声光双控延时电路Word文件下载.docx

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学号：

XXXXXXXXXX

一、电路功能………………………………………………………………………1

二、电路设计………………………………………………………………………1

1、设计思路………………………………………………………………………1

2、电路图…………………………………………………………………………1

3、电路原理………………………………………………………………………1

4、所用元件………………………………………………………………………2

三、各模块工作原理………………………………………………………………2

1、整流模块………………………………………………………………………2

2、延时模块………………………………………………………………2

3、光控模块………………………………………………………………………3

4、声控模块………………………………………………………………3

5、控制信号传递模块……………………………………………………………4

四、电路仿真（Multisim仿真）………………………………………………4

五、心得体会………………………………………………………………………6

六、附录

一、电路功能

本电路即模拟日常生活的声光双控灯。

在黑夜的时候，发出一个声音信号，LED灯就会亮。

其组成部分主要是由驻极体MIC，电压比较器LM358，整流二极管1N4148，光敏电阻和电容。

本电路是模拟楼道中的声光双控延时的电灯。

在白天亮度比较高的时候无论声音多么大电灯都不会亮。

但是到了晚上亮度低的时候，有较大声响的时候等就会发光。

经过一定的延时之后电灯自动熄灭。

二、电路设计

1、设计思路

2、电路图（Multisim仿真电路图）

图1总电路仿真图

3、电路原理

电路电源接220V交流电，通过整流桥整流在左侧电路的上面为高电压，下面那根线为低电压。

当白天时关照较强，光敏二极管为低电阻使得A点处为低电压，不论D点电平的高低，经过两个与非门之后在B点都输出一个低电平，对应D1不导通，C点为低电平晶闸管经过两个与非门之后晶闸管门极为低电平，晶闸管截止。

当夜晚时，光线较暗，光敏二极管为高电阻A点处为高电平，当有声音时最左侧的电阻式麦克风将声信号转换为电信号控制左侧三极管截止，D点为高电平，这样使得B点输出高电平，D1导通C点为高电平，C2和R4构成的电路充电，经过与非门处理之后晶闸管满足导通条件而导通，主电路中的电灯被点亮。

当没有声音时B点仍输出低电平灯不亮。

4、所用元件

220V交流电源，220V电灯，晶闸管2N6507，二极管1N4007，驻极体话筒MIC，整流桥3N258，与非门4011BD，三极管2N2219A，光敏二极管OP999，电容：

100uF、10uF、0.1uF，电阻：

5.1MΩ，120kΩ，56kΩ，100kΩ，1kΩ，2.2MΩ，10kΩ。

三、各模块工作原理

1、整流模块

图2整流电路

由四个二极管构成整流桥进行桥式整流，与左侧晶闸管构成回路，加在晶闸管两端的电压是一脉动直流电压，当晶闸管门极注入电流时晶闸管导通从而主电路导通。

当晶闸管门极没有触发时，晶闸管因脉动直流的零点而关断，从而主回路截止。

在电阻R5的左侧，经过电容C4的滤波和稳压管的稳压，上下两条线之间的电压稳定在9V。

2、延时模块

图3延时电路

延时由电容和电阻构成的RC电路进行延时，电路导通时电容充电，导通信号消失之后，在放电的过程中保持电路导通。

通过调节RC的值可以调节延时时间。

在本电路中时间常数

对于TTL电平，认为2V以上为高电平，则延时时间为

，若想调节延时时间只需要按照

计算即可。

3、光控模块

图4光控电路

光敏二极管具有高光强时低电阻的特性。

二极管阳极接低电平，阴极通过一个大电阻接高电平。

当光强大的时候二极管为低电阻，其阴极为低电平。

当光强小的时候二极管为高电阻，其阴极为高电平，从而实现了对与非门输入端的控制。

4、声控模块

图5声控模块

声控模块由驻极体麦克风和三极管和R1、R3、R7、C1组成。

没有声音时电容输出为高电平，三极管处于导通状态，集电极输出一个低电平，为无效信号。

麦克风收到声音信号之后将声音信号转换成一个微弱的电信号，电信号经过R7、R1、C1组成的基本放大电路之后将在电容输出一个负脉冲，从而三极管截止，集电极为高电平（有效信号），晶闸管导通。

5、控制信号传递模块

图6信号传递电路

该信号传递模块由四个与非门构成，最左侧的与非门的两个输入端分别接声控和光控信号，当两个信号同时为低时经过四个与非门之后给晶闸管一个门极触发信号使，主回路导通。

当两个输入信号不同时为低时，经过一系列传递，晶闸管将不导通。

四、电路仿真（Multisim仿真）

Multisim无麦克风，仿真中使用信号发生器代替，由于无法模拟光敏电阻，光敏电阻用滑动变阻器代替。

当滑动变阻器（光敏二极管）阻值较小的时候，此时相当于白天亮度高的时候，这时候无论信号发生器有无动作，电灯均不会亮。

图7白天时的情况

●当滑动变阻器的阻值较大，此时相当于夜晚时刻。

若此时信号发生器无动作则电灯不会亮。

图8夜晚无声音时的情况

●当滑动变阻器的阻值较大，也就是夜晚时刻，若信号发生器有动作则晶闸管被触发导通，灯泡发光，电灯被点亮，电容C2进行充电。

图9夜晚有声音信号的情况

●在电灯点亮之后控制滑动变阻器阻值下降，则灯泡亮一段时间后突然熄灭。

●晶闸管两侧电压波形如下图所示，当电压过零点的时候晶闸管会关断。

五、心得体会

本次关于声光双控延时电路的电路设计让我收获很多，明确了设计电路的流程，学会了搜集资料的方法。

电路设计并不是一蹴而就的，首先需要在网络上搜集前人的相关设计，在分析很多电路之后，结合各个电路的优点设计自己的电路。

碰到之前没接触过的器件的时候要自主学习，比如这个电路中的麦克风。

电路设计完成之后仿真的时候会发现，设计并不想自己想的那样理想，需要进一步进行参数的调试才能得到理想的结果。

在电路的设计中遇到了很多的问题，但是在王心刚老师和网络的帮助下都一点一点解决了，极大的增强了我的信心。

电路说明：

本电路参数可调：

●调节C2和R4可以改变延时时间

●改变R2的阻值可以控制使灯允许发光的光照强度

●二极管D5可以起到抑制电路控制部分的电压对晶闸管关断的影响。