红外线遥控测试电路

·郑州科技学院《模拟电子技术》课程设计题目_红外线遥控测试电路_学生姓名叶鹏成专业班级自动化一班学号201042025院（系）电气工程学院指导教师赵剑锷完成时间 2012年10 月27日目录前言...................................... 错误！未定义书签。

1 课程设计的目的...................... 错误！未定义书签。

2 课程设计的任务与要求.............. 错误！未定义书签。

3.1 红外线光敏遥控电路的设计方案错误！未定义书签。

3.2 设计方案的论证................. 错误！未定义书签。

4 设计原理及功能说明................. 错误！未定义书签。

5 单元电路的设计...................... 错误！未定义书签。

5.1 光电二极管的原理与选用...... 错误！未定义书签。

5.2 三极管的放大作用与选用...... 错误！未定义书签。

5.3 发光二级管的原理与判别...... 错误！未定义书签。

5.4 整流滤波电路的工作原理...... 错误！未定义书签。

6 硬件的制作与调试 ................... 错误！未定义书签。

6.1 硬件的制作过程................. 错误！未定义书签。

6.2 硬件的调试过程................. 错误！未定义书签。

7 总结................................... 错误！未定义书签。

参考文献.................................. 错误！未定义书签。

附录1：总体电路原理图................ 错误！未定义书签。

附录2：元器件清单 ..................... 错误！未定义书签。

前言模拟电子课程设计是模拟电子技术课程的实践性教学环节，是对学生学习模拟电子技术的综合性训练。

这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成的。

学生通过动脑动手解决一两个实际问题，巩固和运用在模拟电子课程设计中，从而逐步掌握常用电子电路的一般设计方法，提高设计能力和实验技能，为以后从事相关电路的设计和产品的研制开发打下基础。

实验课着眼于通过实验验证课程的基本理论，并培养学生的初步实验技能。

而课程设计则是针对某一课程的要求，对学生进行综合性训练，培养学生运用课程中所学到的理论与实践紧密结合，独立的解决实际问题的能力。

课程设计应采用以学生为主的教学方法，让学生在解决实际问题的实践中得到提高。

具体来说，课程设计教学可以包括以下几个方面：一.学生自学教材中的内容，阅读老师推荐的有关资料二.学生针对课程设计题目中提出的内容和要求自己进行独立的设三.教师给予指导和答疑，针对学生中普遍出现的问题可以进行适当的讲课四.学生进入实验室进行独立的安装与调试五.教师进行验收与考核六.学生撰写课程设计总结报告1 课程设计的目的1了解光电二极管的工作原理和使用方法2 利用模电知识熟练掌握光电二极管的使用方法3 理论联系实际提高独立解决问题的能力2课程设计的任务与要求熟悉硅光电二极管的工作原理，设计出合理的电路图，根据电路图准备所需的元器件，然后连接电路进行测试，当有红外光照射二极管时小灯泡发光，且小灯泡的亮度随着光照强度的增强而增强，随着光照强度的减弱而变暗。

1 巩固和加强模拟电子技术课程的理论知识2掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程3 提高电子电路实验技能及仪器的使用方法4 掌握电子电路安装调试和故障排除方法5学会撰写课程设计总结报告6 学会查阅文献资料，培养自身独立分析问题和解决问题的能力7培养创新能力和创新思维3设计方案与论证3.1红外线光敏遥控电路的设计方案本设计方案由红外发射电路和接收发光两大电路组成，其中红外发射电路包含有红外硅光二极管LED2；接收发光电路使用的有光电二极管LED1。

在本电路的设计中，共使用了三个三极管，分别为VT1、VT2、VT3，选用的型号均为NPN型BC548型三极管，在本次实验的实现中，分别作为一级、二级和三级放大电路。

当LED2接收到红外光信号后，则红外光信号将经过C4电容进行耦合，然后加到由VT3与VT2组成的两级交流放大器进行放大，而放大后的信号将从VT2管集电极输出，而放大后的信号将再次经过C2电容进行耦合，然后加到由VD1、VD2和C1组成的整流滤波电路以后，用得到的直流电压来控制电子开关VT1的状态。

3.2设计方案的论证按照原理图连接好电路以后进行试验：用红外光照射LED2，当硅光电二极管LED2接收到红外线信号时，VD1与VD2整流后的电压就会使VT1导通，进而使LED1发光二极管导通发光。

若LE D1的亮度随着红外光照强度的增强而增强，随着光照强度的减弱而减弱，那么电路连接正确，实验成功；若当红外线信号的探测时间很短时，由于此时的电容C1也可产生一个恒定的基极偏置电压。

VT2、VT3及其外围元器件共同构成了两级交流放大器，两级放大器的增益已足够级间采用RC耦合方式。

LED2与R6电阻反相串联。

LED2的反向电流值会随红外光波变化而改变大小，进而将变化的信号进行放大和整流，若此时的LED1发生闪亮，则实验成功。

4 设计原理及功能说明工作原理：红外光信号由LED2检测到以后，经C4电容耦合，加到由VT3与VT2组成的两级交流放大器进行放大，放大信号从VT2管集电极输出，经C2电容耦合，加到由VD1、VD2、C1组成的整流滤波电路以后，得到的直流电压用于控制电子开关VT1的状态。

当LED2硅光电二极管接收到红外线信号时，VD1与VD2整流后的电压就会使VT1导通，进而使LED1发光二极管导通发光。

即使红外线信号的探测时间很短，电容C1也可产生一个恒定的基极偏置电压。

VT2、V T3及其外围元器件共同构成了两级交流放大器，两级放大器的增益已足够级间采用RC耦合方式。

LED2与R6电阻反相串联。

LED2的反向电流值会随红外光波变化而改变大小，进而将变化的信号进行放大和整流，使LED1闪亮。

红外线光敏遥控电路的电路图如下所示:图4-1 红外线遥控测试电路5 单元电路的设计5.1光电二极管的原理与选用硅光电二极管的原理图如下：图5-1硅光电二极管原理图硅光电二极管的输出特性图如下：图5-2电二极管输出特性硅光电二极管的放大电路图如下所示：图5-3电二极管的放大电路光电二极管具有将光信号转变成电信号的功能；光电二极管工作在反向电压状态，其光电流的大小与光照强度成正比，光照越强，反向电流越大。

光电二极管的选用：光电二极管又叫光敏二极管，构造与普通二极管相似，其不同点是管壳上有入射光窗口。

当加反向电压时，无光照射反向电阻较大，有光照射时，反向电流增加。

光电二极管的检测：用万用表R X 1KΩ档测量，光电二极管正向电阻约10KΩ左右。

在无光照射时，反向电阻为无穷，说明管子是好的；有光照射时，反向电阻随光的强度增加而减少，阻值可减小到几千欧或1KΩ以下，则管子是好的，若反向电阻为无穷或零，则管子是坏的。

5.2三极管的放大作用与选用红外线遥控测试电路的设计中包含有三级放大电路，三极管放大电路如下图所示：图5-4三极管的放大电路三极管的放大作用：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。

如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。

如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。

我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。

偏置电路：三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。

这有几个原因。

首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。

当基极与发射极之间的电压小于0.7V 时，基极电流就可以认为是0。

但实际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。

如果我们事先在三极管的基极上加上一个合适的电流，叫做偏置电流，那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。

另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效（因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了）。

而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大，这样减小的信号和增大的信号都可以被放大了。

三极管的选用：一般特征频率按高于电路工作频率3-10倍来选择，特征频率过高，易引起高频振荡。

电流放大系数，一般选择40-100即可，太高电路稳定性差。

耗散功率一般按电路输出功率2-4倍选取，反向击穿电压应大于电源电压。

在红外线光敏测试电路中，我们选用的三极管是BC548，放大倍数为30-100倍，为小功率通用管。

三极管的管脚判别：基极与集电极、基极与发射极的正向电阻约在几百欧至几千欧，而其他极间电阻都较高，约为几百千欧。

硅管比锗管的极间电阻要高。

在红外线光敏测试电路中，我们选用的是NPN型三极管，根据PN结的单向导向性，即可判别各管脚分别为基极、集电极和发射极。

5.3 发光二级管的原理与判别发光二极管的结构图如下图所示：图5-5发光二级管的结构图发光二极管的工作原理：发光二极管只是一个微小的电灯泡。

但不像常见的白炽灯泡，发光二极管没有灯丝，而且又不会特别热。

它单单是由半导体材料里的电子移动而使它发光。

发光二极管的管脚判别：一般管脚引线较长者为正极，较短的为负极，如壳帽上有凸起标志，则靠凸起标志的为正极。

发光二极管的伏安特性如下图所示：图5-6发光二级管的伏安特性发光二极管的伏安特性和普通二极管相似，但它的正向压降较大，一般小于等于2V。

5.4整流滤波电路的工作原理整流滤波电路的基础图如下图所示：图5-7整流滤波电路图什么叫滤波：全波整流后的直流电叫脉动直流，是因为直流里含有交流的成分。

减小脉动直流中交流成分，使之变成较稳定的电流叫滤波。

整流滤波电路的作用：整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压。