文档介绍：-1- 模拟电子技术课程设计题目:声控延时电动机专业:自动化班级: 110303 姓名: 云祥飞学号: 20110940 指导教师: 刘帅师课设时间: 20 13年7月8日—— 20 13年7月 16日-2- 声控延时电动机一、实验目的 1. 了解多谐振荡器的原理。 2. 掌握多谐振荡器的应用设计。二、设计要求(1 )对着话筒拍手或叫喊时,电动机 M 会转动,几秒以后又会停止工作,再次拍手,又重新转动,实现声控延时的作用; 三、声控原理是一种声控元件, 声音是震动产生的, 声波在空气中传播, 如果遇到固体则会把这种震动传播到固体上。声控元件就是这种对震动敏感的物质,有声音时就接通(电阻变小) ,没有声音时就断开(电阻变的很大) 。再通过电路和芯片做个延时,就可以使有声音时电路接通一段时间。不管是声控灯也好还是什么也好, 都是一个原理, 只是最后接的负载不同罢了。四、设计方案及方案论证 1. 设计方案-3- (1 )声控的实现话筒将声信号转换为电信号, 此信号可能很小, 可以通过一个基本共射放大电路将其放大,形成一个脉冲。(2 )延时的实现话筒形成的脉冲宽度是不定的, 而单稳态多谐振荡电路的输出脉冲宽度与触发脉冲无关, 可以将任意宽度的脉冲转换成一定宽度的脉冲。并由于输出脉冲宽度一定,因此可以用来作为时间延时电路。(3 )电机的驱动由单稳态多谐振荡电路产生的一定宽度的脉冲实际上是高低电平的转换, 而晶体三极管可以因其基极电压升降而导通或截止, 从而控制电机的工作与否。 2. 方案论证(1) 小信号放大基本共射放大电路如右图所示。话筒发出的信号可能很小,需要经过一个基本共射放大电路对其进行放大,输出一个负脉冲。(2) 单稳态多谐振荡电路单稳态多谐振荡电路如右图所示。三极管 T 2 的集电极和三极管 T 3的-4- 基极之间是直接耦合的。而三极管 T 3 的集电极与三极管 T 2 基极之间通过电容 C 进行耦合。电路在没有信号输入时, 选择合理的 R 4, 使三极管 T 2 稳定在饱和状态,此时它的集电极电压约为 以下。这样,三极管 T 3 稳定在截止状态。这就是单稳态电路的稳定状态。当一个负脉冲到达三极管 T 2 的基极时, 三极管 T 2 开始趋向截止, 它的集电极电流减少, 集电极电压升高。经过直接耦合,使T 3 的基极电压升高, T 3 开始导通,它的集电极电压下降,形成一个负反馈,很快达到一个新的状态, 此时三极管 T 2 截止,T 3 饱和导通。这就是单稳态电路的暂态过程。单稳态电路的暂态过程不能持久。在此期间, 电容 C 通过电阻 R 进行放电, 随着放电的进行, 三极管 T 2 的基极电压逐渐升高, 当它达到开启电压 以上时, 三极管 T 2 开始导通, 正反馈现象再次发生, 整个电路很快回到三极管 T 2 饱和导通、T 3 截止的稳定状态, 即暂态结束。这个暂态期的时间即为电路的延时时长。电路恢复稳态后, 电容 C 通过 T 2 的发射结进行充电, 充电完成后电路才可以接收下一次的触发。(3) 驱动电路单稳态电路处于稳态时, 三极管 T2 饱和导通, T 3 截止。T 3 的集电极为高电平。接在 T 3 集电极上面的T 3是 PNP 型三极管,所以三极管 T 4 没有导通,电-5- 机不工作。当单稳态电路处于暂态时, 三极管 T 3 饱和导通, 集电极电压下降, 导致与之连接的三极管 T 4 也导通, 电机开始工作。于是几秒后单稳态电路自动恢复到稳态过程,于是电机停止工作。五、具体分析 1. 系统原理框图声音信号 2. 电路图初步确定由于整个电路只有一个 3V 电源,所以各三极管基极电压需选用合适的电阻为其提供。三极管 T 1 和三极管 T 2 的工作状态是相互独立的,所以三极管 T1 的集电极与三极管 T 2 的基极之间通过电容进行耦合。为滤除三极管 T 3 基极上的高频杂波,应使用电容将基极接地,防止三极管 T 3 的误动作。由于电机工作时电流较大, 会对电路产生一定的干扰, 为了保证电路能稳定工作, 防止干扰信号对音频放大电路的影响, 应使用电容为电源进行退耦滤波。由此,可基本确定总电路图如下: 电动机单稳态多谐振荡器小信号放大驱动电路-6- 3. 主要元件参数值的分析和计算(1) 电阻的估算电路处于稳态时, 三极管 T 2 饱和导通, 三极管 T 3、T 4 截止, 下面设置静态工作点。 NPN 三极管工作在饱和区时, 集电极电压约为 ~ 。不妨令U CEQ = , 即 U C = 。则集电极负载两端电压为 U RC = -U C = -U CEQ = 。而 R c =U RC /I CQ,I CQ 通常为几毫安。结合工程经验, 并考虑规格因素