电工电子实训项目化教程课件：CD4069声控报警电路组装与调试

CD4069声控报警电路

组装与调试学习目标知识目标1.认识电路中的元件文字、图形符号，能说出电路中的元件名称、型号、作用；2.了解CD4069声控报警电路的组成，会估算振荡周期，会分析电路工作原理；3.学会安装CD4069声控报警电路，能够使用万用表测量相关参数，能调试电路的功能。能力目标1.能说出CD4069声控报警电路的元件符号以及元件作用，会识别元件以及管脚；2.会使用Multisim软件绘制并仿真CD4069声控报警电路功能；3.具备完成CD4069声控报警电路安装、测量以及调试的能力；4.培养学生线上使用职教云、抖音、微信等在线课程平台的能力。思德目标1.注重学生自主探究学习能力的培养，养成主动学习良好习惯；2.在任务实施过程中通过整理工作台、打扫实验室、清洁卫生，培养学生的职业素养，践行劳动教育。声光报警广泛用于防火、防盗、危险报警等方面应用，本项目是一种基于CD4069构成的声音报警电路，采用CD4069构成的多谐振荡器作为声音发生器，用来作为声音信号驱动蜂鸣器发声。任务描述知识准备CD4069声控报警电路CD4069声控报警电路由CD4069六个反相器构成，其中每两个反相器以及周围的元件构成一个多谐振荡器，所以在CD4069声控报警电路中含有三个多谐振荡器。1.认识CD4069声控报警电路组成CD4069芯片实物图CD4069芯片引脚图CD4069是6反相器芯片，由六个CMOS反相器电路组成。1.认识CD4069声控报警电路组成如图所示，CD4069多谐振荡器由两个CD4069反相器、电阻RS、电阻R和电容C构成，两个反相器串行连接，左边的为输入端，右边为输出端。CD4069多谐振荡器构成2.认识CD4069多谐振荡器两个反相器中间的电压与输出电压相反，所以加在电阻R和电容C两端的电平逻辑相反，电阻R和电容C构成充放电电路。电阻RS为补偿电阻可减少电源电压波动对振荡频率的影响。CD4069多谐振荡器构成2.认识CD4069多谐振荡器CD4069多谐振荡器电容充电通路设定左边反相器为1，右边为2，在某一个时刻，反相器1的输入端VI为高电平，则反相器1的输出端为低电平，经过反相器2之后输出高电平向电容充电。“1”“0”“1”“1”“1”t12.认识CD4069多谐振荡器（充电）随着电容两端的电压升高，反相器1的输入端VI逐渐变为低电平，一旦低于1/2VCC就会使非门翻转，此时反相器1与反相器2中间为高电平。CD4069多谐振荡器电容充电通路“1”“0”“1”VI“1”“1”t1“0”“0”t2“0”“1”“0”2.认识CD4069多谐振荡器（充电）经反相器2反相后向电容反向充电，达到条件之后再次翻转，因此OUT端就会形成高低电平变化，周而复始形成振荡。CD4069多谐振荡器电容放电通路VI“1”“1”t3“0”“0”t2“0”“1”“0”“0”2.认识CD4069多谐振荡器（放电）“1”“1”t1“0”“0”t2“1”“1”t32.认识CD4069多谐振荡器左图所示是一种最简型多谐振荡器。当电源电压波动时，会使振荡频率不稳定，一般在图中增加一个补偿电阻RS，用于在电源电压变化时稳定频率。2.认识CD4069多谐振荡器多谐振荡器的振荡器周期与两个暂稳态时间有关，两个暂稳态时间分别由电容的充放电时间决定。设电路中的第一暂稳态和第二暂稳态时间分别为T1、T2，根据以上分析所得电路状态转换时，VI的几个特征值，可以计算电路振荡周期的值。“1”“1”t1“0”“0”t2“1”“1”t33.估算多谐振荡器振荡周期

当VI由0V变化到

根据电容充电公式，所需要的时间为

，同理放电时间为

，将

带入上式有

。3.估算多谐振荡器振荡周期CD4069声控报警电路中六个反相器构成三个多谐振荡器，这三个多谐振荡器波形输出端分别是TP1、TP2和TP3。44.分析CD4069声控报警电路三个振荡器的振荡器周期相差甚多，其中TP1振荡周期是TP2的10倍，TP2振荡周期是TP3的几十倍。当TP1处于振荡周期的低电平时，U1C的输入端电平由于TP1低电平的影响一直处于低电平，从而使TP2无输出波形，所以TP2的输出波形只在TP1振荡周期的高电平期间有输出波形。同理TP3的输出只在TP2的振荡周期的高电平期间有输出波形。44.分析CD4069声控报警电路电路中，由CD4069的6个反相器分别组成三个基本振荡器，三个振荡器产生的三个不同频率的脉冲进行混合后，组成警笛发生器的警笛声信号。4.分析CD4069声控报警电路任务实施分类名称型号与规格单位数量工具电工工具电烙铁、镊子、吸锡器、验电笔、螺钉旋具（一字和十字）电工刀、尖嘴钳等套1仪表万用表MF47型或自定块1示波器XC4320型台11.任务准备分类名称型号与规格单位数量电子元件万能板15cm×9cm块1CD4069CD4069芯片个1二极管1N4007个2蜂鸣器无源个1晶体管8050个1变阻器47KΩ个1电阻100KΩ个2电阻51KΩ个2电阻20KΩ个1电阻10KΩ个3电容10μF个1电容1μF个1电容0.01μF个1辅助材料焊锡丝0.8mm

若干松香

若干连接导线

若干1.任务准备（1）按照给定的原理图，完成电路的绘制；（2）调整输入电源电压为DC5V，验证电路功能。1.任务准备（1）先绘制元件位置及焊盘格数，必备铅笔，尺子，橡皮等工具，注意元件引脚所在的焊盘要重点涂黑；（2）电路中元件的位置尽量按照原理图位置布置；（3）元件排布要大小合适，电路布局合理，紧凑；（4）连接导线，用粗线连接，连接导线不能交叉；（5）写上元件流水标号，并检查所有图纸，是否有漏画或画错。2.绘制元件布置布线图1.焊接步骤（1）根据元件明细表配齐元件并检测；（2）清除元件引脚处的氧化层；（3）考虑元件在万能板上的整体布局；（4）根据接线图将元件从左到右焊接在万能板上；（5）检查焊接正确与否，是否有虚焊、漏焊。2.注意事项（1）整流二极管、电解电容、晶体管、CD4069等元件需要区分极性注意管脚的次序；（2）芯片的位置需要焊接底座，芯片安装在底座上；（3）按照图接线不能出现虚焊漏焊现象；（4）走线要求横平竖直，不能走斜线板子上的走线要求贴板；（5）引入引出线或连接导线的线头处长度不能超过1MM；（6）测量电压时，须选择适宜的量程而且注意交流与直流的区别，测直流时正负极不能接错。3.线路安装与调试3.安装过程的安全要求（1）正确使用电烙铁、螺丝刀、尖嘴钳等工具，防止在操作过程中出现安全事故；（2）正确连接电源，以免短路或烧坏；（3）使用仪表带电测量时，一定要按照仪表使用的安全规程进行。4.通电调试要求（1）上电之前检查元件的走线是否正确；（2）检查有极性的元件是否安装正确；（3）使用工作台上面的交流电输出DC5V，接入电路中，并调试