課題名稱___ 聲光節能雙控開關
所在院系工程系_________
班級學號_____2011
姓名指導老師
時間科技藝術學院工程系
電工電子課程設計任務書
班級： 姓名： 指導教師： 年月日
教研室主任簽字年月日
目錄1 引言4
1.1課題背景4
1.2 課題研究目的和意義4
1.2.1 研究目的4
1.2.2 研究意義5
1.3 國內外概況5
2 方案設計6
3 單元電路設計7
3.1 單元電路1---橋式整流電路7
3.2單元電路2——降壓濾波電路7
3.4單元電路4——光訊號輸入電路9
3.5單元電路5——外接電路9
3.6單元電路6—— 延時控制電路10
4 總體電路原理相關說明11
5 課程設計總結12
6 參考文獻13
1 引言
隨著電子技術的發展，尤其是數字技術的發展，用數位電路技術實現燈的自動發亮、節能節電、延長燈的壽命變得越來越重要，而且貼近我們的實際生活。聲光控電路已成為人們日常生活中必不可少的必需品，它不需要開關，當有人經過時會自動的亮；廣泛應用於走廊、樓道招待所等公共場所，給人們的生活、帶來極大的方便。因此，得到了廣泛的應用。
聲光控電路是聲音和光控制電路工作的電子開關。它將聲音（如擊掌聲）和光轉化為電訊號，經放大、整形，輸出乙個開關訊號去控制各種電器的工作，在自動控制工業電器和家用電器方面有著廣泛的用途。由於，本電路廣泛應用於人們的日常生活中，所以，也有很大的重用作用。
1.1 課題背景
21世紀是乙個現代高科技飛速發展的時代，也因如此，照明燈的需求也在不斷地發展，人類有意識地採用各種方法改進它。照明，不僅改變了人們」日出而作，日落而息「的生活方式，也充斥豐富了我們的精神世界。是的，也許你不禁要問：
」為什麼乙個小小的照明燈有如此神奇的功效。「我想這要歸功它的結構及發明原理啊！這當中到底包含了多少值得我們去探索，發現的奧秘呢？
帶著這個問題，我選擇了這個課題，希望能幫助大家在課題研究中找到答案！
1.2 課題研究目的和意義
1.2.1 研究目的：
通過這次的課題研究我們希望在理清它的發展脈絡上進一步了解它的發明原理，將平時所學習的知識運用到實驗探索上，這對提高我們的動手能力，創新意識，及鍛鍊思維活動無疑是乙個莫大的幫助。也學會如何用電的知識解決與專業相關的實際問題。
1.2.2 研究意義：
用聲光控延時開關代替住宅小區的樓道上的開關，只有在天黑以後，當有人走過樓梯通道，發出腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮，提供照明，人們進入家門或走出公寓，樓道燈延時幾分鐘後會自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓燈也不會亮，可以達到節能的目的。聲光控延時開關不僅適用於住宅區的樓道，而且也適用於工廠、辦公樓、教學樓等公共場所，它具有體積小、外形美觀、製作容易、工作可靠優點，適合於各種樓房走廊的照明裝置。
1.3 國內外概況
隨著全球經濟一體化，發達國家產業調整的步伐進一步加快，一般照明電器產品生產大量向發展中國家轉移，而中國又是乙個比較適合的國家，一是中國具備生產這些產品的條件，二是勞動力成本比較低，從而使中國逐步成為照明電器產品出口大國。展望未來的國內市場，需求仍會呈逐年增長趨勢，以下強力因素都預示著我國照明市場仍有很大的潛力可挖 。基礎設施建設方面：
機場 、鐵路 、港口、城市軌道交通等訊速發展，每一項工程均需要照明 。城市亮化工程方面：城市廣場、綠地、道路、建築物泛光照明，已從大城市發展到中小城市。
根據國內外市場需求**，我國照明電器行業的高速增長期還將繼續，所以提高照明電路的質量和檔次就非常的需要了。
2 方案設計
根據任務書確定設計方案，框圖如下：
圖1整體框圖
如圖1所示，本設計主要由橋式整流電路、降壓濾波電路、聲音頻號輸入電路、光訊號輸入電路、延時控制電路以及外接電路6部分組成。
橋式整流電路將220v市電變成脈動直流電壓，再經過限流，穩壓，濾波輸出12v直流電壓，為整合塊及三極體提供電源。聲音頻號和光敏電阻感受到的光訊號以「與」的關係來控制整合塊輸出高低電平，構成的延時電路，實現自動延時，然後整合塊的輸出控制閘流體的導通和斷開，從而控制燈泡的亮與滅。
3 單元電路設計
3.1 單元電路1---橋式整流電路
圖2 橋式二極體整流電路
它是由圖2中的二極體d2、d3、d4、d5組成。其功能是將220v的交流市電轉換為脈動直流電壓。
整流電路的工作原理 ： 橋式整流電路是最基本的將交流轉換為直流的電路，
圖3 降壓濾波電路
由圖3中的電阻r7、電容c2和穩壓管d6組成。電路中燈泡也起到了很重要的降壓作用。橋式整流電路輸出的脈動直流電壓經過r7限流降壓，電容c2濾波，從而得到比較小的直流電壓加到穩壓管d6上，獲得12v的直流電壓，作為控制電路的直流電源。
圖4 聲音頻號電路
由圖4中的駐極體話筒mic、電阻r1、r2、r3、電容c1和三極體q1組成。
駐極體話筒的基本結構是由一片單面塗有金屬的駐極體薄膜與乙個上面有若干小孔的金屬電極（背電極）構成。駐極體面與背電極相對，中間有乙個極小的空氣隙，形成乙個以空氣隙和駐極體作絕緣介質，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個電極構成乙個平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。
由於駐極體薄膜上分布有自由電荷。當聲波引起駐極體薄膜振動而產生位移時；改變了電容兩極板之間的距離，從而引起電容的容量發生變化，由於駐極體上的電荷數始終保持恆定，根據公式：
q =cu
所以當c變化時必然引起電容器兩端電壓u的變化，從而輸出電訊號，實現聲—電的變換。由於實際電容器的電容量很小，輸出的電訊號極為微弱，輸出阻抗極高，可達數百兆歐以上。因此，它不能直接與放大電路相連線，必須連線阻抗變換器。
通常用乙個專用的場效電晶體和乙個二極體復合，組成阻抗變換器。
聲音頻號輸入電路的工作原理：當沒有聲音時，三極體q1工作在飽和狀態，cd4011的2腳為低電平；當有聲音時，聲音頻號經話筒mic轉換為電訊號後經c1耦合至三極體q1放大，q1由飽和進入放大狀態，其集電極由低電平轉變成高電平並送入積體電路cd4011的2腳。
圖5 光訊號輸入電路
它是由圖5中的電阻r4和光敏電阻rg組成。
光敏電阻的工作原理是基於內光電效應。在半導體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼裡就構成光敏電阻。光訊號輸入電路的工作原理：
光的強弱經光敏電阻rg轉換為高、低電平後送入積體電路cd4011的1腳。白天光線射到光敏電阻rg上時，其阻值變得很小,則光敏電阻的電壓u1也很小。
cd4011的1腳為低電平，則3腳被鎖定為高電平，與2腳的輸入高低電平無關，所以電路封鎖了聲音通道，使聲音頻號不能通過，即燈泡亮滅不受聲音控制。這時，門u1a的3腳輸出的高電平經過門u1b、u1c、u1d三次反相後成低電平，閘流體d7無觸發訊號不導通，燈不亮。夜晚，rg因無光線照射呈高阻。
則光敏電阻的電壓較大。則與非門u1a的輸入端1腳變成高電平，門u1a的3腳輸出狀態受2腳輸入電平的控制，這為聲音通道的開通創造了條件。
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