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2-2原理分析示意图
图
3硬件电路的设计
3.1 声控电路
图3-1 声控电路
该电路结构如上图3-1所示,主要由驻极体话筒连接电路及放大电路组成。 话筒将声音信号转换成电信号,但话筒传输的电信号及其微弱,输出阻抗极高。因此不能直接接放大电路,我们在这里用R1,C1组成话筒的连接电路,实现阻抗的变换及放大电路的输入变换,使得放大电路是对信号的电压进行放大。当没有声音时,放大电路无输入信号,三极管处于静态工作状态。此时声控电路的输出为高电平,经74LS00的1、2脚反相后3脚输出为低电平,即74LS00的12脚为低电平。此时即使是夜晚状态,单稳态触发器也不会被触发,继电器任工作于关断状态,灯泡也不会亮。每个声音信号转换来的电压信号,我们将其看作无数个正弦信号,有正负半周之分。声音信号到来,三极管处于放大状态。当信号处于正半周时,放大后的电压与静态工作状态下的电压相叠加,电路任输出为高电平;当信号处于负半
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周时,放大后的电压与静态工作下的电压叠加后呈低电平,经74LS00的1、2脚反相后3脚输出高电平。如此时为夜晚状态,74LS00的13脚也为高电平,74LS00的11脚输出为低电平触发器单稳态触发器,继电器被导通,灯泡被点亮。
我们选择的驻极体话筒工作电压为5V,测得话筒工作时的电阻为20K,电源电压为10V,故R1选择阻值为20K的电阻。为达到信号向正弦电压的转换,选择0.1uF的无极性电容。转换来的电压很微弱,为使电路输出变化明显,我们将三极管的放大倍数设置为9013三极管的最大值144倍。并为得到较大的灵敏度,我们选择的基极电阻及集电极电阻分别为4.8兆、33K欧姆【3】。
3.2 光控电路
光控照明电路的制作主要是利用半导体光电器件—光敏电阻的特性制作而成的。它利用光线的强弱来控制照明开关的动作,动作点可根据实际光线的强弱调节。运行时无须人员操作、避免了人工操作开关不及时等不利因素。因而有效地节约了电能。
图3-2 光控电路
光控电路结构如上图3-2所示[3],由光敏电阻GR,电阻R4、R1以及三极管Q1组成。白天或光照强时,GR的电阻很小,Q1的基极呈现高电位,Q1导通。光控电路输出为低电平,即与其相连接的74LS00的13脚输入为低电平。此时即使有声音,
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固态继电器也不会被导通,灯泡不会亮。夜晚或光线较暗时,GR的电阻达到1兆左右,Q1基极电位低,Q1截止。此时,电路的输出为高电平,与其相连接的74LSOO的13脚呈高电平。如此时遇到声音触发,74LS00的12脚呈高电平,11脚输出低电平触发单稳态触发器。单稳态触发器输出高电平,固态继电器迅速被激发导通,灯泡被点亮。
我们测得GR的亮电阻为20K,暗电阻为1兆。欲使Q1导通,Q1基极电压需达到0.7V。通过分压公式,计算得R4取1.5K欧姆合适。为保证夜晚时三极管截止时,光控电路的输出为高电平,我们在回路中阻值为10K的上拉电阻R2。
光控电路的特点: 1)功耗低,在亮环境下几乎不通电,白天整个电路理论消耗的最大功率为0.73W。2)抗干扰能力强。3)设计了稳压电路,适用于各照明电路。4)极小的体积。
3.3 其他电路
3.3.1 稳压电路
利用电路的调整作用使输出电压的稳定过程称为稳压。稳压器,顾名思义,就是使输出电压稳定的设备。所有的稳压器,都利用了相同的技术实现输出电压的稳定输出电压通过连接到误差放大器反相输入端的分压电阻采样,误差放大器的同相输入端连接到一个参考电压。参考电压由IC内部的带隙参考源产生。误差放大器总是试图迫使其两端输入相等。为此,它提供负载电流以保证输出电压稳定。
该稳压电路由一个三端集成稳压器及电容C4。电路结构如图3-3所示。因为74LS00集成块正常工作时需要的工作电压为5V,而1脚处得输入电压约为10V。
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图3-3 稳压电路
3.3.2 延时、触发电路
如图3-4所示,该延时电路是由555定时器组成的单稳态触发器,它具有一个稳态和一个暂稳态,其电路构成如图所示:
图3-4 设计中的单稳态触发电路
在此计的电路中,该延时、触发电路如图所示当没有触发信号时,Vi (2脚)处于高电平(Vi>VCC/3),如果接通电圆锯后Q=0,V0(3脚)=0,T导通,电容通过放电三极管T放电,使Vc=0,V0保持低电平不变。如果接通电源后Q=1,放
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