電子線路設計實訓報告

2022-03-05 07:03:44 字數 2956 閱讀 4494

目錄一、設計題目: 1

二、題目具體要求: 1

三、總體方案設計: 1

四、單元電路的設計: 2

1、紅外置收電路: 3

2、訊號整形放大電路: 4

3、電子開關: 5

4、雙穩態觸發器及照明電路: 6

五、整體電路分析: 7

六、元件明細表: 8

七、設計結果驗證: 8

八、電路的說明書: 8

九、心得體會: 9

十、參考資料: 9

實訓報告

紅外遙控燈。

紅外遙控照明燈,可使用電視機、影碟機和錄影機的遙控器進行控制,遙控距離為8m左右,能有效控制照明燈的明滅。

紅外遙控燈應該包括紅外光接收電路、訊號整形放大電路、電子開關機雙穩態電路組成。其系統框圖如下:

紅外光接收電路接收紅外遙控器發出的光訊號,產生高低不平的交流電訊號,輸入到整形放大電路,該電路濾去直流成分,並對交流訊號放大整形。經處理後,訊號幅度能達到0.7v以上,電子開關隨之開閉。

同時在雙穩態輸入端產生明確的數碼訊號,改變觸發器的狀態,並進而操控發光二極體的明滅。

以下是設計總圖,該電路由訊號接收電路、訊號整形放大電路、雙穩態觸發器及電子開關電路構成。-

該電路很簡單,紅外置收頭接收到紅外光時3端電平降低,當遙控器對其作用時,能在3端形成乙個交流脈衝,其輸出電壓幅度約為0.05v。紅外置收頭內部放大器的增益很大,很容易引起干擾,因此在接收頭的供電腳上須加上濾波電容,一般在22uf以上,此處放置乙個47uf的電容。

該電路運用的是電晶體的電流放大功能,電路中電容c2的作用是濾去直流的干擾,並防止對前一級充電。為了設定合理的靜態工作點,此電路中放置滑動變阻器r1以引入合適的靜態電流。考慮到電晶體工作在放大區時,基極電位約為0.

7v,集電極電位約為0.3v,而電晶體的電流放大倍數β值約為100;有以下計算:

帶入數值,有:

同時由於電晶體9013的工作功率不能太大,其集電極靜態電流為毫安級別可令為,由公式②可推算出(由於不同導致值不同,的值只能估算),在此電路中置滑動變阻器為500。

對於交流部分:

而所以有:

從這裡可以看到,交流電壓的放大倍數為百倍級別,大體估算,紅外置收電路傳送出來的電脈衝經過整形放大電路後波幅能達到0.7v以上,足以開閉後面的電子開關,。

該電子開關的實質是是乙個由基極電壓控制通斷的三極體,當前級送過來的電壓高於0.7v時,三極體導通,集電極電位約為0.3v,當基極電壓不足0.

7v時,三極體截止,其集電極電位約為,達到3v以上,分別設定為(大體可參考訊號放大電路元件引數計算部分,細節不再贅訴)。

該電路實質是把乙個jk邊沿觸發器改造成乙個t觸發器,當有下降沿到來時,觸發器狀態翻轉。

jk觸發器的特性表如下:

根據其特性,很容易改造成t觸發器。

以下為電路總圖:

此電路中紅外線接收頭接收紅外光,在三端輸出一串電脈衝(包括直流部分),經過電容過濾後,交流成分經過訊號放大電路放大後輸入電子開關中電晶體的基極;當基極電位高於0.7v時,電晶體導通,jk觸發器輸入低電平;當電晶體基極電位低於0.7v時,電晶體截止,jk觸發器輸入高電平……如此反覆,jk觸發器就能不斷接收下降沿,狀態就不斷翻轉,發光二極體就能隨之明滅。

這個電路我曾經嘗試了三次才獲得成功,主要的問題是,訊號整形放大電路電壓放大倍數不達標,輸出不能達到0.7v以上。通過計算驗證,後來才發現電阻設定不合理,基極電流太大,三極體達到飽和,無法正常放大訊號,波形失真。

後來引入滑動變阻器,調節合適的靜態工作點,才去的教人滿意的結果。

該電路還可以做如下一些改進,訊號放大部分可以用npn和pnp電晶體組成達林管取代單一的三極體,這樣放大倍數更大,放大效果跟明顯。

該電路的有效遙控距離為18公尺,在此範圍內,通過遙控器能有效的控制照明燈的明滅,達到了設計要求。其工作電壓為6v,工作溫度為-30℃到 +100℃,水平半功率夾角30°,垂直半功率夾角30°。紅外光接收波長最小值為940nm;可以使用一般家用遙控器,但只要部分鍵適於控制,可以試著嘗試不同的按鍵。

以前沒有做過電路設計,最多照圖焊過一些電路,那個時候只要按圖索驥般的對照圖紙把電子元件乙個乙個的焊上電路板,感覺那些元件的引數設定的都是理所當然的,只要依次的元器件正確的焊上,甚至隨便焊個不同的引數的元器件也能工作,但有時結果並非如此。我在焊電路時才發現,當我明明按圖紙焊好元件時,電路並非按你所期望的工作。也許是元件引數參差不齊,也許是你拿到了個壞的元件,也許是老師個的元件並不匹配,甚至也許是電路設計並不妥當。

可見,在焊電路時,乙個考慮周全的電路圖是多麼重要!

我們做電路的,最重要的是設計好乙個電路,最難的也是這塊,而焊接只是很簡單的一塊。其中,我覺得設計電路最難的就是引數設定。乙個電路框架可能沒有錯,但只要元件引數設定不對,結果就可能截然不同。

我曾親眼看過很多同學的電路框架沒錯,但就是執行不出結果,也親身幫助過他們排錯。檢查電路是否焊對、看看哪個點是否錯焊還是虛焊……可到頭來就是找不出問題之所在,後來大體心算一番,才恍然大悟,原來是元器件引數設定不對!可以說,這種錯誤是很難發現的,不像焊接這一塊,焊錯了可以看到,但引數設計不對是看不見摸不著的,也許你要用到萬用表、示波器才能發現一些蛛絲馬跡。

可見,元器件引數的設定上不能馬虎,開始設計好了可以減少很多排錯任務。

在這次實習中,我總共焊過三塊電路,前兩塊都失敗了,到第三次才成功。發明之王愛迪生說過,失敗乃成功之母,這句話確實有理,雖然前兩次都是沒成功,可這些汗水並沒有白費。我在不斷的失敗中不斷的測試不斷的嘗試以及不斷的改進,所以才會有後來的成功。

給我的教訓就是不要害怕失敗,多失敗幾次就會成功的!

還有,給別人的電路檢錯是一種不錯的學習方法,這樣很可以鍛鍊自己的能力,可以讓你很快就對這個電路上手,也能學到別人的設計思維,更重要的是,你能學到很多電路元件引數設計的知識。

這次實訓讓我不僅學會了電路設計,熟練了電路焊接看,更重要的是把握了兩種的這種結合關係!總得來說,這次實訓讓我受益匪淺。

1.、數字電子計數基礎(第三版):74ls112(jk邊沿觸發器)的真值表。

2、實用電子電路一百例。

電子線路設計報告

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