畢業(yè)設(shè)計(jì)---聲控音樂彩燈控制器的設(shè)計(jì)與制作

1、<p>　　聲控音樂彩燈控制器的設(shè)計(jì)與制作</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　當(dāng)您在欣賞音樂時(shí)，若能伴隨著樂曲的旋律，彩燈同步閃爍變換，不僅能增添歡樂的氣氛，是一種美的享受。電路簡單，成本低，尤其是適合家庭或工作單位節(jié)日歡聚之用，增加節(jié)日的歡快氣氛。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)運(yùn)用聲控電路的原理，聲控

2、電路是指以擊掌聲,口哨聲,敲擊物體聲以及走步聲等聲響來控制電路開、關(guān)的電路。本設(shè)計(jì)給出了聲控音樂彩燈控制器的方案設(shè)計(jì)，還對(duì)元器件的構(gòu)成及功能進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析，運(yùn)用protel軟件，繪制了電路圖，并完成了PCB設(shè)計(jì)。最終通過電路板的焊接與調(diào)試后制作出來了實(shí)物。</p><p>　　關(guān)鍵詞：聲控電路，音樂彩燈，控制器</p><p>　　Sonic music lights control

3、ler design and production</p><p>　　Author: Adilai </p><p>　　Tutor: Tang hailing</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　When you enjoy music, if can with

4、music melody, flashing lights synchronization, not only can add joy change the atmosphere, it is a kind of beautiful enjoyment. Circuit is simple, low cost, especially suitable for home or work together with, the unit fe

5、stival holiday lively atmosphere increase. </p><p>　　The design principle of using sonic circuits, sonic circuits refers to strike applause, whistles, percussive sound and sound to stop such objects noise co

6、ntrol circuit opening or closing the circuit. This design gives music lights controller scheme sonic design, but also the composition and function of components for a more detailed analysis, use of protel software, mappe

7、d the circuit diagram, and finished PCB design. Eventually the welding and debugging by circuit after produced real. </p><p>　　Key words: Sonic circuits, music lights, controller </p><p><b&g

8、t;　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　2 聲控音樂彩燈控制器控制器的方案設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1聲控電路的原理2</p><p>　　2.2聲控音樂彩燈控制器的電路設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.2.1

9、設(shè)計(jì)思路2</p><p>　　2.2.2電路設(shè)計(jì)3</p><p>　　3 元器件構(gòu)成及功能分析4</p><p>　　3.1單向可控硅4</p><p>　　3.1.1晶閘管(SCR)4</p><p>　　3.1.2 普通晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理4</p><p><b

10、>　　3.2 光耦6</b></p><p>　　3.2.1光耦定義和工作原理6</p><p>　　3.2.2光耦的結(jié)構(gòu)與種類8</p><p>　　3.3半導(dǎo)體二極管10</p><p>　　3.3.1二極管的定義和分類10</p><p>　　3.3.2整流二極管10</p&g

11、t;<p>　　3.3.3開關(guān)二極管11</p><p><b>　　3.4揚(yáng)聲器12</b></p><p>　　3.4.1揚(yáng)聲器定義和分類12</p><p>　　3.4.2揚(yáng)聲器的工作原理12</p><p>　　4 制作PCB板及電路板14</p><p>　　4

12、.1制作PCB板14</p><p>　　4.2制作電路板15</p><p>　　5 電路板的焊接與調(diào)試16</p><p>　　5.1元器件焊接16</p><p>　　5.2電路調(diào)試17</p><p><b>　　結(jié) 論19</b></p><p>&

13、lt;b>　　致 謝20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　附 錄22</b></p><p>　　附錄A 聲控音樂彩燈控制器電路原理圖22</p><p>　　附錄B 聲控音樂彩燈控制器電路PCB板圖23<

14、/p><p>　　附錄C 原器件清單表24</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　近年來，隨著人們生活水平的較大提高，人們對(duì)于物質(zhì)生活的要求也在逐漸提高，不光是對(duì)各種各樣的生活電器的需要，也開始在環(huán)境的幽雅方面有了更高的要求。比如日光燈已經(jīng)不能滿足于我們的需要，彩燈的運(yùn)用已經(jīng)遍布于人們的生活中，從歌舞廳到卡拉OK包

15、房，從節(jié)日的祝賀到日常生活中的點(diǎn)綴。這些不緊說明了我們對(duì)生活的要求有了質(zhì)的飛躍，也說明科技在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用中有了較大的發(fā)展。</p><p>　　聲控以音樂彩燈能使彩燈隨著音樂節(jié)奏的起伏有規(guī)律地閃爍，起到美化環(huán)境，烘托氣氛的作用。它可用來裝飾各種室內(nèi)廳堂，如新房，舞廳，展覽室，餐廳、文藝場(chǎng)及廣告等。五彩繽紛的燈光，隨著音樂或其它聲響而有節(jié)奏地跳動(dòng)，尤其在婚禮等喜慶場(chǎng)面更能增添歡樂的氣氛。聲控音樂彩燈控制器中的聲控器還可

16、以進(jìn)行各種燈光的控制， 可任意擴(kuò)大燈泡數(shù)，也可用于舞臺(tái)燈光控制等。該控制器可用于音樂彩燈. 音樂噴泉.電風(fēng)扇模擬自然風(fēng)等方面的控制. 其工作方式可分為內(nèi). 外部音源控制. 外部音源是自然環(huán)境中的音樂或人們的聲音對(duì)電路進(jìn)行控制, 內(nèi)部音源則由本身的音樂集成電路產(chǎn)生并對(duì)電路進(jìn)行控制. 該控制器使用非常方便. 而且十分有趣。</p><p>　　2 聲控音樂彩燈控制器控制器的方案設(shè)計(jì)</p><p

17、>　　2.1聲控電路的原理</p><p>　　聲控電路是指以擊掌聲,口哨聲,敲擊物體聲以及走步聲等聲響來控制電路開、關(guān)的電路。</p><p>　　它的特點(diǎn)是不需要設(shè)專門的控制發(fā)送設(shè)備，因此使用靈活,方便,結(jié)構(gòu)簡單、成本低。聲控電路的接收部分由聲電轉(zhuǎn)換、電壓放大,開關(guān)控制,執(zhí)行電路和電源供給五部分組成。下面對(duì)各部分進(jìn)行介紹。</p><p><b>

18、;　　1、聲電轉(zhuǎn)換</b></p><p>　　聲音信號(hào)不能直接使電路開或關(guān)，必須把信號(hào)通過轉(zhuǎn)換元件變?yōu)殡娦盘?hào)，并加以放大，才能控制電路的開或關(guān)，常用的聲電轉(zhuǎn)換元件有：壓電陶瓷片（壓電峰嗚器），駐極體話筒（駐極體電容傳聲器）和永磁揚(yáng)聲器。</p><p><b>　　2、電壓放大</b></p><p>　　聲—電轉(zhuǎn)換元件把接收到的

19、聲信號(hào)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，但這時(shí)的電壓信號(hào)及其微弱，不能用開關(guān)的控制，必須加以放大。常用的放大形式有；復(fù)合體管式，晶體管直接耦合式和集成電路式等。</p><p><b>　　3、開關(guān)控制</b></p><p>　　開關(guān)控制部分的作用是：當(dāng)接收到控制信號(hào)后能使電路開啟或關(guān)閉，在信號(hào)消失后能保持這種開或關(guān)的控制狀態(tài)這種不變，即所謂的記憶功能。具體這種功能的電路稱為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

20、電路。有晶體管雙穩(wěn)態(tài)電路和集成雙穩(wěn)態(tài)電路。</p><p><b>　　4、執(zhí)行電路</b></p><p>　　執(zhí)行電路一般有兩種：一種是由晶體管開關(guān)電路驅(qū)動(dòng)繼電器通過繼電器的觸點(diǎn)去接通或斷開電源電路；另一種是由晶體管開關(guān)電路產(chǎn)生的脈沖，觸發(fā)可控硅的導(dǎo)通或截止。</p><p>　　2.2聲控音樂彩燈控制器的電路設(shè)計(jì)</p>&

21、lt;p><b>　　2.2.1設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的思路，見圖2.2.1所示。</p><p>　　2.2.1設(shè)計(jì)思路框圖</p><p>　　信號(hào)生成及放大電路由話筒擔(dān)任著聲電換能器，電壓放大電路是由三極管，光耦，可控硅組成，彩燈控制電路主要由單項(xiàng)晶閘管SCR組成?？刂齐娐窞椴薀綦娐诽峁└叩涂刂齐娖?，使彩燈逐

22、亮逐滅。</p><p>　　2.2.2電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的聲控音樂彩燈控制器的原理，如圖2.2.2所示。</p><p>　　圖2.2.2聲控音樂彩燈控制器電路圖</p><p>　　聲控音樂彩燈控制器的電路如圖2.2.2，R1，VD,VS和C1組成穩(wěn)壓源。220V交流電經(jīng)R1限流、VD整流、VS穩(wěn)壓和C1濾波后輸出約

23、15V穩(wěn)定的電壓供SCR的控制回路用。R4和R5給三極管提供偏置電路，R4為上偏置電阻，提供基極偏置 IBQ，R5為下偏置電阻，對(duì)流經(jīng)R4的電流起分流作用，使其三極管為導(dǎo)通狀態(tài)。話筒B拾起室內(nèi)環(huán)境的聲波信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)C2隔直流通交流，經(jīng)三極管VT級(jí)放大使光耦導(dǎo)通狀態(tài)最后可控硅導(dǎo)通進(jìn)入放大狀態(tài)使燈光亮。故彩燈能隨話筒B輸出電信號(hào)即聲波場(chǎng)強(qiáng)變化而閃爍，調(diào)節(jié)W可改變控制器的聲控靈敏度。</p><p>

24、;　　3 元器件構(gòu)成及功能分析</p><p><b>　　3.1單向可控硅</b></p><p>　　3.1.1晶閘管(SCR)</p><p>　　晶閘管是半導(dǎo)體閘流管的簡稱，又名可控硅整流元件(SCR)。它既有單向?qū)щ姷恼髯饔?，又有可控的開關(guān)作用，是一種新型的可控整流元件。在性能上，晶閘管不僅具有單向?qū)щ娦?，而且還具有比硅整流元件更

25、為可貴的可控性，它只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種狀態(tài)。</p><p>　　晶閘管的優(yōu)點(diǎn)很多,例如：以小功率控制大功率,功率放大倍數(shù)高達(dá)幾十萬倍；反應(yīng)極快,在微秒級(jí)內(nèi)開通、關(guān)斷；無觸點(diǎn)運(yùn)行,無火花、無噪聲；效率高,成本低等。因此,特別是在大功率UPS供電系統(tǒng)中，晶閘管在整流電路、靜態(tài)旁路開關(guān)、無觸點(diǎn)輸出開關(guān)等電路中得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　晶閘管的弱點(diǎn):靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的過載能力較差,容易受干擾

26、而誤導(dǎo)通。</p><p>　　3.1.2 普通晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p><b>　　1、結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　晶閘管是PNPN四層三端器件,共有三個(gè)PN結(jié)。分析原理時(shí),可以把它看作是由一個(gè)PNP管和一個(gè)NPN管所組成,其等效圖解如圖3.1(a)所示,圖3.1(b)為晶閘管的電路符號(hào)。</p><

27、p>　　圖3.1 晶閘管等效圖解圖</p><p>　　2、晶閘管的工作條件</p><p>　　由于可控硅只有導(dǎo)通和關(guān)斷兩種工作狀態(tài)，所以它具有開關(guān)特性，這種特性需要一定的條件才能轉(zhuǎn)化，此條件見表3.1。</p><p>　　表3.1 晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷條件</p><p>　　(1)晶閘管承受反向陽極電壓時(shí),無論門極承受何種電壓,晶

28、閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)。</p><p>　　(2)晶閘管承受正向陽極電壓時(shí),僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才導(dǎo)通。</p><p>　　(3)晶閘管在導(dǎo)通情況下,只要有一定的正向陽極電壓,無論門極電壓如何,晶閘管保持導(dǎo)通,即晶閘管導(dǎo)通后,門極失去作用。</p><p>　　(4)晶閘管在導(dǎo)通情況下,當(dāng)主回路電壓（或電流）減小到接近于零時(shí),晶閘管關(guān)斷。</p&

29、gt;<p>　　4、晶閘管的工作過程</p><p>　　晶閘管是四層三端器件，它有J1、J2、J3三個(gè)PN結(jié)，可以把它中間的NP分成兩部分，構(gòu)成一個(gè)PNP型三極管和一個(gè)NPN型三極管的復(fù)合管。</p><p>　　當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓時(shí)，為使晶閘管導(dǎo)通，必須使承受反向電壓的PN結(jié)J2失去阻擋作用。每個(gè)晶體管的集電極電流同時(shí)就是另一個(gè)晶體管的基極電流。因此是兩個(gè)互相復(fù)合

30、的晶體管電路，當(dāng)有足夠的門極電流流入時(shí)，就會(huì)形成強(qiáng)烈的正反饋，造成兩晶體管飽和導(dǎo)通。</p><p>　　設(shè)PNP管和NPN管的集電極電流分別為和,發(fā)射極電流相應(yīng)為和,電流放大系數(shù)相應(yīng)為和，設(shè)流過J2結(jié)的反相漏電流為，晶閘管的陽極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和： </p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　若門

31、極電流為，則晶閘管陰極電流為：。</p><p>　　因此，可以得出晶閘管陽極電流為：</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　硅PNP管和硅NPN管相應(yīng)的電流放大系數(shù)和隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化。當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓，而門極未接受電壓的情況下，由式(3.2)中，很小，故晶閘管的陽極電流，晶閘管處于正向阻斷狀

32、態(tài)；當(dāng)晶閘管在正向門極電壓下，從門極G流入電流，由于足夠大的流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)，從而提高放大系數(shù)，產(chǎn)生足夠大的集電極電流流過PNP管的發(fā)射結(jié)，并提高了PNP管的電流放大系數(shù)，產(chǎn)生更大的集電極電流流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)，這樣強(qiáng)烈的正反饋過程迅速進(jìn)行。</p><p>　　當(dāng)和隨發(fā)射極電流增加而使得時(shí)，由式(3.2)中的分母，因此提高了晶閘管的陽極電流。這時(shí)，流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定，晶閘管已

33、處于正向?qū)顟B(tài)。晶閘管導(dǎo)通后，由式(3.2)中,即使此時(shí)門極電流,晶閘管仍能保持原來的陽極電流而繼續(xù)導(dǎo)通，門極已失去作用。在晶閘管導(dǎo)通后，如果不斷地減小電源電壓或增大回路電阻，使陽極電流減小到維持電流以下時(shí)，由于和迅速下降,晶閘管恢復(fù)到阻斷狀態(tài)。</p><p><b>　　3.2 光耦</b></p><p>　　3.2.1光耦定義和工作原理</p>

34、<p>　　光耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦里面就是一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管或者光敏二極管組成。光耦合器以光為媒介傳輸電信號(hào)。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光

35、探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。光耦合器的主要

36、優(yōu)點(diǎn)是：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無觸點(diǎn)，使用壽命長，傳 輸效率高。光</p><p>　　以六腳光耦MOC3023為例，說明其原理。</p><p><b>　　MOC3023 </b></p><p>　　圖3.2.1 MOC3023</p>&l

37、t;p>　　圖3.2.2光控晶閘管符號(hào)</p><p>　　一個(gè)光控晶閘管（photo-thyristor）耦合（couple to）一個(gè)砷化鎵（gallium arsenide）紅外發(fā)光二極管（diode）組成。左邊1和2腳是發(fā)光二極管，當(dāng)外加電壓后，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，以此 來觸發(fā)光控晶閘管。光控晶閘管的特點(diǎn)是門極區(qū)集成了一個(gè)光電二極管，觸發(fā)信號(hào)源與主回路絕緣，它的關(guān)鍵是觸發(fā)

38、靈敏度要高。光控晶閘管控制極的觸發(fā)電流由器 件中光生載流子提。光控晶閘管陽極和陰極間加正壓，門極區(qū)若用一定波長的光照射，則光控晶閘管由斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)。為提高光控晶閘管觸發(fā)靈敏度，門極區(qū)常采用 放大門極結(jié)構(gòu)或雙重放大門極結(jié)構(gòu)。為滿足高的重加電壓上升率，常采用陰極發(fā)射極短路結(jié)構(gòu)。小功率光控晶閘管常應(yīng)用于電隔離，為較大的晶閘管提供控制極觸 發(fā)；也可用于繼電器、自動(dòng)控制等方面。大功率光控晶閘管主要用于高壓直流輸電。 當(dāng)1和2腳加上5V以上電源后，

39、就能使發(fā)光管發(fā)光，驅(qū)動(dòng)光控晶閘管進(jìn)入通態(tài)，此時(shí)，5和4腳構(gòu)成一個(gè)電阻，阻值大約為10K。當(dāng)1和2不加電壓時(shí)，則4和5可以看成一個(gè)無窮大的電阻。</p><p>　　3.2.2光耦的結(jié)構(gòu)與種類</p><p>　　光電偶合器件（簡稱光耦）是把發(fā)光器件（如發(fā)光二極體）和光敏器件（如光敏三極管）組裝在一起，通過光線實(shí)現(xiàn)耦合構(gòu)成電—光和光—電的轉(zhuǎn)換器件。光電耦合器分為很多種類，圖3.2.3所示為常

40、用的三極管型光電耦合器原理圖。838電子 Wak838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件Wak838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)當(dāng)電信號(hào)送入光電耦合器的輸入端時(shí)，發(fā)光二極體通過電流而發(fā)光，光敏元件受到光照后產(chǎn)生電流，CE導(dǎo)通；當(dāng)輸入端無信號(hào)，發(fā)光二極體不亮，光敏三極管截止，CE不通。對(duì)于數(shù)位量，當(dāng)輸入為低電平“0

41、”時(shí)，光敏三極管截止，輸出為高電平“1”；當(dāng)輸入為高電平“1”時(shí)，光敏三極管飽和導(dǎo)通，輸出為低電平“0”。若基極有引出線則可滿足溫度補(bǔ)償、檢測(cè)調(diào)制要求。這種光耦合器性能較好，價(jià)格便宜，因而應(yīng)用廣泛。Wak838電子-技術(shù)資料-電子元件-電路圖-技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)站-基本知識(shí)-原理-維修-作用-參數(shù)-電子元器件符號(hào)。</p><p>　　圖3.2.3 最常用的光電耦合器之內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 三極管接收型  4腳封裝<

42、;/p><p>　　圖3.2.4光電耦合器之內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 三極管接收型  6腳封裝</p><p>　　圖3.2.5光電耦合器之內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 可控硅接收型  6腳封裝</p><p>　　圖3.2.7 光電耦合器之內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 雙二極管接收型  6腳封裝</p><p><b>　　3.3半導(dǎo)體二極管</b

43、></p><p>　　3.3.1二極管的定義和分類</p><p>　　二極管的英文名稱是Diode，它也是電路中應(yīng)州最廣泛的元器件之。，其核心是一個(gè)PN結(jié)。它介兩個(gè)端子．正端A也稱為陽極、正極．負(fù)端K也稱為陰極、負(fù)極，電流只能從陽極向陰極流動(dòng)。它是由硅、鍺或嫁等半導(dǎo)體材料經(jīng)過摻雜做成的，具有單間導(dǎo)電性，H而也稱為半導(dǎo)體二極管。</p><p>　　晶體二極

44、管按其組成的材料分可為:鍺二極管、硅二極管、砷化嫁二極管 (發(fā)光二極管)。而按用途分可為:整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管、發(fā)光二極管、檢波二極管、變?nèi)荻O管等。</p><p>　　3.3.2整流二極管</p><p>　　一種將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿陌雽?dǎo)體器件。通常它包含一個(gè)PN結(jié)，有陽極和陰極兩個(gè)端子。P區(qū)的載流子是空穴,N區(qū)的載流子是電子，在P區(qū)和N區(qū)間形成一定的位壘。外加使P

45、區(qū)相對(duì)N區(qū)為正的電壓時(shí)，位壘降低，位壘兩側(cè)附近產(chǎn)生儲(chǔ)存載流子，能通過大電流，具有低的電壓降（典型值為0.7V）,稱為正向?qū)顟B(tài)。若加相反的電壓,使位壘增加，可承受高的反向電壓，流過很小的反向電流（稱反向漏電流），稱為反向阻斷狀態(tài)。整流二極管可用半導(dǎo)體鍺或硅等材料制造。硅整流二極管的擊穿電壓高，反向漏電流小，高溫性能良好。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造(摻雜較多時(shí)容易反向擊穿）。這種器件的結(jié)面積較大，能通過較大電流（可達(dá)上千

46、安），但工作頻率不高，一般在幾十千赫以下。整流二極管主要用于各種低頻半波整流電路，如需達(dá)到全波整流需連成整流橋使用。 　　選用整流二極管時(shí)，主要應(yīng)考慮其反向峰值電壓、最大整流電流、最大反向工作電流、截止頻率及反向恢復(fù)時(shí)間等參數(shù)。</p><p>　　圖3.3.1整流二極管</p><p>　　3.3.3開關(guān)二極管</p><p>　　開關(guān)二極管是半導(dǎo)體二極管的一種

47、，是為在電路上進(jìn)行"開","關(guān)"而特殊設(shè)計(jì)制造的一類二極管。它由導(dǎo)通變?yōu)榻刂够蛴山刂棺優(yōu)閷?dǎo)通所需的時(shí)間比一般二極管短，常見的有2AK,2DK等系列，主要用于電子計(jì)算機(jī),脈沖和開關(guān)電路中。</p><p>　　半導(dǎo)體二極管導(dǎo)通時(shí)相當(dāng)于開關(guān)閉合（電路接通），截止時(shí)相當(dāng)于開關(guān)打開（電路切斷），所以二極管可作開關(guān)用，常用型號(hào)為1N4148。由于半導(dǎo)體二極管具有單向?qū)щ姷奶匦?，在正?/p>

48、壓下PN結(jié)導(dǎo)通，在導(dǎo)通狀態(tài)下的電阻很小，約為幾十至幾百歐；在反向偏壓下，則呈截止?fàn)顟B(tài)，其電阻很大，一般硅二極管在10ΜΩ以上，鍺管也有幾十千歐至幾百千歐。利用這一特性，二極管將在電路中起到控制電流接通或關(guān)斷的作用，成為一個(gè)理想的電子開關(guān)。</p><p>　　圖3.3.2 1N4148開關(guān)二極管</p><p><b>　　3.4揚(yáng)聲器</b></p>

49、<p>　　3.4.1揚(yáng)聲器定義和分類</p><p><b>　　1、定義</b></p><p>　　揚(yáng)聲器是“能將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)并輻射到空氣中去的電聲換能器“揚(yáng)聲器”一詞是由“Speaker”，“Loudspeaker”而來。揚(yáng)聲器俗稱喇叭。是一種十分常用的電聲器件，在出聲音的電子電器中都能見到它。揚(yáng)聲器在電子元器件是一個(gè)最薄弱的器件，而對(duì)于音響效

50、果而言，它又是個(gè)最重要的器件</p><p><b>　　2、揚(yáng)聲器的分類</b></p><p>　　按能量方式分類：電動(dòng)（動(dòng)圈）揚(yáng)聲器、電磁揚(yáng)聲器、靜電（電容）揚(yáng)聲器、壓電晶體）揚(yáng)聲器、放電（離子）揚(yáng)聲器。</p><p>　　按輻射方式分類：紙盆（直接輻射式）揚(yáng)聲器、號(hào)筒（間接輻射式）揚(yáng)聲器。</p><p>　　

51、按振膜形式分類：紙盆揚(yáng)聲器、球頂形揚(yáng)聲器、帶式揚(yáng)聲器、平板驅(qū)動(dòng)式揚(yáng)聲器。</p><p>　　按組成方式分類：單紙盆揚(yáng)聲器、組合紙盆揚(yáng)聲器、組合號(hào)筒揚(yáng)聲器、同軸復(fù)合揚(yáng)聲器。</p><p>　　按用途分類：高保真（家庭用）揚(yáng)聲器、監(jiān)聽揚(yáng)聲器、擴(kuò)音用揚(yáng)聲器、樂器用揚(yáng)聲器、接收機(jī)用小型揚(yáng)聲器、水中用揚(yáng)聲器。</p><p>　　按組成方式分類：單紙盆揚(yáng)聲器、組合紙盆揚(yáng)聲

52、器、組合號(hào)筒揚(yáng)聲器、同軸復(fù)合揚(yáng)聲器。</p><p>　　按用途分類：高保真（家庭用）揚(yáng)聲器、監(jiān)聽揚(yáng)聲器、擴(kuò)音用揚(yáng)聲器、樂器用揚(yáng)聲器、接收機(jī)用小型揚(yáng)聲器、水中用揚(yáng)聲器。</p><p>　　3.4.2揚(yáng)聲器的工作原理</p><p>　　揚(yáng)聲器是一種電聲轉(zhuǎn)換部件，它將聲音電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音。從發(fā)展的歷史看，曾出現(xiàn)過各種各樣的揚(yáng)聲器，例如：電動(dòng)式揚(yáng)聲器,電磁式揚(yáng)聲器（即

53、舌簧揚(yáng)聲器），晶體揚(yáng)聲器、靜電揚(yáng)聲器等。 電動(dòng)式揚(yáng)聲器發(fā)聲原理是通過交變電流信號(hào)的線圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，使與音圈相連的振膜振動(dòng)，從而牽扯連紙盆振動(dòng)，再通過空氣介質(zhì)，將聲波傳送出去。 電磁式揚(yáng)聲器發(fā)聲是靠通過以交變電流信號(hào)的線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，吸引排斥磁片，引起振膜、紙盆振動(dòng)，再通過空氣介質(zhì)傳播聲音。 晶體揚(yáng)聲器發(fā)聲是靠晶體片電伸縮效應(yīng)，引起膜片振動(dòng)，再通過空氣介質(zhì)傳播聲音。 靜電揚(yáng)聲器發(fā)聲是靠靜電積累的相吸相斥效應(yīng)，使振

54、膜振動(dòng)，再通過空氣介質(zhì)傳播聲音。 在這些揚(yáng)聲器中，除電動(dòng)式揚(yáng)聲器外，其他的揚(yáng)聲器都是因?yàn)檩椛渎曇舻念l率范圍窄，輻射聲功率小而被淘汰。剩下的電動(dòng)式揚(yáng)聲器，由于其輻射頻率范圍可達(dá)整個(gè)音頻范圍，而且聲功率可以做到很大（可通過分頻段制作大功率揚(yáng)聲器，運(yùn)用組合發(fā)聲方法，形成全頻段放聲），因而得到了廣泛的使用。 </p><p>　　4 制作PCB板及電路板</p><p><b>　　

55、4.1制作PCB板</b></p><p>　　如果PROTEL元件庫中有所需要的元件，則直接找出放在原理圖中即可。若沒有所需要的元件，則需要建立一個(gè)新的原理元件庫(Sch.lib)。過程：在原有的元件庫中找出跟所需元件管腳數(shù)目相同(或差不多)的元件1，先將元件1放置到原理圖編輯區(qū)(即Schdoc文件)，單擊該元件，執(zhí)行菜單命令Edit|Copy，此時(shí)光標(biāo)變成十字光標(biāo)，將光標(biāo)移到元件上，單擊鼠標(biāo)確定一

56、個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。然后切換到所需編輯的Sch.lib文件，在該文件中新創(chuàng)建一個(gè)器件(快捷鍵 creat component)并修改名字。在該環(huán)境右下角點(diǎn)擊SCH Lib，將鼠標(biāo)光標(biāo)移動(dòng)到空元件名上，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出額快捷菜單中執(zhí)行Paste命令，將該元件1粘貼到新建的元件庫中。而后修改引腳屬性。然后執(zhí)行菜單命令Report|Component Rule Check，進(jìn)行規(guī)測(cè)檢查。</p><p>　　新建原理圖文件，

57、加載元件庫(包括加載自己創(chuàng)建的元件庫)，置元件，原理圖布線 projects，先設(shè)置編譯錯(cuò)誤報(bào)告選項(xiàng)(Reports/Bills of Materials) 輸出網(wǎng)絡(luò)報(bào)表。</p><p>　　可以利用利用一個(gè)相同(或相似)封裝的元件，對(duì)其進(jìn)行簡單的屬性修改得到所需要的元件封裝。具體操作過程也就是元件封裝從pcbdoc到PCBlib復(fù)制然后修改的過程。</p><p>　　元件封裝修改完畢

58、后,要執(zhí)行Edit/Set Preference/pin 1設(shè)置封裝參考點(diǎn)在第一引腳。然后還要執(zhí)行Report/Component Rule check 設(shè)置齊全要檢查的規(guī)則，并點(diǎn)OK。至此，封裝建立完畢。</p><p>　　首先新建一個(gè)PCB文件，在封裝lib都已經(jīng)加載的情況下，導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表。</p><p>　　元件自動(dòng)布局，在進(jìn)行該步之前，要先設(shè)定PCB的大小，規(guī)劃一下電路板的大小和

59、形狀。點(diǎn)擊下邊選中keep-out layer，然后在place菜單中，選中畫線，然后在黑色底板上畫一個(gè)矩形就行，大小以能擺下所有元器件為主。(注意：此時(shí)的畫線為粉色！這說明是在keep-out layer在規(guī)劃電路板尺寸)</p><p>　　然后自動(dòng)布局，布線就可以順利進(jìn)行了。執(zhí)行Tools/Auto Placement/Auto Placer,進(jìn)行自動(dòng)元件布局。手工調(diào)整元件布局。</p>&l

60、t;p>　　先選擇布線規(guī)則，然后進(jìn)行自動(dòng)布線，然后進(jìn)行手工布線調(diào)整，最后，覆銅(放置填充區(qū))、包地、補(bǔ)淚滴。最后進(jìn)行DRC檢查。至此，完成了本次設(shè)計(jì)的PCB圖，見附錄A。</p><p><b>　　4.2制作電路板</b></p><p>　　工具：敷銅板熱轉(zhuǎn)印紙、砂紙、熱塑機(jī)、三氯化鐵、小盆塑料容器、棉花、筷子、打孔機(jī)、打印機(jī)、protel軟件。</p

61、><p>　　步驟一：首先用砂紙把敷銅板的雜質(zhì)擦洗干凈，擦洗敷有銅的一面，如果是新的，則不需要這一步；</p><p>　　步驟二：將protel電路圖打印出來，打印到A4的紙上，根據(jù)電路圖的大小裁減敷銅板和熱轉(zhuǎn)印紙，熱轉(zhuǎn)印紙最好稍大于A4紙上的電路圖大小，把熱轉(zhuǎn)印紙光滑的一面朝外，用雙面膠粘帖在A4紙的電路圖，把電路圖全部覆蓋，然后把這張紙放到打印機(jī)上把剛才的電路圖打印到做好的這張紙上，目的

62、就是把電路圖復(fù)印到轉(zhuǎn)印紙上；</p><p>　　步驟三：把電路板根做好的紙粘貼到一塊，把帶有電路圖的光滑一面的熱轉(zhuǎn)印紙對(duì)這敷銅板銅的一面，用雙面膠粘貼好；</p><p>　　步驟四：加熱熱塑機(jī)，使其溫度保持在180度，將包裝好的板子通過熱塑機(jī)，等板子冷卻之后把紙拿開，就會(huì)看到做好的電路板，電路圖已經(jīng)轉(zhuǎn)印到電路板上了；</p><p>　　步驟五: 用三氯化鐵腐蝕

63、，水溫在55度左右，大約十分鐘吧，如果慢的話，在加一點(diǎn)三氯化鐵，等板子呈現(xiàn)出跟綠色或者是黃色的時(shí)候，不同的板子不一樣，好了之后用水沖洗；</p><p>　　步驟六：用打孔機(jī)打孔；用砂紙把板子上面的碳粒磨掉就出現(xiàn)了我們板子的顏色，剛才的碳粒覆蓋的地方漏出了銅；</p><p>　　步驟七：防止氧化，把松香酒精溶液擦拭到板子上。</p><p>　　至此，自制的板子完

64、成了，七彩循環(huán)燈控制器線路3D顯示圖，見附錄B。</p><p>　　5 電路板的焊接與調(diào)試</p><p><b>　　5.1元器件焊接</b></p><p>　　用電烙鐵依照電路圖，進(jìn)行正確的插裝元器件并進(jìn)行焊接。焊接的方法：一般遵循，先小后大（先焊接電阻,瓷片電容等較小的器件，然后焊接三極管，最后焊接較大的器件如電解電容）,先里后外（

65、先焊接電路板中間的再焊接邊上的）,先低后高（先焊接瓷片電容后焊接電解電容）。</p><p>　　注意事項(xiàng)：電烙鐵使用中，不能用力敲擊。要防止跌落。烙鐵頭上焊錫過多時(shí)，可用布擦掉。不可亂甩，以防燙傷他人。 焊接過程中，烙鐵不能到處亂放。不焊時(shí)，應(yīng)放在烙鐵架上。注意電源線不可搭在烙鐵頭上，以防燙壞絕緣層而發(fā)生事故。 使用結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)切斷電源，拔下電源插頭。冷卻后，再將電烙鐵收回工具箱。元件必須清潔和鍍錫，電子元件

66、在保存中，由于空氣氧化的作用，元件引腳上附有一層氧化膜，同時(shí)還有其它污垢，焊接前可用小刀刮掉氧化膜，并且立即涂上一層焊錫（俗稱搪錫），然后再進(jìn)行焊接。經(jīng)過上述處理后元件容易焊牢，不容易出現(xiàn)虛焊現(xiàn)象。焊接的實(shí)物圖，如圖5.1所示。</p><p>　　圖5.1 焊接實(shí)物圖</p><p><b>　　5.2電路調(diào)試</b></p><p>　　

67、本次調(diào)試主要的儀器有：萬用表、穩(wěn)壓電源等。調(diào)試的主要步驟，</p><p>　　首先，對(duì)照電路圖和實(shí)際線路檢查連線是否正確，包括錯(cuò)接、少接、多接等；用萬用表電阻檔檢查焊接和接插是否良好；元器件引腳之間有無短路，連接處有無接觸不良，二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確；電源供電包括極性、信號(hào)源連線是否正確；電源端對(duì)地是否存在短路（用萬用表測(cè)量電阻）。</p><p>　　其次，把

68、經(jīng)過準(zhǔn)確測(cè)量的電源接入電路，用萬用表電壓檔監(jiān)測(cè)電源電壓，觀察有無異?，F(xiàn)象：如冒煙、異常氣味、手摸元器件發(fā)燙，電源短路等，如發(fā)現(xiàn)異常情況，立即切斷電源，排除故障如無異常情況，分別測(cè)量各關(guān)鍵點(diǎn)直流電壓，如靜態(tài)工作點(diǎn)、數(shù)字電路各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關(guān)系、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態(tài)下，如不符，則調(diào)整電路元器件參數(shù)、更換元器件等，使電路最終工作在合適的工作狀態(tài)。</p><p>　　最后

69、，接通電源，完成調(diào)試。調(diào)試完成后的彩燈顯示的效果圖，如圖5.2所示。</p><p>　　圖5.2 彩燈顯示的效果圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　比較而言，這次設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，且成本較低。適用范圍較廣。聲控音樂彩燈是音樂與彩燈燈光的相互組合，隨著樂曲的旋律，彩燈同步閃爍變換，不僅能增添歡樂的氣

70、氛，是一種美的享受。電路簡單，成本低，尤其是適合家庭或工作單位節(jié)日歡聚之用，增加節(jié)日的歡快氣氛。</p><p>　　我根據(jù)畢業(yè)論文任務(wù)要求對(duì)相關(guān)進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)相關(guān)元件進(jìn)行了選擇。為了做好論文設(shè)計(jì)，我先充分理解了電路的任務(wù)目的，建立了一個(gè)大致的電路工作工程概念，然后進(jìn)行細(xì)節(jié)的分析，理論的驗(yàn)證，最終得出一套最優(yōu)的方案。</p><p><b>　　致 謝</b>&l

71、t;/p><p>　　首先，感謝輔導(dǎo)員xx老師在大學(xué)期間對(duì)我的教導(dǎo)和幫助，同時(shí)還要感謝輔導(dǎo)教師xx老師在作畢業(yè)設(shè)計(jì)和寫畢業(yè)論文的過程中對(duì)我的悉心的指導(dǎo)，與輔導(dǎo)教師一起解答我們?cè)谧霎厴I(yè)設(shè)計(jì)寫畢業(yè)論文過程中所遇到的問題。在此，向兩位老師表示深深的謝意。</p><p>　　再次，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教會(huì)了我如何做人。正是

72、由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！最后，感謝校領(lǐng)導(dǎo)，院、系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我們這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的大力支持，給我們創(chuàng)造優(yōu)越的條件使我們順利完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文。在此我們也表示深表謝意。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］徐熙文. 電路基礎(chǔ). 北京：高等教育出

73、版社，2005.</p><p>　?。?］高仁璟,孫鵬,陳景.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)與設(shè)計(jì).大連：大連理工大學(xué)出版社，2004.</p><p>　?。?］余孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程（第三版）.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　?。?］楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　

74、［5］閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）.北京：國防工業(yè)出版社，2005.</p><p>　?。?］王松武，于鑫，武思軍. 電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　?。?］畢滿清.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).山西：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. &l

75、t;/p><p>　　［9］陸應(yīng)華,王照平,王理.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程.北京：國防工業(yè)出版社，2005. </p><p>　?。?0］郭培源，電子電路及電子器件.北京：高等教育出版社，2006.</p><p>　　［11］Chua L o.Desoer C A,Kuh E S.Linear and Nonlin

76、ear Circuits. [s.l]:McGraw-Hill Inc.1978. </p><p>　　［12］ Alexander C K,Sadiku M N O.Fundamentals of Electric Circuits.[s.l]:McGraw-hill Inc.,2000.</p><p><b>　　附 錄</b></p>