电子综合设计
电子综合开发实践报告
设计课题：雨滴声催眠电路设计
专业班级：电子信息工程
学生学号：
学生姓名：
设计时间： 2014年01月
信息科学与技术学院
2014年1月
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雨滴声催眠电路设计
一、设计任务与要求
1.设计任务
（1）设计低频振荡脉冲电路；
（2）设计高压发生器电路；
（3）设计整流及生效产生电路；
2.设计要求
（1）要求学生通过本课程设计，能够熟练的掌握对综合知识的应用；
（2）扬声器的发出的声音要与雨滴的声音类似
二、方案设计与论证
本课题利用电子技术知识设计出一个催眠器，催眠器能够发出双声效果的雨滴声响，有较好的催眠效果。

电路系统主要由低频振荡脉冲发生器、高压发生器、整流器及声音产生等电路组成。

图1.1一整体原理图
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三、单元电路设计与参数计算
1．低频振荡脉冲电路：时基电路555构成一个极低频振荡器，输出一个个短的脉冲，是震荡器发生雨滴的声音。

扬声器采用2英寸、8欧小型动线圈。

555芯片是定时器，是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

一般用双极性工艺制作的成为555，其定时成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生于变换电路。

时基电路555构成一个极低频振荡器，输出一个个短的脉冲，使扬声器发出类似雨滴的声音。

2.为什么使用555定时器：
（1）可产生精确的时间延迟和振荡，内部有3个5kΩ的电阻分压器，故称555。

（2）电源电压电流范围宽，双极型：5～16V；CMOS：3～18V。

（3）可以提供与TTL及CMOS数字电路兼容的接口电平。

（4）可输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。

（5）应用：脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电气与电子玩具等领域。

（6）TTL单定时器型号的最后3位数字为555，双定时器的为556；CMOS单定时器的最后4位数为7555，双定时器的为7556。

它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。

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图3.1 555定时器引脚图。

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5 设电容的初始电压Uc ＝0，t ＝0时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端Vth ＝Vtl ＝0<1/3Vcc,比较器A1输出为高电平，A2输出为低电平即R D =1， S D =0（1表示高电位，0表示低电位），R-S 触发器置1，定时器输出U 0=1,此时Q=0，定时器内部放电三极管截止，电源Vcc 经R1，R2向电容C 充电，U C 逐渐升高。

当U C 上升到1/3Vcc 时，A2输出由0翻转为1，这时R D =S D =1，R-S 触发顺保持状态不变。

所以0<t<t1期间，定时器输出U 0为高电平1。

t 1=t 2时刻，U C 上升到2/3Vcc ，比较器A1的输出由1变为0，这时R D =0，S D =1，R-S 触发器复0，定时器输出U 0=1。

t 1<t<t 2期间，Q=1，放电三极管T 导通，电容C 通过R2放电。

按指数规律下降，当Uc<2/3Vcc 时比较器A1输出由0变为1，R-S 触发器的R D =S D =1，Q 的状态不变，U 0的状态仍为低电平。

t 1=t 2时刻，Uc 下降到1/3Vcc ，比较器A2输出由1变为0，R-S 触发器的R D =1，S D =0，触发器处于1，定时器输出U 0=1。

此时电源再次向电容C 放电，重复上述过程。

通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出U 0=1，电容放电时,U 0= 0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。

多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。

振荡周期，振荡周期T=T 1+T 2。

T 1为电容充电时间，T 2为电容放电时间。

充电时间 T 1=（R 1+R 2）Cln2=0.7(R 1+R 2)C 放电时间 T 2=R 2Cln=0.7R 2C
矩形波的振荡周期T=T 1=T 2=0.7（R 1+2R 2）C
因此改变R1、R2和电容C 的值，便可改变矩形波的周期和频率。

对于矩形波，除了用幅度，周期来衡量外，还有一个参数：占空比q ，q=（脉宽t w ）/（周期T ），t w 指输出一个周期内高电平所占的时间。

所示电路输出矩形波的占空比q=T 1/T=T 1/T 1+T 2=R 1+R 2/R 1+2R 2。

四．总原理图及元器件清单
1．总原理图
图4.1 总原理图2.元件清单
表4-1元件清单
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7 五、性能测试与分析
接通电源开关SA 后，＋6V 电压加至时基集成电路NE555的4脚和8脚，为IC 提供工作电源。

多谐振荡器振荡工作后，从IC 的3脚输出低频振荡脉冲信号，该信号经藕合电容器C 加至扬声器B 上，发出模拟水滴声。

如果没声音，可能是电路中的接触不好，要仔细检查电路的连接和焊接部分是否没有接好。

电容的值将决定振荡频率的高低，若电容的值过小，会使雨滴声频率过高影响催眠效果。

图5.1 仿真图
图5.2 PCB 图
六、结论与心得
对于这次设计，使我明白了很多知识，通过555定时器为主设计出来能够实
现带有雨滴声的催眠器
还没做试验时,我以为不会难做,就像以前做物理实验一样,做完实验,然后两
下子就将实验报告做完。

直到做完测试实验时,我才知道其实并不容易做,很多东
西都没有掌握但从中学到的知识与难度成正比,使我受益匪浅。

在做实验前,一定要将课本上的知识吃透,因为这是做实验的基础,否则,在操
作时比较吃力，本来基础知识掌握的比较不熟练所以在实验中有很大的弊端。

这
将使你在做实验时的难度加大,浪费操作的宝贵时间.比如你不清楚元器件的连
接方式,在做实验时才去摸索,这将使你极大地浪费时间,使你事倍功半.做实验
时,一定要亲力亲为,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,弄明白,实验后,还要
复习,思考,多练多做。

这样,你的印象才深刻,记得才牢固,否则,过后不久你就会
忘得一干二净,这还不如不做.做实验时,老师也会耐心讲解所以我们更有信心去
做好。

作为一名电信专业的学生我们应该把基础和专业知识学好，只有这样我们
才能有基础去拓展更多的知识。

七、参考文献
[1]. 贾秀美.数字电路实践技术（第一版）[M].北京：中国科学技术出版社，2000.
[2]. 王毓银.脉冲与数字电路（第三版）[M]. 北京：高等教育出版社，1999.
[3]. 路勇.电子电路实践及仿真（第一版）[M]. 北京：清华大学出版社，2004.
[4]. 岳怡.数字电路与数字电子技术（第一版）[M].西安：西北工业大学出版社，2001.
[5]. 刘常澍.数字逻辑电路（第一版）[M].北京：国防工业出版社，2002.
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9 附页： 仿真图：
PCB 原理图：
PCB接线图：。