建筑大学电气与计算机学院数字电子技术课程设计报告设计题目：声光控延时楼道灯控制电路专业班级：自动化151学生：鑫国学号：201512912指导教师：立辉王亚娟设计时间：2016.12.12-2017.01.06目录第1章绪论 (1)1.1 (1)1.2 (1)第2章电路工作原理 (2)2.1 (2)2.2 (2)2.3 (3)2.4 (4)第3章电路设计 (5)3.1 (5)3.2 (5)3.3 (6)第4章制作与安装 (7)4.1 (7)4.2 (8)4.3 (9)4.4 (9)4.5 (10)第5章调试分析与性能测试 (11)5.1 (11)5.2 (11)5.3 (12)总结 (13)参考文献 (14)元件清单 (15)第1章绪论1.1课程设计目的声光控延时楼道灯控制电路是一种声光控电子照明装置，利用声波为控制源的新型智能开关，同时具有自动延时熄灭的功能。

它避免了繁琐的人工开灯，同时具有自动延时熄灭功能，更加节能，且无机械触点、无火花、寿命长，广泛应用于各种建筑的楼梯过道、走廊等公共场所，声光控延时楼道控制电路也是一种声光控电子照明装置，它由音频放大电路、电平比较电路、延时开启电路、触发控制电路、恒压源电路和晶闸管主回路等组成。

1.2设计任务音频放大电路是一种对音频信号进行放大的功率放大电路，与电压放大电路实质上都是能量转换电路，但二者所要完成的任务不同，功率放大电路主要是为负载提供一定不失真、功率大、效率高的输出功率。

在设计电路时考虑到晶体管发射结正向偏置时才导通，所以选用两个性能对称的异型管，组成互补对称电路。

电平比较电路，该电路的工作是类似的二进制小数转换小数。

为此，电路放大信号和一个参考电压进行比较。

该电路可分为若干阶段。

若干阶段，可以根据需要增加或减少。

每个阶段包含两个运算放大器(TL084)。

(OP - AMP的左侧)是用于比较目的。

其他(在右边的运算放大器)被用来作为一个固定的增益(完全2)非反相放大器。

输入电压连接到每个运算放大器的非反相引脚/终端。

数字输出是从比较运算放大器和运算放大器是美联储下一阶段的输入放大器的输出的输出获得。

要获得一个参考电压，使用两个电阻。

延时开启电路、触发控制电路、恒压源电路及晶闸管暂时不做多的解释，其主原理详情见电路图。

第2章电路工作原理2.1电路原理示意图2.2电路工作原理它是由音频放大电路、电平比较电路、延时开启电路、触发控制电路、恒压源电源电路和晶闸管主回路等组成。

如下图所示的声光控延时楼道灯控制电路原理图中，CD4011为四个2输入与非门电路，其功能为有0出1，全1出0。

交流电源24V经VD桥式整流和电容C2滤波获得直流电压1.2×24≈28.8V,再经限流电阻R1，使VS稳压管有VCC=+6.2V稳定电压供给电路（灯亮时VCC 有所降低），而灯泡串于整流电路中。

图11.白天时，光敏电阻RG阻值较小，与非门U1A的②脚（T P4）输入为低电平0态，G1门被封锁，即不管G1的①脚（TP3）为何种状态，G1总是出1，G2出0，G3输入端（TP7）为0，G3出（TP8）1，G4出0，TP9为低电平，单向晶闸管VT2不导通。

2.在晚上天暗时，RG阻值增大，TP4为高电平1态，G1门打开，TP3信号可送若无脚步声或掌声，驻极体话筒MC无动态信号。

偏置电阻（RP2、R4和R3）VT1的NPN三极管导通，TP3为低电平0态，则G1出1，其余状态与白天时相同，晶闸管VT2控制极G无触发信号，故不导通，灯泡L不亮。

3.晚上当有脚步声或掌声时，驻极体话筒MC有动态波动信号输入到放大电路VT1的基极，由于电容C1的隔直通交作用，加在基极信号相对零电平有正、负波动信号，使集电极输出端TP3有高电平动态信号为1态，因此使G1全1出0为负脉冲，而G2出1为正脉冲，二极管VD1导通对C3充电达5V,TP5也为1,G3出0，G4出1为高电平，经R7限流,在单向晶管VT2控制极G有触发信号使VT2导通，桥式全波整流电路中串联的灯泡L经晶闸管VT2导通，灯泡L点亮。

由于晶闸管导通后的UAK正向压降会降至约1.8V由此VD2用来防止UZ电压下降，避免影响控制电路电源。

在脚步声消失后，电容C3上的电压经过R6放电过程，TP5电压仍为1态，故灯泡L仍亮，直到TP5电压小于与非门阀值电压U(TH)=1/2Vcc时刻，G3出1，G4出0，当U(AK)过零电压是，晶闸管VT2截止，整个过程持续约为60秒后，灯泡L熄灭。

2.3音频放大电路图2音频放大电路是一种对音频信号进行放大的功率放大电路，与电压放大电路实质上都是能量转换电路，但二者所要完成的任务不同，功率放大电路主要是为负载提供一定不失真、功率大、效率高的输出功率。

在设计电路时考虑到晶体管发射结正向偏置时才导通，所以选用两个性能对称的异型管，组成互补对称电路。

调节的均衡电路（即音调电路）。

音频放大电路的功能是将其它电子设备（如MP3，计算机声卡，VCD 机等）的音源信号进行放大，然后再经过功率放大，最后去推动扬声器输出，简单来说，就是一个扩音器，但为了提高声响的品质，部要求有能够对高音和低音进行2.4恒压源电路图3在电路当中常常会用到输出恒定电压的电源;在电子线路中保证电压恒定的部分叫做恒压源，属于电源的一种。

一种恒压源电路，具有输入端、输出端、用于产生具有波电压的恒压的恒压源单元、和用于消除波电压以便在输出端输出没有波电压的恒压的波消除电路单元，所述波消除电路单元包括连接在所述恒压源单元和所述输出端之间的电阻器;波电压检测电路单元，用于检测所述波电压并根据所检测的波电压输出信号;电流电路单元，用于从所述波电压检测电路单元接收信号并响应所接收的信号向所述输出端提供电流或从所述电阻器吸收电流，从而消除在该输出端处的波电压。

理想电压源阻为0，实际上不可能阻为0。

并且有电流限制围的，而且电压也有波动误差围。

最简单的是串联稳压、并联稳压、三端稳压、开关稳压。

第3章电路设计3.1电路板模型如下图所示电路板为我们实验所必需的原件，其它的电容、电阻及二极管应该按照该电路板排列顺序安装，从而获得一个完整的电路板。

图43.2电路安装原理图如下图为实验所需的实验安装原理图图5图63.3电路设计之桥式整流1.桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路，常用来将交流电转变为直流电。

桥式整流电路是使用最多的一种整流电路。

这种电路,只要增加两只二极管口连接成"桥"式结构,便具有全波整流电路的优点,而同时在一定程度上克服了它的缺点。

2.原理介绍桥式整流电路的工作原理如下：E2为正半周时，对D1、D3加正向电压，Dl、D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。

电路中构成E2、D1、Rfz 、D3通电回路，在Rfz 上形成上正下负的半波整流电压，E2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。

电路中构成E2、D2、Rfz 、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。

重复下去，结果在Rfz 上便得到全波整流电压。

其波形图和全波整流波形图是一样的。

从图5-5中还不难看出，桥式电路中每只二极管承受的反向电压等于变压器次级电压的最大值，比全波整流电路小一半。

桥式整流是对二极管半波整流的一种改进。

半波整流利用二极管单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉。

桥式整流器利用四个二极管，两两对接。

输入正弦波的正半部分是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半部分时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半部分。

桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。

桥式整流是交流电转换成直流电的第一个步骤。

第4章制作与安装4.1原件实物声光控延时楼道灯控制电路实物图如下图：图74.2声光控延时楼道灯控制电路安装工艺（1）元器件的插装与焊接各元器件按图纸的指定位置孔距进行插装与焊接如上图元器件安装工艺表（2）电阻插装与焊接卧式电阻影紧贴电路板插装焊接，立式电阻应在离电路板1--2mm处插装焊接。

（3）电容器插装焊接瓷电路应在离电路板4--6mm处插装焊接，电解电容应在离电路板1--2mm处插装焊接。

（4）二极管插装焊接卧式二极管应在离电路板3--5mm处插装焊接，立式二极管应在离电路板1--2mm(塑封)和2--3mm（玻璃封装）处插装焊接。

（5）集成电路插座插装焊接集成电路插座应紧贴电路板插装焊接。

（6）电位器插装焊接电位器应按照电路丝印要求方向紧贴电路板插装焊接不同元器件的引线是不同的，将其插接到电路板进行焊接前，必须预先对元器件引线进行成型处理4.3元器件引线成形形状元器件的引线要根据焊盘插孔和安装的要求弯折成需要的形状，如下图所示，元器件引线成形有以下要求：（1）引线成形后引线弯曲部分不允许出现模印、压痕和裂纹。

（2）在引线成形过程中，元器件本体不应产生破裂，表面封装不应损坏或开裂。

（3）引线成形尺寸应符合引线安装尺寸要求（4）凡是有标记的元器件，在引线成形后，其规格、型号标志符号应向上、向外，方向一致，以便目视识别。

（5）元器件引线弯曲处应有圆弧形，其R不能小于引线直径的两倍。

（6）元器件引线弯曲处离元器件根部至少2mm.在一切结束后要进行元器件的成型加工。

4.4声光控楼道灯控制电路焊接安装的检查手工锡焊的检查可分为目视检查和手触检查两种。

（1）目视检查目视检查就是从外观上检查焊点有无焊接缺陷，可以从以下几个方面进行检查：1.焊点是否均匀，表面是否光滑、圆润。

2.焊锡是否充满焊盘，焊锡有无过多、过少现象。

3.焊点周围是否有残留的助焊剂和焊锡。

4.是否有错焊、漏焊、虚假焊。

5.是否有桥焊、焊点不对称、拉尖等现象。

6.焊点是否有针孔、松动、过热等现象。

7.焊盘有无脱落、焊点有无裂痕。

（2）手触检查在外观检查的基础上，采用手触检查，主要是检查元器件在印制电路板上有无松动、焊接是否牢靠、有无机械损伤。

可用镊子轻轻拨动焊点看有无虚假焊，或夹住元器件的引线轻轻拉动看有无松动现象。

常见的不良焊点缺陷分析、常见焊点错误及其产生的原因见下表（3）实际操作过程中的问题在去实验室进行实体操作过程中焊锡的纯度不够高，有太多的杂质导致我们在进行焊接的过程中有些点没有办法成为圆锥形状的焊点。

其次就是实验原材料的问题，有些电路板没有铜片，焊锡没有办法粘连在电路板上。

再有就是我们实际操作的问题，第一次焊接有点紧，所以手抖没有办法做到完美。

最后就只在焊接电路板的过程中一定要先进行复杂的焊接然后在进行简单的焊接。

4.5电路安装成型后的电路板欣赏图8经过大家的不懈努力终于完成了电路板的制作。