模电课程设计_声控闪光灯完美版

《模拟电子技术》课程设计题目:声控闪光灯

姓名：晓鹏

班级：电气2班

学号：6

指导教师：廖长荣

目录

1 课程设计的目的 (1)

2 课程设计的任务与要求 (1)

3 设计方案与论证 (2)

3.1 电路设计 (2)

3.1.1 方案 (2)

3.1.2 作用效果 (3)

4 设计原理及功能说明 (4)

5 单元电路的设计（计算与说明） (5)

5.1 主要1、2单元电路图 (5)

5.2 无声波信号时 (6)

5.3 有声波信号时 (6)

5.4 附加容 (7)

5.4.1 放大电路 (7)

5.4.2 滤波电路 (10)

6 硬件的制作与调试 (10)

7 总结 (13)

参考文献 (13)

附录1：总体电路原理图 (14)

附录2：元器件清单 (15)

1 课程设计的目的

开始的时候，经过我的考虑，决定从比较简单的实验入手，设计一个声控闪光灯。声音由麦克风拾取，LED灯能随着环境声音的强弱起伏而闪烁发光，当有声音时闪光灯发光，并且在一定围随着声音的大小闪光灯的亮暗发生变化，声音越大越亮。

2 课程设计的任务与要求

2.1 设计任务

一制作声控闪光灯。

1 理解声控闪光灯电路的工作过程。

2理解电路中各元件的作用，如耦合电容决定整个电路的下限频率，了解驻极体话筒的结构和特点。

3会对声控闪光灯电路进行安装、调试和测试。

4会用万用表对驻极体话筒进行正、负极识别和质量检测。

5掌握电阻、发光二极管、三极管、驻极体话筒的插装要求与工艺。

6掌握印制电路板元器件的焊接技术。

7熟悉印制电路板的连线方法。

二帮助我们更好地理解所学的理论知识。

能利用模拟电电子技术课程一些基础知识制作出简单的电子器件。

三学会查找资料，包括图书、网络等渠道。

四提升我们的动手能力。

五培养我们制作报告的一些基本方法。

2.2 基本要求

1.打印《模拟电子技术》课程设计说明书一份，给出课题的设计和制作、调试过程。

2.根据技术指标要求，画出设计电路图，画出印制电路版图。

3.设计时间：三周。

4.制作PCB板。

5.人员分组，三人一组，选择同一课题的电路相同，但课程设计报告不能完全相同。

3 设计方案与论证

3.1 电路设计

3.1.1 方案

图3-1 声控闪光灯电路基本工作原理

图3-2 声音波形图

根据上述基本功能，设计电路图如附录1。

3.1.2 作用效果

三极管VT1相当于开关，VT2起放大作用。当无声时，VT1处于临界饱和，集电极电位低，则VT2截止，那么VL1、VL2灭，当有声音时，其信号的负半周使I CE1减小，U C1增大，VT1导通，那么VT2也进入放大状态，使VL1、VL2亮，根据声音的频率而闪烁。

3.2 仿真

在仿真软件multisim中进行仿真，仿真电路图如图3-3，其中话筒用函数发生器代替，9014晶体管用2N3904代替。

仿真效果为:

当函数发生器大约为0HZ时，发光二级管几乎不闪烁，用万用表测得UC1两端的电压为0.39V，示波器测量二级管两端波形几乎为一条水平线。

当函数发生器大约为100HZ以上时，发光二级管不停地闪烁，用万用表测得UC1两端的电压为0.74V（频率变化,UC1两端的电压也变化不大,如a、当话筒为100HZ时,UC1=0.74V；b、当话筒为10000HZ时,开始UC1=0.68V,大约10秒后，最终UC1=0.74V），用示波器测量二级管两端，两端的波形如图3-4。

因为人声音的频率为85-1100HZ，所以当人发出声音时UC1应该等于0.74V，VT2会导通。

Q1

2N3904

Q2

2N3904

R1

4.7kΩ

R2

1MΩ

LED1LED2

C1

1µF

C2

100µF

R3

10kΩ

XFG1

VCC

3V

图3-3 仿真电路图

图3-4 二极管两端波形

4 设计原理及功能说明

静态时，使VT1处于临界饱和状态，VT2截止，LED1和LED2无电流流过皆不发光。R1给电容话筒MIC提供偏置电流（只要选取合适的R2、R3就能使无声波信号时，VT1处于临界饱和状态，使VT2处于截止状态）。

当有声波信号时，话筒捡取室环境中的声波信号后即转为相应的电信号，经电容C1送到VT1的基极，电信号的负半周使VT1退出饱和状态（正半周时不能使VT1 的ICＱ降低），进入放大状态，VT1的集电极电压上升（VT1、VT2组成两级直接耦合放大电路），VT2导通，LED1和LED2点亮发光。

当输入音频信号较弱时，不足以使VT1退出饱和状态，LED1和LED2仍保持熄灭状态，只有较强信号输入时，发光二极管才点亮发光，所以，LED1和LED2能随着环境声音（如音乐、说话）信号的强弱起伏而闪烁发光。

5 单元电路的设计（计算与说明）

5.1 主要1、2单元电路图

分别如下：

图5-1 单元1

图5-2 单元2

5.2 无声波信号时

单元1 :

R1＝4.7KΩ

给电容话筒MIC提供偏置电流，

ＩMIC＝UCC／R1＝0.64mA (5-1) R2=1MΩ

IBQ1＝（UCC－UBE)/R2=2.3*e-06mA (5-2) R3=10KΩ

使UCE1为0.2～0.4V

此时VT1处于临界饱和状态，不能放大电流。

单元2:

UC3=UCE1,不能使VT2导通，I BQ2几乎为零，VT2截止,灯不亮。

5.3 有声波信号时

单元1:

C1作用：耦合电容，隔直流，决定下限频率。