小型電子產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計與制作(doc 17頁).doc

試題3.1串聯(lián)穩(wěn)壓電源的設(shè)計與制作功能分析利用具有單向?qū)щ娦阅艿臉蚴秸髟?，將正負交替變化的正弦交流電壓變換成單方向的脈動直流電壓。利用電容濾波電路盡可能地將單向脈動直流電壓中的脈動部分（交流分量）減小，使輸出電壓成為比較平滑的直流電壓。利用串聯(lián)穩(wěn)壓電源使輸出直流電壓在電源發(fā)生波動或負載變化時保持穩(wěn)定。原理框圖完整電路圖試題3.3正弦波發(fā)生器的設(shè)計與制作首先利用LM358采用文式橋振蕩方式產(chǎn)生正弦振蕩產(chǎn)生正弦波,Rp3,R4,R3組成負反饋電路,使產(chǎn)生的信號保持穩(wěn)定,具有較小的失真,然后通過第二級運放LM386將正弦波變放大，盡量減小產(chǎn)生的失真.通過調(diào)節(jié)雙聯(lián)可調(diào)電容C1,C3可以實現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié),電壓的調(diào)節(jié)依靠可調(diào)電阻R6,.為使輸出波形更接近正弦波一個正弦波振蕩器主要由以下幾個部分組成。（1）放大電路（2）正反饋網(wǎng)絡(luò)（3）選頻網(wǎng)絡(luò)（4）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)放大電路RC選頻網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)幅電路調(diào)節(jié)幅值大小幅值放大輸出試題3.4簡易4路搶答器的設(shè)計與制作4名選手編號為：1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應(yīng)，也分別為s1，s2，s3，s4。(2)k1給主持人設(shè)置一個控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。(3)搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。74ls373為地址鎖存器g點為鎖存控制端試題3.5數(shù)顯定時器的設(shè)計與制作兩位數(shù)顯式秒定時器的定時時間為30s和60s。該電路是由一只集成電路555多諧振蕩器輸出的1秒脈沖信號作為時基信號而組成的電路。Cd4518內(nèi)含為兩個二、十計數(shù)器、CD4511是一個用于驅(qū)動共陰極LED（數(shù)碼管）顯示器的BCD碼七段碼譯碼器振蕩頻率為：=1555多諧振蕩器產(chǎn)生1S脈沖60S或30秒計數(shù)器（cd4518）譯碼 驅(qū)動顯示60S或30秒計數(shù)選擇電路復(fù)位電路試題3.7簡易測頻儀的設(shè)計與制作T=1.1RC=試題3.8音頻放大器的設(shè)計與制作NE5532構(gòu)成的前置放大電路放大倍數(shù)為Au=1+R5/R4=23音頻信號輸入帶通濾波器R1 C1 R2 C2同相比例運算放大器信號輸出電路試題3.9四路呼叫器的設(shè)計與制作555定時器即實現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)的輸出的時間是5秒，那就對應(yīng)的時間T=1.1RCT=1.1RC=1.1*470*103*10*10-6=5秒能通過按鍵S1S4進行呼叫，任意一個按下蜂鳴器將發(fā)出5S的報警聲呼叫按鈕S1S44002或非門產(chǎn)生觸發(fā)信號555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生5秒脈沖報警電路試題3.10三角波發(fā)生器的設(shè)計與制作三角波發(fā)生電路三角波電路波形可以通過積分電路實現(xiàn)，把方波電壓作為積分運算電路的輸入，在積分運算電路的輸出就得到了三角波。1）集成運放的選擇由于方波的前后沿時間和滯回比較器的轉(zhuǎn)換速率有關(guān)，當(dāng)方波頻率很高或方波前、后沿要求較高時，應(yīng)選擇高速集成運算放大器來組成滯回比較器。（2）穩(wěn)壓管的選擇穩(wěn)壓管的作用是限制和確定方波的幅度。此外，方波幅度和寬度的對稱性也與穩(wěn)壓管的對稱性有關(guān)。為了得到穩(wěn)定而且對稱的方波輸出，通常選用高精度雙向穩(wěn)壓管。R3是穩(wěn)壓管的限流電阻，其值根據(jù)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電流來確定。（3）分壓電阻R1和R2的阻值的確定R1和R2的作用是提供一個隨輸出方波電壓而變化的基準電壓，并由此決定三角波的輸出幅度。所以R1和R2的阻值應(yīng)根據(jù)三角波輸出幅度的要求來確定。而且當(dāng)要求三角波的幅度可以調(diào)節(jié)時，可以選擇用電位器來代替R1、R2。（4）積分元件R和C參數(shù)的確定R和C的值應(yīng)根據(jù)方波和三角波發(fā)生器的振蕩頻率來確定。當(dāng)分壓的電阻R1和R2的阻值確定后，先選擇電容C的值，然后確定R的值。而且為了減小積分漂移，應(yīng)盡量將電容C的值取大些。但是電容量大的電容漏電也大，所以通常積分電容應(yīng)不超過1uF4、參數(shù)計算方波周期、頻率計算：T=2RCln(1+2R1/R2) f=1/T副值：Ut=R1/(R1+R2)*Uz三角波副值：Ut=Uz*R1/R2周期、頻率計算：T=4*R1*R*C/R2f=R2/(4R1RC)=2/(410.510.001)所以R為500歐姆滯回比較器產(chǎn)生方波積分電路產(chǎn)生三角波試題3.11 基于單片機的八路廣告燈的設(shè)計與制作單片機上電復(fù)位電路 阻容復(fù)位時電容為10uF,電阻為10KAT89C51單片機晶振電路上電復(fù)位電路八路廣告燈試題3.12 聲光控開關(guān)的設(shè)計與制作聲光控延時開關(guān)的電路原理圖見圖所示。電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路CD4011，其內(nèi)部含有4個獨立的與非門G1G4，使電路結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高。顧名思義，聲光控延時開關(guān)就是用聲音來控制開關(guān)的“開啟，若干分鐘后延時開關(guān)“自動關(guān)閉。因此，整個電路的功能就是將聲音信號處理后，變?yōu)殡娮娱_關(guān)的開動作。明確了電路的信號流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個單元，由此可畫出圖2所示的方框圖。結(jié)合圖2來分析圖1。聲音信號(腳步聲、掌聲等)由駐極體話筒接收并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)C3耦合到V1的基極進行電壓放大，放大的信號送到與非門(G3)的2腳，R4、R9是V1偏置電阻，C4是電源濾波電容。為了使聲光控開關(guān)在白天開關(guān)斷開，即燈不亮，由光敏電阻R10等元件組成光控電路，R6和R10組成串聯(lián)分壓電路，夜晚環(huán)境無光時，光敏電阻的阻值很大，R10兩端的電壓高，即為高電平，t=2R3C2，改變R3或C2的值，可改變延時時間，滿足不同目的。G1和G4構(gòu)成兩級整形電路，將方波信號進行整形。當(dāng)C2充電到一定電平時，信號經(jīng)與非門G1、G4后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開關(guān)閉合；C2充滿電后只向R3放電，當(dāng)放電到一定電平時，經(jīng)與非門G1、G4輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開關(guān)斷開，完成一次完整的電子開關(guān)由開到關(guān)的過程。二極管D1D4將交流220V進行橋式整流，變成脈動直流電，又經(jīng)R1降壓，C1濾波后即為電路的直流電源，為MIC、V1、IC等供電。試題3.13 簡易廣告彩燈電路的設(shè)計與制作1、每個8050三極管可以驅(qū)動八到十六個發(fā)光二極管。只有相同發(fā)光電壓(不同顏色的發(fā)光電壓一般不同)的發(fā)光二極管才可以并聯(lián)使用。可以將發(fā)光二極管接成需要的圖案，表達設(shè)計者的意圖。2、彩燈閃爍的周期是：T=0.7(R1+R3)C2+0.7(R2+R4)C1根據(jù)閃爍快慢要求選擇R1,R2,R3,R4,C1,C2的參數(shù)。調(diào)節(jié)電位器R1、R2的大小，可以改變閃爍速度。3、電壓過高會燒壞發(fā)光二極管。工作電壓從3v開始調(diào)大，當(dāng)提供的電源電壓高于5v后應(yīng)當(dāng)串入一個2.227歐姆的電阻作為限流電阻，以免燒壞發(fā)光二極管。R1,R2,R3,R4,C1,C2組成定時模塊Q1 Q2電子開關(guān)LED顯示試題3.14 簡易密碼鎖的設(shè)計與制作:用密碼去控制各位D觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，達到密碼開鎖的目的；用按鈕開關(guān)去控制電子門鈴的觸發(fā)信號，達到按響電子門鈴的目的。按此構(gòu)思，可得實訓(xùn)電路如圖1所示。1.四位密碼鎖主體電路在圖1中，四個D觸發(fā)器N1N4構(gòu)成四位密碼電路，本電路密碼設(shè)定為1469，S1、S4、S7、S9分別是1、4、7、9四位密碼的按鈕端；平時四個D觸發(fā)器的CP 端皆懸空相當(dāng)于1狀態(tài)，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。當(dāng)按下S1時，CP1為低電平，松手后S1自動恢復(fù)高電平，CP1獲上升沿，此時Q1=D1=1；再按下S4時，CP2為低電平，松手后S4自動恢復(fù)高電平，CP2獲上升沿，此時Q2=D2= Q1=1；同理，按下S7并松手后，Q3=D3= Q2=1；按下S9并松手后，Q4=D4= Q3=1，用此Q4=1去控制開鎖機構(gòu)即可。此處用R2和LED顯示來代替開鎖機構(gòu)開鎖。2.置零與電子門鈴控制電路圖1中，C2因電壓不能突變，在接通電源瞬間C2電壓為零使N1N4各位皆為零。 S0既用于四個D觸發(fā)器直接置零，又用于控制電子門鈴CL9300A的觸發(fā)端。當(dāng)S0=0時，通過G5、G4使N1N4直接置零；同時，通過G3使CL9300A的觸發(fā)端獲高電平而起振，發(fā)出門鈴聲。3.延時電路開鎖時，Q4=0，G1=1，經(jīng)R1、C1延時后，G2=0，G5=1， G4=0，使 N1N4為零，結(jié)束開鎖狀態(tài)。D觸發(fā)器密碼輸入電路開鎖C1 R6組成延時模塊試題3.15 秒表的設(shè)計與制作555定時器產(chǎn)生1Hz脈沖百進制計數(shù)器CD4518譯碼、驅(qū)動顯示試題3.16 聲光停電報警器的設(shè)計與制作光耦器件4的強、弱電隔離；工作原理：該裝置由交流檢測器（左半部）和音頻振蕩器（右半部分）組成。交流電V經(jīng)VD整流，得到V直流高壓。此直流一路經(jīng)R1使LED1發(fā)光，另一路經(jīng)送入耦合器4N25的1腳，使內(nèi)部的發(fā)光管點亮，光照射到光電晶體管上，此光電晶體管呈低導(dǎo)通，將基極電位拉到地電位，音頻振蕩器無法正常工作，與發(fā)光二極管均無流過，既不發(fā)聲也不發(fā)光。一旦突然停電，C1兩端的300V檢測電壓消失，LED1熄滅，光電耦合器中內(nèi)部的發(fā)光管也隨之熄滅，光電晶體管沒受到光照呈高阻，VT1的基極不再被光耦短接到地，VT1、VT2等元件組成的音頻振蕩器滿足振蕩條件，開始振蕩使揚聲器和LED2發(fā)聲發(fā)光，有關(guān)人員聞訊斷開SA，此后改為人式報警。當(dāng)市電恢復(fù)供電時，LED1發(fā)光，這時可以再改為自動報警。制作調(diào)試：調(diào)整R4或C2的數(shù)值可以改變音調(diào)的高低。如有交流聲可將C1換為0.47uF/400V，以增強濾波效果。交流檢測器光耦器件4N25音頻振蕩器報警試題3.17 簡易信號發(fā)生器的設(shè)計與制作 圖中的8038 為函數(shù)發(fā)生器專用IC，它具有3 種波形輸出，分別正弦波、方波和三角波，8038的第10腳外接定時電容，該電容的容值決定了輸出波形的頻率，電路中的定時電容從C1至C3決定了信號頻率的3個倍頻程，從0.1F開始，依次減小十倍，直到100pF，頻率范圍相應(yīng)地從10Hz100Hz10kHz。圖中RW4 為調(diào)節(jié)幅度大小電位器，用于改變輸出波形的幅值。整個電路的頻率范圍為10Hz10kHz，Ua741為同相比例運放，做功率放大函數(shù)發(fā)生器專用集成電路ICL80382頻段選擇電路方波占空比調(diào)節(jié)輸出方波輸出正弦波輸出三角波運算放大 ICL8038實物圖 ICL8038引腳圖腳1、12（Sine Wave Adjust）：正弦波失真度調(diào)節(jié)； 腳2（Sine Wave Out）：正弦波輸出； 腳3（Triangle Out）：三角波輸出； 腳4、5（Duty Cycle Frequency）：方波的占空比調(diào)節(jié)、正弦波和三角波的對稱調(diào)節(jié)； 腳6（V+）：正電源10V18V； 腳7（FMBias）：內(nèi)部頻率調(diào)節(jié)偏置電壓輸； 腳8(FM Sweep)：外部掃描頻率電壓輸入； 腳9（SquareWaveOut）：方波輸出，為開路結(jié)構(gòu)； 腳10（TimingCapacitor）：外接振蕩電容； 腳11（V orGND）：負電原或地； 腳13、14（NC）：空腳。試題3.18 數(shù)顯邏輯測試電路的設(shè)計與制作電路設(shè)計要求要求制作的邏輯筆能方便地顯示四種邏輯狀態(tài)。即當(dāng)被測電壓UI為直流低電平(UI0.4V)時，顯示“0”;當(dāng)被測電壓，UI為直流高電平 (UI1/2VCC)時，顯示“1”，當(dāng)被測電壓UI為交流電平時(UI18V)，顯示“P”；當(dāng)輸入為高阻態(tài)時，不顯示。電路設(shè)計及原理說明整個電路主要由三極管 V1、V2 、CD4511、數(shù)碼管等元器件組成。當(dāng)輸入電平低于0.4V時，三極管V1截止，IC1輸入端A、D為低電平，B、C為高電平，則IC1的輸出端a、b為低電平，c、d、e、f、g為高電平。由于IC1的輸出端a、 f未接數(shù)碼管，數(shù)碼管只有c、d、e、f、g為高電平，因為數(shù)碼管做了倒置，故顯示狀態(tài)為上半部的0。 當(dāng)輸入為高電平時，三極管V1飽和，UI通過二極管VD1加入，使IC1 輸入端A、B、C均為高電平，D為低電平，相當(dāng)于DCBA輸入為 0111狀態(tài)，IC1輸出端d、e、f、g為低電平，a、b、c為高電平，由于 IC1輸出端a未接數(shù)碼管，數(shù)碼管上只有b、c極得到高電平，故顯示1。 當(dāng)輸入端為高阻態(tài)時，三極管V1飽和，IC1各輸入端A、B、C、D、 BI均為低電平。故IC1各輸出端均為低電平，數(shù)碼管不顯示。 當(dāng)輸入為交流信號時，若頻率較高時，數(shù)碼管顯示P，頻率較低時，P 字作閃爍顯示。 三極管V2與發(fā)光二極管LED等組成恒流源，電容C1為加速電容使測試筆能測試較高的頻率。電容C2為儲能電容。元件選擇（1） V1、V2：可選三極管9014。 （2） IC1：選用COMS集成BCD-七段鎖存/譯碼/驅(qū)動器CD4511。 （3） VD1：選用二極管2AP9。 （4） 數(shù)碼管：共陰極數(shù)碼管。 （5） C1、C3瓷介電容，C2選用耐壓大于25V的電解電容器。 其他元器件可參考電路圖中的參數(shù)。信號輸入V1信號檢測Cd4511、鎖存譯碼驅(qū)動顯示試題3.19 場效應(yīng)管功放電路的設(shè)計與制作NE5532構(gòu)成的前置放大電路放大倍數(shù)為Au=1+R5/R4=23音頻信號輸入帶通濾波器R1 C1 R2 C2同相比例運算放大