文档介绍：模拟电子技术
课程设计报告
现代测试技术课程课外作业设计说
明书LED旋律灯
院 系： 机电工程学院
专 业： 电子信息工程
年级（班级）： 2班
姓 名： 黄晨激
学 号： 201540821015
2016年9月23日
本次设计的LED旋律灯的功能要求如下：
通过驻极体话筒（声音传感器）检测外界的声音变化，控制 LED灯的亮度
随着外界声音的大小变化而变化。
将之放在喇叭旁，然后让音乐响起，可以看到 LED灯随着音乐的节奏闪动， 使您感受到音乐与灯光的美妙结合，从而得到更舒适的享受。
1、方案论证
控制方法选择
本设计有两种控制方法，其一是使用电容、电阻以及三极管用模拟电路的方 式控制，其二是使用单片机的数字电路的方式控制。
使用电容、电阻以及三极管用模拟电路的方式控制。
这种控制方法电路简单，只需要三个电阻、两个电解电容及两个三极管就可 以简单的实现控制。
由于使用的元器件少，所以焊接容易。
最重要的还是经济实惠，一个三极管只需要一毛钱就能买到，而单片机却需 要五块钱一个。
但缺点是需要仔细计算电路中使用的电阻电容及三极管的参数以使之符合 预期的要求。
使用单片机的数字电路的方式控制
这种控制方法电路也简单，因为在单片机中本身就集成有各种放大等实用的 电路，故只需要一个单片机主控制就能实现预期目标， 并且还能在目标条件不变 的情况下，通过写入单片机的程序来增加 LED灯的多种花样。
不需要复杂的参数计算，只要用软件的方法即可轻松控制。
缺点主要就是前面提到的成本高，其次焊接难度较大，因为使用单片机必须 要制作单片机最小系统，且需要编写软件。
综上所述，从经济和简易的角度出发，本次设计选择用模拟电路的方式来控 制。
放大电路选择
由于驻极体话筒的输出信号非常微弱，为方便后级电路处理要先行放大。
放大电路可以选择三极管放大，也可以选择运算放大器。
三极管单管的放大效果对于后级负载较重的情况不是很明显， 这时候就需要
多级放大，但其中的耦合问题是比较困难度的。而运算放大器则没有这个顾虑， 但运算放大器的引脚较多，焊接难度稍大一些，且价格也高出三极管很多，一个 音频专用的NE5532AN 。
本次设计的后级电路简单，只有三个 LED灯，最大只需要将驻极体话筒的 输出电压放大到3V即可，故选用三极管放大既经济又能满足要求。
设计框图
整个系统分为四个部分，电源电源驱动电路、声音信号检测电路、信号放大
电路以及显示电路。电源驱动电路将 +3V的直流电源输入到系统中给系统供电， 由声音信号检测电路检测到外界声音信号的变化经转换成电压信号从而输出到 信号放大电路部分，将放大了的信号用来驱动后级负载，即三个 LED灯显示, 由于驻极体话筒受外界环境，如温度，湿度等的影响较小，故不需要加补偿电路
2、电路原理
该电路由电源电路、声音传感器放大电路、 LED发光显示电路组成。
电源输入后经电解电容C1滤波，提供给电路；
声音传感器将声音信号转化为电压信号， 经电解电容C2耦合，再由9014型 的三极管Q1放大，再将放大后的信号送到9014型三极管Q2的基极，控制其集 电极的电压大小，从而达到控制加在LED灯上的电压的大小，进而控制其亮度。 声音越大，LED灯就越亮。
LED旋律灯电路原理图
注：图中以2K的电位器代替声音传感器（万用表测得声音传感器的阻值最大不超过 2K）
、声音传感器选型
3、器件选型
本设计中声音传感器选择两个引 脚的驻极体电容式话筒。
概述
这种话筒没有型号之分，相同引脚数的话筒可以代替，只是存在性能上的差 别。
驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于 盒式录音机、无线话筒及声控等电路中，属于最常用的电容式话筒。由于输入和 输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器， 为
此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。
工作原理
高分子极化膜上生产时就注入了一定的永久电荷 （Q）,由于没有放电回路，
这个电荷量是不变的，在声波的作用下，极化膜随着声音震动，因此和背极的距 离也跟着变化，也就是锁极化膜和背极间的电容是随声波变化的。
电容上电荷的公式是 Q=C • U,反之U=Q/C也是成立的。驻极体总的电荷 量是不变，当极板在声波压力下后退时，电容量 C减小，电容两极间的电压就 会成反比的升高，反之电容量增加时电容两极间的电压就会成反比的降低。 最后
再通过阻抗非常高的场效应将电容两端的电压取出来， 同时进行放大，我们就可
以得到和声音对应的电压了。
灵敏度检测
在本设计中应用的驻极体话筒，其灵敏度直接影响