闪光声控电路详细方案

前言

当我们生活越来越现代化的时候，就意味着我们生活的便捷，那么声控闪光灯就应运而生了。

本次所做的课程设计就是一个声控闪光灯的电子产品，讲述了电路各部分的设计原理及所能实现的功能，它要求要对电源部分、谐振放大部分和触发器的熟悉，并能加以运用。

声控产品在市面上的产品已经非常多了，对于我们设计的这个电子产品也自知有许多的不足，但能首次设计自己的产品，并能在实现相同功能的基础上节约成本也是非常有意义的，还有助于提高自己的动手能力，丰富课余生活。

1.总体设计方案

1.1 声控闪光电路方案

图1 声控闪光灯电路工作原理

声控闪光灯由触发器电路和放大器电路两部分组成。触发器电路完成触发功能，即判断有无声音，有声则被截止，处于放大状态，灯随着声音的频率大小而闪烁；无声则被触发，放大器处于截止状态，灯灭。

2.单元模块设计

2.1电路方案

声音转换为电信号

声

音波形图

当有声时，VT1截止，那么VT2处于放大状态，使VL1、VL2亮，根据声音的频率而闪烁；当无声时，VT1处于临界饱和，电位低，则VT2截止，那么VL1、VL2灭。

2.2声音转换电路

电路图

电路主要由捡音器，晶体管放大器和发光二极管等构成。静态时，VT1处于临界饱和状态，使VT2截止，LED1和LED2皆不发光，R1给电容话筒MIC提供偏置电流，话筒捡取室内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的基极进

行放大，VT1、VT2组成两级直接耦合放大电路，只要选取合适的R2、R3使无声波信号。VT1处于临界饱和状态，而以使VT处于截止状态，两只LED中无电流流过而不发光，当MIC拾取声波信号后，就有音频信号注入VT1的基极，其信号的负半周使VT1退出饱和状态，VT1的集电极电压上升。VT2导通，LED1和LED2电亮发光，当输入音频信号较弱时，不足以使VT1退出饱和状态，LED1和LED2依然保持熄灭状态，只有较强信号输入时，以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.

2.3放大电路

放大电路又称放大器，是电子设备中的核心部分，其主要作用是对输入的信号进行放大，从而推动负载工作。所谓放大，实质就是将直流电源的能量转化为具有一定大小且随着输入信号变化而变化的输出信号，也可以讲放大器是一个能量转换器。放大电路分为共发射极放大电路、共基极放大电路和共集电集放大电路三种基本形式。

基本放大电路的组成

图1 共射极放大电路（双电源供电）

图2共射极放大电路（单电源供电）

共集电极放大电路

图1所示为双电源供电的共射极放大电路，V是一个NPN型三极管，作用是放大电流；U CC是输出回路的电源，作用是为输出信号提供能量；R C是集电极负载电阻，作用是把电流的变化转换成电压的变化；基极电源U BB和基极偏置电阻R B的作用是为了发射结提供正向偏置电压和合适的基极电流I B；C1、C2称为隔直电容，作用是隔直流、通交流信号。图2为单电压供电的共射极放大电路，只要R B远大于R C，单电源就可代替双电源的作用。

为了是三极管工作在放大状态，首先必须保证反射结为正向偏置，集电结为反向偏置；其次为了保证放大电路能尽可能不失真地放大交流信号，，必须在静态是，三极管的各极都要有一个合适的工作电源和电流，即给放大器设置一个合适的静态工作点。

2.4滤波电路

滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成，如在负载电阻

两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感组成而成的各种复式滤波电路。

由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容器C在电源供给的电压升高时，能把部分能量储存起来，而当电源电压降低时，就把能量释放出来，使负载电压比较平滑，即电容C具有平波的作用；与负载串联的电感L,当电源供给的电流增加（由电源电压增加引起）时，它把能量储存起来，而当电流减小时，又把能量释放出来，使负载电流比较平滑，即电感L也有平波作用。

滤波电路形式很多，为了掌握它的分析规律，把它分为电容输入式(电容器C接在最前面）和电感输入式（电感器L接在最前面）前一种滤波电路多用于小功率电源中，而后一种滤波电路多用于较大功率电源中（而且当电流很大时，仅用一电感器与负载串联）。

2.5 protel中常见元件封装形式

1.电阻

2.电容

3.电位器

4.二极管6.三极管7.场效应管8.整流桥9.单排多针插座10.双列直插元件11.串并口类

3. Protel绘制原理图和制版

3.1.Protel软件介绍

一、Protel 99 SE的系统组成

按照系统功能来划分，Protel99se主要包含以下俩大部分和6个功能模块。

1、电路工程设计部分

(1)电路原理设计部分（Advanced Schematic 99）：电路原理图设计部分包括电路图

编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlib编辑器）和各种文本编辑器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。

（2）印刷电路板设计系统（Advanced PCB 99）：印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称PCBLib编辑器）和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。

（3）自动布线系统（Advanced Route 99）：本系统包含一个基于形状（Shape-based）

的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB设计的自动化。

2、电路仿真与PLD部分

（1）电路模拟仿真系统（Advanced SIM 99）：电路模拟仿真系统包含一个数字/模拟信号仿真器，可提供连续的数字信号和模拟信号，以便对电路原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。

（2）可编程逻辑设计系统（Advanced PLD 99）：可编程逻辑设计系统包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器（Waveform）。本系统的主要功能是；对逻辑电路进行分析、综合；观察信号的波形。利用PLD系统可以最大限度的精简逻辑部件，使数字电路设计达到最简化。

（3）高级信号完整性分析系统（Advanced Integrity 99）：信号完整性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器，可用来分析PCB设计、检查电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。

二、Protel 99 SE的功能特性

1、开放式集成化的设计管理体系

2、超强功能的、修改与编辑功能

3、强大的设计自动化功能

3.2 protel原理图绘制

3.3 protelPCB图绘制

4.设计总结

经过1个月的课程设计，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有扎实的知识基础。

本产品能通过声音的频率来控制灯的闪烁。个人感觉其功能还算比较完善。

此次的设计并不奢望一定能成功，但一定要对已学的各种电子知识能有一定的运用能力，我做设计的目的是希望能检查下对所学知识的运用能力的好坏，并且开始慢慢走上创造的道路，这是非常可贵的一点。