模拟电子蜡烛电路分析资料

模拟电子蜡烛电路分析

一、电路功能概述

模拟电子蜡烛具有“火柴点火，风吹火熄”的仿真性，设计原形来源于现实生活情节：蜡烛的使用，电路改造后可以用于生日晚会。

二、电路原理图

三、原理图工作原理

1、温度传感器（热敏电阻）

热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。

本产品采用了负温度系数热敏电阻器（NTC），常温下的电阻值大概100K。检测时，用万用表欧姆档（一般为R×10K挡）直接测试，实际测试的值80K到100K之间，当用打火机点燃后，电阻值急速下降到10K以下。

2、驻极体话筒

驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。

将模拟式万用表拨至R×100档，两表笔分别接话筒两电极（注意不能错接到话筒的接地极），待万用表显示一定读数后，用嘴对准话筒轻轻吹气（吹气速度慢而均匀），边吹气边观察表针的摆动幅度。吹气瞬间表针摆动幅度越大，话筒灵敏度就越高，送话、录音效果就越好。若摆动幅度不大（微动）或根本不摆动，说明此话筒性能差，不宜应用。

3、双D触发器4013

CD4013是一双D触发器,由两个相同的、相互独立的数据型触发器构成。每个触发器有独立的数据、置位、复位、时钟输入和Q及Q输出，此器件可用作移位寄存器，且通过将Q输出连接到数据输入，可用作计算器和触发器。在时钟上升沿触发时，加在D输入端的逻辑电平传送到Q输出端。置位和复位与时钟无关，而分别由置位或复位线上的高电平完成。

真值表功能:

4、工作原理

本电路利用双D触发器4013中的一个D触发器，接成R-S 触发器形式。接通电源后，R4，C3组成的微分电路产生一个高电平微分脉冲加到U1的1RD端，强制电路复位，1Q端输出低电平，送到三极管VT4的基极，也为低电平，VT4截止，发光二极管LED1不发光。

当用打火机烧热敏电阻RT1后（烧的时间不能太长，否则容易烧坏热敏电阻），RT1的阻值突然变小，呈现低电阻状态，三极管VT1导通，产生的高电平脉冲送到4013的1SD端，使1Q端翻转变为高电平，送到三极管VT4的基极，也为高电平，VT4导通，发光二极管D1发光，这一过程相当于用火柴点亮蜡烛，此时即使打火机离开热敏电阻RT1后，也不会使电路状态发生改变，发光二极管LED1维持发光。

当用嘴吹驻极体话筒M1时，驻极体话筒M1输出的音频信号经过C2送到VT2的基极，触发VT2导通。因R3的阻值比较大，故VT2的集电极电位降得很低，PNP型三极管VT3的基极电位也就很低，从而VT3导通，高电平脉冲送到触发器1RD端。触发器复位，1Q端由高电平变为低电平，VT4截止，发光二极管D1熄灭，实现“风吹火熄”的仿真效果。

四、组装及调试技巧

按照温度感应电路、声控感应电路、RS触发电路、LED显示电路的顺序安装,安装过程中可以参考下面的PCB布局图：

制作完成后，接上5V直流电压，用打火机打火烧热敏电路，LED灯亮，过1分钟后，用嘴吹话筒，LED灯灭，如下图所示：

模拟电子蜡烛底面走线图

如果制作没有成功，请从下面几个方面进行检修与调试：

1、观察法：检查每个元件是否安装正确，特别是双D触发器4013，驻极体话筒等是否安装正确，三极管901

2、9013的三个引脚E、B、C是否正确等，发光二极管的正负极性是否正确。

2、电阻法：根据原理图检查线路是否正常连通，可用万用表检测每条线路是否导通。电子初学者，焊接的线路多有虚焊、漏焊、假焊等情况，电路搭建错误，所以首先检查每条线路是否焊接好，也就是电气性能是否保证。

3、电阻法：检测每处GND是否和电源负极接头是否连通；检测每处VCC是否和电源接头是否连通。

4、电压法：测试三极管V1的基极电压，然后用打火机烧一下，看看电压是否由高到低变化。如果一直电压没有变化，三极管的损坏的可能性比较大。

5、电压法：测试驻极体话筒的正极的电压，用嘴吹驻极体话筒时，电压会下降1V左右。如果电压没有变化，驻极体话筒的正负极性接反的可能性较大。

6、电压法：测试三极管V2的基极电压，用嘴吹驻极体话筒时，电压会发生改变，产生负电压。如果一直电压没有变化，三极管的损坏的可能性比较大。

7、电压法：测试三极管V3的基极电压，用嘴吹驻极体话筒时，电压会发生零点几的下降。如果一直电压没有变化，三极管的损坏的可能性比较大。

8、电压法：测试三极管V3的集电极电压，用嘴吹驻极体话筒时，会产生一个高电平脉冲。如果没有高电平脉冲，可以检测本电路的电源部分是否接好。

9、电压法：测试4013的6脚电压，当用打火机烧一下时，会产生一个高电平脉冲，1脚会输出高电平。

10、电压法：等4013的6脚电压下降到低电平时，再测试4013的4脚电压，当嘴吹驻极体话筒时，会产生一个高电平脉冲。1脚会输出低电平（由高变低）。

经过以上步骤的检查、检测后，基本上可以排除故障，可以实现“火柴点火，风吹火熄”的仿真性。