LED灯课程设计(两篇)

目录

前言 0

工程概况 0

正文 0

1.设计的目的 0

2.设计的要求 0

3.声控电平指示器的主要模块 0

4.工作原理 (1)

4.1电源电路 (1)

4.2音频放大电路 (1)

4.3分频电路 (2)

4.4驱动电路 (3)

5.元器件介绍与检测 (3)

5.1 电阻 (3)

5.1.1 电阻色环的判断 (3)

5.2三极管引脚的判别 (4)

5.2.1 基极的判别 (4)

5.2.2集电极和发射极的判别 (5)

5.3三极管的主要参数： (5)

5.3.1 9013三极管主要参数： (5)

5.3.2 9012三极管主要参数： (5)

6.元件清单 (6)

7.电路板安装要求和注意事项 (7)

8.焊接好后的成品 (7)

9.调试注意事项 (8)

10.此次课设中出现的问题 (8)

参考文献： (9)

课程总结 (10)

附图 (10)

前言

本次课程设计的主要方面是SAL-30声控电平指示器的功能、设计、以及应用。在SAL-30声控电平指示器中，会有三种不同的频段，每频段的灵敏度各不相同。根据不同的电压大小，使得每个频段的LED灯亮个数的不同。而且当一次震动之后，在很小的一段时间内，这些亮的指示灯会亮一段时间，过了这段时间，灯就会自动熄灭。根据电容量大小的不同可以把SAL-30声控电平指示器有三段不同的频段，分别是低频率段为红色、中频率段为绿色、高频率段为蓝色。（此间的高频率、中频率和低频率是相对而言的）

工程概况

正文

1.设计的目的

（1）掌握SAL-30声控电平指示器的组成及工作原理；

（2）掌握基本的电气元器件的知识，解决课设当中的问题；

（3）熟悉集成电路及有关电子元器件的使用。

2.设计的要求

根据SAL-30声控电平指示器的相关原理图和要求，进行硬件的搭建与焊接；设计一台根据声音的响度的大小以及依据声音振幅、强度的大小来控制LED指示灯亮的个数的多少以及强弱。

3.声控电平指示器的主要模块

4.工作原理

SAL-30声控电平指示器主要由电源电路、音频放大电路、分频电路及LED驱动电路四大部分构成。

4.1电源电路

电源电压输入9V--15V，D1可防止电源极性接反而损坏三端稳压，C4滤波后由L7806三端稳压为整个电路提供稳定的6V电压。7806三端稳压管是一种半导体器件，它可以直到临界反向击穿电压前都具有很高的电阻。稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内，端电压器件两端电压差或者器件某端相对地的电压几乎不变，这样就会出现稳压特性。

4.2音频放大电路

（1）驻极体话筒MK1将拾取的声音转换成电信号。驻极体话筒的工作原理可以用下图来表示：

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（被称为背电极）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，电压变化就会产生电流，从而输出电信号。当外界的声波传来时，声波会引起驻极体薄膜振动而产生位移；产生位移就会改变驻极体薄膜和金属电极之间的距离，距离改变就会改变电容容量，（Q =CU）但是又由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，电压变化就会输出电信号。

（2）晶体三极管Q1，Q2组成的多级音频放大器。阻容元件C1和Q1组成了阻容耦合放大电路（耦合指的是第一级电路到第二级电路的传递过程），担任前置音频电压放大电路。驻极体话筒接收到声波信号后，输出相应的微弱电信号。该信号经电容器C1耦合到Q1的基极进行放大，放大后的信号由集电极输出，再经过C2耦合到Q2进行二级放大。（各级的静态工作点相互独立，而且只要耦合电容C1，C2，C3足够大，放大器的交流信号损失就小，保证了较高的放大倍数。）在低频信号的传递和放大过程中，为防止前后两级电路的静态工作点相互影响，采用电容耦合来防止信号中低频分量损失过大。而C3起滤波作用，使之输出稳定的交流电压，输出的电压大小在0-2.5V之间。电流放大后经过滑动变阻器，其中滑动变阻器通过改变自身电阻的大小来调节电流的大小，从而调节Q2信号的大小，从而调节整个电路的灵敏度。按电源滤波的要求，7806的输入、输出端都应该接大电容，一般是几百uF级别，两端选择的电容都是220uF的，因为7806的自激是低频的，大电容已经可以达到稳定电压的目的。

4.3分频电路

分频电路分频电容分别选择的是：C11，4.7uF，低频；C10，10000pf，中频；C6，2200pf，低频。由于不同大小的电容有不同的频率特性，就可以用不同的电容选择不同频段的信号。电容的选取有一定的参考，一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量

级。因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容。

分频电路采用三段完全独立的LED指示，共分为红、绿、蓝三种。所以加入三个分频电路，其中红色的是低频的，大概在50-400HZ之间；绿色的是中频的，大概在50-800HZ之间；蓝色的是高频的，大概在1000HZ以上。

（ls是等效串联电感，C是电容的容量大小，f是频率）。根据这个公

f=

式可知，电容的频率大小和其容量成反比，也就是说电容量大的电容对高频率不是很敏感，而低容量的电容对低频率不敏感，对高频率敏感。所以，根据电容的大小可以得到不同频率的交流电压信号。用以指示不同频段声音的电平，VR2、VR3、VR4分别调节各段LED指示的灵敏度，利用C6、C10和C11的容量不同，可以分出三个不同频段的声音信号，再经后面二级三极管的进一步分频及放大，在Q4、Q5、Q18集电极上得到三个不同频段且随外界声音大小变化而电化的电压（即外界声音越大，此电压越高）。

电源滤波电容的大小，第一级用4.7uF,用于滤低频，第二级用0.1uF，用于滤高频，4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰，0.1uF的电容是减小由于负载电流瞬时变化引起的高频干扰。

4.4驱动电路

每一频段有9只1N4148二极管，每个频段的每只二极管都是相互串联的，串联分压，在一定范围内，最前面的LED指示灯是最亮的，最后面的LED指示灯之最暗的，因为分到的电压小。1N4148二极管导通后有0.4-0.5v的导通压降，在最后面的LED二极管电压可能会很低，亮度没有前面LED指示灯亮。因为电压不够，没有达到其额定电压。

5.元器件介绍与检测

5.1 电阻

电阻是阻碍电流流过的物理量。因为物质对电流产生的阻碍作用，所以称其该作用下的电阻物质。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。没有电阻或电阻很小的物质称其为电导体，简称导体。不能形成电流传输的物质称为电绝缘导体，简称绝缘体。

5.1.1 电阻色环的判断