降压斩波电路.docx

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降压斩波电路

1选题背景

现今社会的进程，人们对家庭的生活的要求越来越高，现在很多家庭都是快节奏的生活每天都是在工作一天，到了家里想要一个比较安静的环境，但是常常有客人到来敲门显得很烦人，对造访者来说，敲门也显得粗鲁，这样就造就了心情不好，

1.1指导思想

电子门铃是音乐集成电路的最基本、最简单的应用。

通过利用电子音乐集成电路制作一款音乐电子门铃，并且在按下门铃开关后，门铃会交替两种不同的音调的声音。

1.2方案论证

方案一：

利用KD-9300制作的音乐电子门铃电路如图1-2-1所示，当按下按钮时，电路被触发，触发信号从门铃集成电路3脚输入，门铃集成电路被触发，从5脚输出音乐信号，经三极管放大到扬声器发声，扬声器中便发出音乐声，唱完后电路又进入休眠状态。

图1-2-1方案一

方案二：

如图1-2-2，SA是门上的按钮开关，在平日没有按下的时候，C1无法接通不进行充电，因而C1处电压为0，NE555的4端口（复位端）一直处于低电平，导致3端口输出一直为0，扬声器无法工作。

而C2通过R2、R3、R4进行充电，充满电后，其电压约为电源电压。

当按下SA时，当VCC的电流流过二极管对C1进行充电，其两端电压升高，4端口的电压也开始逐渐升高。

同时C2开始对端口7进行放电，电容的电压下降，当其由VCC下降R到2/3的VCC时，放电管导通，3端口输出为低电平，但当下降到1/3VCC时，放电管截止，C2则开始充电，3端口理应输出为低电平，但是由于控制4端口的电容C1的电压还没有充好电，4端口仍旧输出0，使输出端口3强制输出0，扬声器不工作。

当C1充好电之后，4端口为高电平，然后输出端3即可输出1，这样扬声器可以工作，发出“叮咚”的响声。

图1-2-2方案二

综合考虑，采用方案一。

方案一与方案二相比电路简单，成本低，电路的功耗小，接入3V的电池即可工作，响应速度也可以满足一般需求。

1.3基本设计任务

设计一个叮咚门铃电路，设一个按钮，按下门铃按钮时发出门铃的“叮咚”声，松开门铃按钮时，不发出声音。

正常人的听力范围在20Hz~20000Hz，而1000Hz~5000Hz则是人耳最敏感的声音频率范围，因此“叮咚”声最好在这个范围内或者左右。

“叮咚”两声频率要求差距比较大，声音持续时间要求合适，且按一次按钮，“叮咚”声循环重复几声后断开。

电路最好能功能低。

1.4发挥设计任务

（1）按下开关按钮时发出“叮咚”声；

（2）按下开关按钮时二极管发光。

1.5电路特点

元器件少，成本不高，功耗低，整体原理简单

2电路设计

2.1总体原理图

图2-1所示

图2-1总体原理图

2.2工作原理

音乐门铃是采用音乐集成电路为核心器件，生产厂预先将乐曲信号储存在芯片中，每按一下触发开关，电路将自动接通，并将声音信号送入晶体三极管基极，放大后推动扬声器发出声音。

一曲完毕，自动切断电源。

音乐集成电路是一种乐曲发生器，可以向外发出固定的存储的乐曲。

音乐集成电路简称音乐ic，又称为音乐片。

它具有体积小、外接元器件少、价格低、功能全及使用方便等特点。

音乐集成电路的内部包括振荡器、节拍控制器、节奏发生器、曲调存储器、包络发生器和前置放大器等单元。

以上为音乐门铃的基本原理。

接下来将介绍制作音乐门铃时需要选用的一些元器件。

我们在制作音乐门铃时也需要选用音乐集成电路。

我们就用型号为HFC376-08为例，当然我们可以根据自己的喜好来选择音乐集成电路。

晶体三极管选用NPN型中功率硅管，如9014等，要求电流放大系数β大于80就可以了。

电容器C选用瓷介电容阻，扬声器BL选用0.25w/8Ω，按钮开关SA选用电铃按钮开关或小型的复位开关。

3电路原理及芯片介绍

3.1门铃芯片

选用KD-9300型门铃芯片，门铃芯片是一个声音存储器，把你想要的声音存储在芯片中，通过三级管放大扬声器把声音发出来。

3.2三极管

三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。

它最主要的功能是电流放大和开关作用。

三极管顾名思义具有三个电极。

二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。

其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。

由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。

　　三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。

三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观，有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。

实际上箭头所指的方向是电流的方向。

电子制作中常用的三极管有90××系列，包括低频小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪声管9014（NPN），高频小功率管9018（NPN）等。

它们的型号一般都标在塑壳上，而样子都一样，都是TO-92标准封装。

在老式的电子产品中还能见到3DG6（低频小功率硅管）、3AX31（低频小功率锗管）等，它们的型号也都印在金属的外壳上。

3.3电容

电容（或电容量，Capacitance）指的是在给定电位差下的电荷储藏量；记为C，国际单位是法拉（F）。

电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。

电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上；造成电荷的累积储存，最常见的例子就是两片平行金属板。

也是电容器的俗称。

瓷片电容是电子元器件，主要由陶瓷的材料做成的隔离介子，属于绝缘体。

本设计中用0.02μF电解电容。

3.3电路简介

如下图3-1所示，该电路是一种能发出“叮咚”声的门铃的电原理图。

它利用一块时基电路集成块和外围原件组成的。

它的音质优美逼真，装调简单容易、成本较低，耗电量较低性能低。

图3-1

4元器件清单

名称

数量

0.02μF电容

1

三极管9014

1

音乐芯片KD9300

1

开关S

1

扬声器0.25w/8Ω

1

5焊接电路

1.将所用导线、三极管引脚、扬声器接线片用小刀刮亮后镀锡。

2.将三极管按电路板上标志插入小孔，用电烙铁焊好。

为防止电烙铁外壳感应带电损坏集成电路，电烙铁外壳应妥善接地或电烙铁烧热后，拔下电源插头后趁热焊接。

焊接时间更短，焊点要小而圆。

注意防止相邻焊点相碰而发生短路。

3.接上由两节电池组成的电源，注意正负极。

4.焊接电源引线。

红黑导线的另一端将分别接在电池组的正负极上。

6检查及结果分析

6.1通电前检查

电路安装完毕后，经过检查电路各部分接线正确，电源、元器件直接无短路，器件无接错现象。

首先，我们连接好电路之后，我们就先万用表将电路的各个支路进行测试，检查有没有短路或者短路，检查的方法就是将万用表调到欧姆档，测试各支路是否短路。

6.2通电检查

6.2.1按钮开关的检查

首先将按钮和其它电路模块断开，只留按钮开关部分。

其次，给电路两端接5伏直流电压。

理论上对于电路，若按钮开关正常，开关打开时，示波器上显示幅值为3伏电压，开关关闭时，示波器上显示的电压波形会有明显的跳动，否则开关有故障。

6.2.2通电

确保电路线路连接正确后，打开电源，慢慢的将电源上升到预加值，观察结果记录并进行分析。

6.3结果分析

当接入3伏电压后，按一下按钮后松开，扬声器会发出“叮咚”声，且循环三次后，电路进入休眠状态，即扬声器不发声。

7设计体会及今后的改进意见

7.1体会

经过这次课程设计的学习，我切实地感受到了理论知识的重要性。

在设计原理的过程中，由于相关知识缺乏给我们带来很大困难，让我们不知从何着手去做怎么做，只能上网、图书馆来查阅，获得思路，最终经过小组内同学的一起努力，终于设计出原理图。

仿真结果，虽未一次成功，但经过大家的努力找出了错误并解决了它。

通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作铺展了道路。

另外，课堂上也有部分知识不太清楚，于是我又不得不边学边用，时刻巩固所学知识，这也是我作本次课程设计的一大收获。

同时也让我明白了一个团队精神的重要性，因为从头到尾，都是大家一起出主意，来解决中间出现的各种问题。

7.2本方案特点及存在的问题

本方案特点：

对各部分电路原理以及芯片说明详细，电路简单，成本低，电路的功耗小，接入3V的电池即可工作，响应速度也可以满足一般需求易于理解。

本方案存在的问题：

由于知识有限，本方案的原理较简单，对于对增益精度要求比较高的电路无法满足。

本电路由于使用音乐芯片，所以产生的叮咚声与我们现实生活中叮咚声有一定的出入。

7.3改进意见

为了让叮咚声更加的悦耳动听，我们利用555定时器设计一个电路，将叮咚声的频率提高。

参考文献

【1】张健.数学电路逻辑设计.科学出版社.2006

【2】康华光.电子技术基础（模拟部分）.华中科技大学.高等教育出版社.2006

【3】马全喜.电子元器件与电子实习.机械工业出版社.2006

【4】孙肖子.模拟电子电路及技术基础.西安电子科技大学出版社.2008

【5】李志健.数字电子技术基础实验任务书.陕西科技大学教务处.2007

【6】XX百科

陕西科技大学

电力电子技术课程设计任务书

电信学院自动化专业自动化133班级学生：

李婷婷

题目：

KD9300门铃设计

课程设计从2015年12月14日起到2015年1月7日

1、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：

设计一个门铃电路，设一个按钮，按下门铃按钮时发出门铃的“叮咚”声，松开门铃按钮时，不发出声音。

正常人的听力范围在20Hz~20000Hz，而1000Hz~5000Hz则是人耳最敏感的声音频率范围，因此“叮咚”声最好在这个范围内或者左右。

“叮咚”两声频率要求差距比较大，声音持续时间要求合适，且按一次按钮，“叮咚”声循环重复几声后断开。

电路最好能功能低。

2、对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：

1、要求简述门铃电路的基本原理。

2、对主电路中用到的电力电子器件的工作原理及选择依据进行分析。

3、要求阐述各环节电路及工作原理。

3、课程设计工作进度计划：

时间

设计任务及要求

第1~2天

了解设计课题，收集相关资料，把课题与所学内容相结合。

第3~4天

参阅资料，深入课题，构建相关主电路。

第5~6天

结合主电路形式，结合课题任务，构建相关控制电路。

第7~8天

整理资料，绘制相关电路，以简洁、通顺的语言书写说明书。

第9~10天

按要求完成说明书的书写，做总结，交课程设计说明书。

指导教师：

日期：

教研室主任：

日期：