声光控路灯延时开关的设计与制作资料1声光控路灯延时开关的设计与制作
声光控开关具有很多实际意义：一是省电，灯泡大部分时间不工作，因此节
电效率很高，达80%左右；二是方便，首先，不用接触，全自动智能控制；另外，接线简单、安装方便，是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的
克星”。
再者，随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在
已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关。
目前，微波感
应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及
居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理
及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控延时开
关将是首选的主流产品。
设计方框图
声光控开关在晚上且有声音时使灯泡亮，其它情况下灯泡不亮。
它由电源电
路、声光处理电路和控制电路组成。
电路方框图如图2-1所示。
图2-1 设计方框图声光处理电路设计
声光处理电路就是对采集到的声音和光进行处理后提供给控制电路。
声音放大电路
声音放大电路的核心元器件是三极管，三极管的工作方式有三种分别是共射
电路、共集电路、共基电路。
1．共射电路
共射电路如图2-2所示，其中三极管V 是电路的核心，起放大的作用。
电源电路声光处理电路
控制电路照明灯市电
图2-2 共射放大电路
直流电源V CC一方面通过R C、R b为三极管提供合适的静态偏置电压，另一方面为电路提供能量，一般为几伏至几十伏。
其中C1、C2为耦合电容，起到传递交流，隔断直流的作用。
C1、C2一般为电解电容器，一般为几微法到几十微法。
Rc是集电极直流负载电阻，保证三极管有合适的静态偏置外，还可将三极管的电流信号转换成电压信号。
R c一般为几百欧到几千欧。
信号有三极管的基极输入、输出。
基极与发射极构成输出回路，而发射极是输出、输入的公共端，共射工作方式具有电压和电流的放大作用，放大关系是U0=βU i，电流同样如此。
2．共集电路
共集电路如图2-3所示，信号从基极输入，从发射极输出，集电极是输入、输出
回路的公共端，共集电路因此而得名。
图2-3 共集放大电路
电源V CC给三极管V提供反偏电压，又通过基极偏置电阻R b给发射结提供正偏电压，使三极管V工作在放大区。
输入信号电压U i通过输入耦合电容C1
加到三极管V的基极，输出信号电压U0从发射极通过输出耦合电容C2送到负载R L上。
共集电路具有电流的放大作用但是没有电压的放大主作用，所以又叫做射击跟随器。
3．共基电路
共基电路如图2-4所示，其中R c为集电极电阻，R e为发射极偏置电阻，R b1、R b2为基极分压偏置电阻，他们共同构成分压式偏置电路。
图2-4 共基放大电路
大电容C b使基极对地交流短路。
其信号从发射极输出，基极是输入、输出回路的公共端。
共基电路的输入电流大于输出电流，没有电流放大作用，但电压放大倍数较大。
由于本次设计中声音信号产生的电压信号很小，因而只能用具有电压放大的电路，然而共集电路没有电压放大的作用不选用，而共基电路虽然有电压放大的作用但是电路相比于共射电路较复杂，所以声音处理电路选择共射放大电路。
声控电路设计
声控电路由压电陶瓷片BM、电阻R3、R4、R5，晶体管VT、电容C3、C4
组成如图2-5所示。
压电陶瓷片将声音信号转化为微弱的电信号，微弱的电信号经C4滤波后导入由三极管VT组成的共射放大器进行放大，放大后的电信号经C3隔直后输出。
图2-5 声光处理电路
声控电路参数计算:
一般情况下，人正常说话的声音的幅度约为50分贝，经压电陶瓷片转化为
电信号有效值约为U BM ≈40 mV ，要使产生的信号经过放大后电压基本上在5 V
左右,放大倍为:
125mV
40V 5==β（2-1）
放大倍数有125倍的三极管有9011、9013、9014、9015等。
这些都是较为
常见的三极管，任意一种都可以用于这次设计，我选用9014型三极管，
9014参
数如表2-1所示。
表2-1 9014参数参数名称
符号典型值单位集电极耗散功率
Pcm 300 mW 集电极最大电流
Icm 100 mA 电流放大系数
β60～300 特征频率fT 150 MHz
根据三极管放大公式：
β
I I c b = （2-2）
由于9014允许最大电流I cm 为100 mA 所以：
m A 1100
m A 100cm m b ===βI I （2-3）根据欧姆定律：
K Ω12mA
1V 12===I U R （2-4）
所以：
K Ω124>R （2-5）
由于声音信号电流的叠加选择电阻R 4为150K Ω。
电阻R 4的功率：
mW 0.964
2
CC R 4==R V W （2-6）要保证三极管输出电压在5 V 左右，那么U ce 电压就应当为5 V 左右。
所以
U R3电压为7 V 左右。
又由于I cm 为100 mA ，同样根据欧姆定律得到R 3>70Ω,
要尽量使I c 小些，所以选择R 3为3.9K Ω。
所以三极管的静态工作点为：
μA 80≈4
CC 4BEQ CC bQ =-=R V R U V I （2-7）mA 8BQ CQ ==βI I （2
-8）
mV 31.2C CQ CC CQ =-=R I V U （2-9）
电阻R 3的功率：
W 0.249632R 3==R I W （2-10）
由于R 5是为BM 提供一个偏置电压所以选择阻值为3.9K Ω的电阻，C 2、C 3
都是起隔直作用一般选择电容值为33μF 的电容，R 8为三极管后的负载电阻阻值
为8K Ω。
光控制电路
光控制电路设计如图2-5所示，电路由电阻R 2和R G 串联进行分压来提取光
信号。
它的核心元件为光敏电阻，光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光
电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换，光
敏电阻参数如表2-2所示。
表2-2 光敏电阻参数型号
最大电压
（VDC ）
最大功耗（mw ）环境温度光谱峰值(nm) 亮电阻（K ）暗电阻
（M ）MJ20516 250 500 -30～+70 560 5 1 R 2阻值计算：
G G R R G 212U U R R -= （2-11）。