声光控开关 课程设计指导书

电路分析与模拟电子技术课程设计
——声光控开关
课
程
设
计
指
导
书
目录
一、设计目的 (3)
二、设计指标 (3)
三、设计思路参考 (3)
四、元件清单 (6)
五、设计报告内容要求 (6)
六、评分标准 (6)
声光控开关
一、设计目的
1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟电路系统设计的基本方法、
设计步骤，进一步熟悉和掌握常用模拟电路元器件的应用。

2.学习使用仿真软件proteus对电路进行仿真。

3.学习使用protel绘制电路原理图及PCB板图。

4.学习模拟电路实物制作、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧。

5.培养细致、认真做实验的习惯。

6.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。

二、设计指标
在白天或光线较亮时，开关呈关闭状态，灯不亮，夜间或光线较暗时，开关呈预备工作状态。

当有声音或响动时，开关启动，灯亮。

可粗略设置灯亮延时时间大于10秒。

三、设计思路参考
电路原理框图如下：
声光控开关电路原理方框图
上图是该声控照明节电开关电路原理方框图，由话筒、声音放大、倍压整流、光敏、电子开关和延时电路六部分电路组成。

1.声音放大电路：当MIC获取到声音信号后，其会转换成电信号，考虑到后面步骤需此信号控制电子开关，所以必须加放大器放大该信号。

为了获得较高的灵敏度，VT1 的β值选用大于100。

话筒MIC也选用灵敏度高的。

R3不宜过小，否则电路容易产生间歇振荡。

部分电路如下所示：
2.整流电路：C2、VD1和VD2、C3构成倍压整流电路。

把声音信号变成直流控制电压。

此部分电路如图：
3.光敏电路：核心元件为光敏电阻，其通过对光线变化程度自动改变阻值从而改变电压信号的大小。

4.电子开关：当电压信号达到一定值时，电子开关打开。

当电压信号小于此值时，电子开关关闭。

其起到的主要作用是控制延时电路中的电容充放电。

此部分电路如图：
5.延时电路：由于需要的灯泡持续点亮时间并不是很长，大概10秒左右，所以考虑用一个电容控制开关的状态即可。

当夜晚无光时，电子开关打开时，C4连通，即开始充电。

当电子开关关闭后，C4开始放电。

图中C5为抗干扰电容，用于消除灯泡发光抖动现象。

总体电路图与工作原理
根据设计思路与大概电路的总结，得出总电路图，如下：
声光控照明节电开关电路原理图
工作原理：
当此电路周围有声音信号时，MIC将声音信号接收后经VT1放大，再经整流电路转变为电压信号。

当有光照照在光敏电阻RGM上时，其阻值变小，对直流控制电压衰减很大，导致VT2、VT3和R7、VD3组成的电子开关截止。

而C4中无电荷，使单向可控硅MCR处于截止状态，灯泡不亮。

（1）有声音有光时，灯泡不亮。

同理：当有声音信号传入而又无光照射在光敏电阻RGM 时，RGM阻值很大，对直流控制电压衰减很小。

VT2、VT3和R7、VD3组成的电子开关导通，使C4充电。

由于充满电时间很迅速，C4充满电荷后通过R8 把直流触发电压加到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。

当C4中电荷放至零时，MCR回复截止状态，灯熄灭。

（2）有声音无光时，灯泡亮。

当灯泡点亮过程中有新的声源出现时，C4会重新充电后重新放电，即重新计算点亮时
间。

如果需要改变灯亮时长，只需更改C4或者R8的参数即可。

四、元件清单
五、设计报告内容要求
1.设计目的。

2.设计指标。

3.总电路图设计，有原理说明。

附上PCB图。

4.实验仪器、工具。

5.元器件清单。

6.总结：遇到的问题和解决办法、体会、意见、建议等。

六、评分标准
基础功能部分含实验报告，占９０分；
拓展功能部分含实验报告，另占１０分。