动直流电压。 利用电容滤波电路尽可能地将单向脉动直流电压中的脉动部分 (交流分量 减小, 使输出电压成为比较平滑的直流电压。 利用串联稳压电源使输出直流电压在电源发生 波动或负载变化时保持稳定。原理框图完整电路图 试题 3.3正弦波发生器的设计与制作首先利用 LM358采用文式桥振荡方式产生正弦振荡产生正弦波 ,Rp3,R4,R3组成负反馈 电路 , 使产生的信号保持稳定 , 具有较小的失真 , 然后通过第二级运放 LM386将正弦波变放大, 尽量减小产生的失真 .

2、通过调节双联可调电容 C1,C3可以实现频率的调节 , 电压的调节依靠可 调电阻 R6,. 为使输出波形更接近正弦波0f =RC21 一个正弦波振荡器主要由以下几个部分组成。 (1放大电路 (2正反馈网络 (3选频网络 (4稳幅环节 试题 3.4简易 4路抢答器的设计与制作4名选手编号为:1, 2, 3, 4。各有一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号对应,也 分别为 s1, s2, s3, s4。 (2k1给主持人设置一个控制按钮,用来控制系统清零(抢答显示 数码管灭灯和抢答的开始。 (3抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后,若有选 手按动抢答按钮, 该选手编号立即锁存, 并在抢答显示器

3、上显示该编号, 封锁输入编码电路, 禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 74ls373为地址锁存器 g 点为锁存控制端 试题 3.5数显定时器的设计与制作两位数显式秒定时器的定时时间为 30s 和 60s 。该电路是由一只集成电路 555多谐振荡 器输出的 1秒脉冲信号作为时基信号而组成的电路。 Cd4518内含为两个二、十计数器、CD4511是一个用于驱动共阴极 LED (数码管显示器的 BCD 码 七段码译码器振荡频率为:53121121101014343. 1 2(43. 1 2(7. 011-=+=C R R C R R T f =1 试题 3.7简易测频

4、仪的设计与制作 T=1.1RC=试题 3.8音频放大器的设计与制作 NE5532构成的前置放大电路 放大倍数为 Au=1+R5/R4=23 试题 3.9四路呼叫器的设计与制作 555定时器即实现单稳态的输出的时间是 5秒,那就对应的时间 T=1.1RCT=1.1RC=1.1*470*103*10*10-6=5秒能通过按键 S1S4进行呼叫,任意一个按下蜂鸣器将发出 5S 的报警声 试题 3.10三角波发生器的设计与制作三角波发生电路三角波电路波形可以通过积分电路实现,把方波电压作为积分运算电路 的输入,在积分运算电路的输出就得到了三角波。 1集成运放的选择由于方波的前后沿时 间和滞回比较器的转

5、换速率有关, 当方波频率很高或方波前、 后沿要求较高时, 应选择高速 集成运算放大器来组成滞回比较器。 (2 稳压管的选择稳压管的作用是限制和确定方波的幅 度。 此外, 方波幅度和宽度的对称性也与稳压管的对称性有关。 为了得到稳定而且对称的方 波输出,通常选用高精度双向稳压管。 R3是稳压管的限流电阻,其值根据稳压管的稳压电 流来确定。 (3分压电阻 R1和 R2的阻值的确定 R1和 R2的作用是提供一个随输出方波电 压而变化的基准电压,并由此决定三角波的输出幅度。所以 R1和 R2的阻值应根据三角波 输出幅度的要求来确定。而且当要求三角波的幅度可以调节时,可以选择用电位器来代替 R1、 R2

6、。 (4 积分元件 R 和 C 参数的确定 R 和 C 的值应根据方波和三角波发生器的振荡频 率来确定。当分压的电阻 R1和 R2的阻值确定后,先选择电容 C 的值,然后确定 R 的值。 而且为了减小积分漂移,应尽量将电容 C 的值取大些。但是电容量大的电容漏电也大,所 以通常积分电容应不超过 1uF 4、参数计算方波周期、频率计算:T=2RCln(1+2R1/R2 f=1/T副值:Ut=R1/(R1+R2*Uz三角波副 值:Ut=Uz*R1/R2周期、频率计算:T=4*R1*R*C/R2 f=R2/(4R 1R C=2/(410.510.001 所以 R 为 500欧姆 试题 3.11 基于

7、单片机的八路广告灯的设计与制作 单片机上电复位电路 阻容复位时电容为 10uF, 电阻为 10K试题 3.12 声光控开关的设计与制作 声光控延时开关的电路原理图见图所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路 CD4011,其内部含有 4个独立的与非门 G1G4,使电路结构简单,工作可靠性高。 顾名思义, 声光控延时开关就是用声音来控制开关的 “开启 , 若干分钟后延时开关 “自 动关闭 。因此,整个电路的功能就是将声音信号处理后,变为电子开关的开动作。明确了 电路的信号流程方向后,即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元,由此可画出图 2所示的方框图。结合图 2来分析图 1。声音信号 (脚

8、步声、掌声等 由驻极体话筒接收并转换成电信号, 经 C3耦合到 V1的基极进行电压放大,放大的信号送到与非门 (G3的 2脚, R4、 R9是 V1偏置电阻, C4是电源滤波电容。为了使声光控开关在白天开关断开,即灯不亮,由光敏电阻 R10等元件组成光控电路, R6和 R10组成串联分压电路, 夜晚环境无光时, 光敏电阻的阻值很大, R10两端的电压高, 即为高电平, t=2R 3C 2,改变 R3或 C2的值,可改变延时时间,满足不同目的。 G1和 G4构成两级整形电路,将方波信号进行整形。当 C2充电到一定电平时,信号经与非门 G1、 G4后输出为高电平,使单向可控硅导通,电子开关闭合;

9、C2充满电后只向 R3放电,当放 电到一定电平时,经与非门 G1、 G4输出为低电平,使单向可控硅截止,电子开关断开,完 成一次完整的电子开关由开到关的过程。二极管 D1D4将交流 220V 进行桥式整流,变成脉动直流电,又经 R1降压, C1滤波 后即为电路的直流电源,为 MIC 、 V1、 IC 等供电。 试题 3.13 简易广告彩灯电路的设计与制作 1、每个 8050三极管可以驱动八到十六个发光二极管。只有相同发光电压 (不同颜色的 发光电压一般不同 的发光二极管才可以并联使用。可以将发光二极管接成需要的图案,表 达设计者的意图。2、彩灯闪烁的周期是:T=0.7(R1+R3C2+0.7(

10、R2+R4C1根据闪烁快慢要求选择 R1,R2,R3,R4,C1,C2的参数。调节电位器 R1、 R2的大小,可以改变闪烁速度。3、电压过高会烧坏发光二极管。工作电压从 3v 开始调大,当提供的电源电压高于 5v 后应当串入一个 2.227欧姆的电阻作为限流电阻,以免烧坏发光二极管。 试题 3.14 简易密码锁的设计与制作数字密码锁电路图: 用密码去控制各位 D 触发器的翻转,达到密码开锁的目的;用按钮开关去控制电子门 铃的触发信号,达到按响电子门铃的目的。按此构思,可得实训电路如图 1所示。1. 四位密码锁主体电路在图 1中,四个 D 触发器 N1N4构成四位密码电路,本电路密码设定为 14

11、69, S1、 S4、 S7、 、 S9分别是 1、 4、 7、 9四位密码的按钮端;平时四个 D 触发器的 CP 端皆悬空相 当于 1状态,触发器保持原状态不变。当按下 S1时, CP1为低电平, 松手后 S1自动恢复高电平, CP1获上升沿, 此时 Q1=D1=1; 再按下 S4时, CP2为低电平, 松手后 S4自动恢复高电平, CP2获上升沿, 此时 Q2=D2= Q1=1;同理, 按下 S7并松手后, Q3=D3= Q2=1; 按下 S9并松手后, Q4=D4= Q3=1, 用此 Q4=1去控制开锁机构即可。此处用 R2和 LED 显示来代替开锁机构开锁。2. 置零与电子门铃控制电路

12、图 1中, C2因电压不能突变,在接通电源瞬间 C2电压为零使 N1N4各位皆为零。 S0既用于四个 D 触发器直接置零, 又用于控制电子门铃 CL9300A 的触发端。 当 S0=0时,通过 G5、 、 G4使 N1N4直接置零;同时,通过 G3使 CL9300A 的触发端获高电平而 起振,发出门铃声。3. 延时电路开锁时, Q4=0, G1=1,经 R1、 C1延时后, G2=0, G5=1, G4=0,使 N1N4为零, 结束开锁状态。 试题 3.15 秒表的设计与制作 试题 3.16 声光停电报警器的设计与制作 光耦器件 4N25的强、弱电隔离;工作原理:该装置由交流检测器 (左半部

13、和音频振荡器 (右半部分 组成。 交流电 220V 经 VD 整流, C1滤波 得到 300V 直流高压。 此直流一路经 R1使 发 光二极管 LED1发光,另一路经 R2送入 光电 耦合器 4N25的 1脚,使内部的发 光管点亮,光照射到光电晶体管上,此光电晶体管呈低 电阻 导通,将 VT1基极 电位拉到地电位, 音频振荡器无法正常工作, 扬声器 与发光二极管均无 电流 流过, 既不发声也不发光。一旦突然停电, C1两端的 300V 检测电压消失, LED1熄 灭,光电耦合器中内部的发光管也随之熄灭,光电晶体管没受到光照呈高阻, VT1的基极不再被光耦短接到地, VT1、 VT2等元件组成的

14、音频振荡器满足振荡 条件,开始振荡使扬声器和 LED2发声发光,有关人员闻讯断开 SA ,此后改为 人式报警。当市电恢复供电时, LED1发光,这时可以再改为自动报警。 制作调试:调整 R4或 C2的数值可以改变音调的高低。如有交流声可将 C1换 为 0.47uF/400V,以增强滤波效果。 试题 3.17 简易信号发生器的设计与制作 图中的 8038 为函数发生器专用 IC , 它具有 3 种波形输出, 分别正弦波、 方波和三角波, 8038的第 10脚外接定时电容,该电容的容值决定了输出波形的频率,电路中的定时电容 从 C1至 C3决定了信号频率的 3个倍频程,从 0.1F开始,依次减小十

15、倍,直到 100pF , 频率范围相应地从 10Hz 100Hz 10kHz 。图中 RW4 为调节幅度大小电位器,用于改变 输出波形的幅值。整个电路的频率范围为 10Hz 10kHz , Ua741为同相比例运放,做功率放大 脚 13、 14(NC :空脚。试题 3.18 数显逻辑测试电路的设计与制作 电路设计要求 要求制作的逻辑笔能方便地显示四种逻辑状态。 即当被测电压 UI 为直流低电平(UI0.4V时，显示“0”;当被测电压，UI 为直流高电平 (UI1/2VCC时，显示“1”，当被测电压 UI 为交流电平时(UI18V，显示“P”；当输入为高阻 态时，不显示。 电路设计及原理说明 整

16、个电路主要由三极管 V1、 、 V2 CD4511、 数码管等元器件组成。 当输入电平低于 0.4V 时，三极管 V1 截止，IC1 输入端 A、D 为低电平，B、C 为高电平，则 IC1 的输出端 a、b 为低电平，c、d、e、f、g 为高电平。由于 IC1 的输出端 a、 f 未接数码管，数码管只有 c、 d、e、f、g 为高电平，因为数码管做了倒置，故显示状态为上半部的 0。 当输入为高电平时，三极管 V1 饱和，UI 通过二极管 VD1 加入，使 IC1 输入端 A、B、 C 均为高电平，D 为低电平，相当于 DCBA 输入为 0111 状态，IC1 输出端 d、e、f、g 为低 电平

17、，a、b、c 为高电平，由于 IC1 输出端 a 未接数码管，数码管上只有 b、c 极得到高电 平，故显示 1。 当输入端为高阻态时，三极管 V1 饱和，IC1 各输入端 A、B、C、D、 BI 均为低电平。故 IC1 各输出端均为低电平，数码管不显示。 当输入为交流信号时，若频 率较高时，数码管显示 P，频率较低时，P 字作闪烁显示。 三极管 V2 与发光二极管 LED 等组成恒流源，电容 C1 为加速电容使测试笔能测试较高的频率。电容 C2 为储能电容。 元件选择 （1） V1、V2：可选三极管 9014。 （2） IC1：选用 COMS 集成 BCD-七段锁存/译 码/驱动器 CD4511。 （3） VD1：选用二极管 2AP9。 （4） 数码管：共阴极数码管。 （5） C1、C3 瓷介电容，C2 选用耐压大于 25V 的电解电容器。 其他元器件可参考 电路图中的参数。 信号输入 V1 信号检测 Cd4511 、 锁 存译码驱动 显示 3.19 试题 3.19 场效应管功放电路的设计与制作 NE5532 构成的前置放大电路 放大倍数为 Au=1+R5/R4=23 音频信 号输入 带通滤波器 R1 C1 R2 C2 由两个 MOS 组成的 OTL 功 放 电路 放 大 同相比 例运算 信号输出 试题 3.20 三角