实训设计题目:多功能声控延时台灯 一、设计目的和任务 本次实训设计主要是结合《模拟电子技术》和《电子 CAD》的两门课程,起到巩固所学知识,加强综合能力,培养电路设计能力,提高实验技术,启发创新思想的效果。通过实训查找资料能独立设计一个电路。 二、课程设计流程 确定设计方案 原理图设计和编辑 元器件选择 PCB 设计 实验报告 三、设计各项功能以及方法1)控制目的和方法控制对象:台灯控制目的:夜间响铃获摘机(电话机台灯自动亮,按下延时轻触按钮 45s 后灯会自行熄灭。控制方法:当响铃或摘机有电流流过 IC 通过控制电路台灯即发。2)电路组成输入:桥式振流电路和光电耦合电路。由 4 个二极管和 1 个光电耦合器组成。光控电路。MG 光敏电阻及 RP 滑动电阻器组成。负脉冲产生电路。VT 三极管和 R1 电阻组成。单稳态触发电路。555 时基电路 IC2 和 VD5R5W 及阻容元件组成。晶闸管开关电路及电源电路。VS VD6 R6 等组成。 四、原理图设计 工作原理:1 该电路集多种用途于一体,主要由光电耦合电路、光控电路、负脉冲产生电路、单稳态触发电路、晶闸管开关电路及电源电路组成。 RES VD6 C5 RP 648/400V 1N4001 470K IC1 R2 R3 4N25 3k 1meg R6 VCC VD1 VD2 VD5 1meg 1N4001 1N4001 1N4001 4 8 IC2 RESET VCC R5 2 TRIG 68K VD4 2 VD3 1N4001 1N4001 6 3 VT1 THOLD OUT MAC15A6 VD7 S 12V 1 2 SW-PB CV O L T 7 R4 U DISCHG 7.5k GND 330K VT 1 2N2102 NE555 1 5 AC220V MG R1 C1 C2 LED C4 15/10V C3 103 103 470/25V 2meg 图 1-1 多功能声控延时台灯电路A1、A2 串接于电话线路中,当响铃或摘机有电流通过 IC 时,内部发光管发光使 VT对应光敏管导通, 获基极电压饱和导通,给单稳触发器 IC2 的 2 脚送入负脉冲,使 IC2 翻转进入暂态,3 脚输出高电平,VS 触发极获电流开通 220V 交流回路,点亮灯 H。通话完毕挂机后整个电话灯电路恢复自行熄灭。作延时灯使用时其原理同上。该电路有 MG、RP 组成光控电路,白天或室内有其他照明灯光时,由于藏于台灯座旁受光孔内的 MG 受光照射呈底阻,使 VT 基极偏置减小,即使 IC1导通工作,VT 始终保持截止状态,整个电路不工作,灯 H 不亮,只有夜间和无灯光时 H 才点亮。 电路设置的 VD5、R5、W 可调触发电路,可调节晶闸管 VS 导通角,使灯平时用于调光照明。两种触发方式一样,响铃获摘机时电话灯电路任正常工作,同时有 LED 指示。电路平时接上交流电源,灯 H 不亮时不耗电,不设调光灯开关,关灯时只需调灭灯即可。 五、元件选择 一)一般元件 表 1-1 电器元件参数表序号 名称 代号 型号规格 数量1 光电耦合器 IC1 4N25 12 时基集成电路 IC2 NE555 13 开关管 VT 2N1893 14 晶闸管 VS 97A6、97A8 15 稳压管 VD7 2CW60 1/2W 12V 16 光敏电阻 MG MG45 亮阻小于 1k 17 电容 C5 CBB 丙烯电容耐压 18 云母电容 C2C4 400V 39 电解电容 C1 CAP 110 灯管 H CAP2 111 滑动电阻 RP 25W 112 碳膜电阻 R RPOT 613 开关 S RES 1 SW-PB 二)主要元器件介绍 1时基电路 555 图 1-2 555 时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。它设计新颖,构思奇巧,用途广泛,备受电子专业设计人员和电子爱好者的青睐,人们将其戏称为伟大的小 IC。19xx年,美国西格尼蒂克斯公司Signetics研制出 Tmer NE555 双极型时基电路,设计原意是用来取代体积大定时精度差的热延迟继电器等机械式延迟器。但该器件投放市场后,人们发现这种电路的应用远远超出原设计的使用范围,用途之广几乎遍及电子应用的各个领域,需求量极大。美国各大公司相继仿制这种电路 19xx年西格尼蒂克斯公司又在同一基片上将两个双极型 555 单元集成在一起,取名为 NF556。19xx年美国英特锡尔公司Intelsil研制成功 CMOS 型时基电路 ICM555 1CM556后来又推出将四个时基电路集成在一个芯片上的四时基电路 558 由于采用 CMOS 型工艺和高度集成,使时基电路的应用从民用扩展到火箭、导弹卫星航天等高科技领域。在这期间,日本、西欧等各大公司和厂家也竞相仿制、生产。尽管世界各大半导体或器件公司、厂家都在生产各自型号的 555/556 时基电路,但其内部电路大同小异,且都具有相同的引出功能端。图中示出了美国无线电公司生产的 555 时基电路的内部等效电路图。等效功能电路: 鉴于各种双极型的 555 集成块的内部电路大同小异,下面我们以 CA555 为例分析其内部电路和原理。从 CA555 时基电路的内部等效电路图中可看到,VTl-VT4、VT5、VT7 组成上比较器 Al,VT7 的基极电位接在由三个 5k 电阻组成的分压器的上端,电压为8532VDD;VT9-VT13 组成下比较器 A2,VTl3 的基极接分压器的下端,参考电位为8531VDD。在电路设计时,要求组成分压器的三个 5k 电阻的阻值严格相等,以便给出比较精确的两个参考电位8531VDD 和8532VDD。VTl4-VTl7 与一个 4.7k 的正反馈电阻组合成一个双稳态触发电路。VTl8-VT21 组成一个推挽式功率输出级,能输出约 200mA 的电流。VT8 为复位放大级,VT6 是一个能承受 50mA 以上电流的放电晶体三极
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