音视频课程设计.docx
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音视频课程设计
一、电路设计方案及主要元器件选择
多谐震荡器两只三极管得集电极分别接上发光管，发光管就能够依多谐震荡器得周期进行交替闪烁，此电路用途广泛，可用与家居装饰等！
1、设计框图如下：
低频震荡电路
放大及缓冲电路
音频震荡电路
2、元件的选择
本电路采用高增益NPN型硅管组成多谐振荡器，有两级反相器首尾相连，级间利用电容C1、C2偶合。
元件选择与调试三极管应选择集电极电流大于500ma的9013，发光管应选择高亮度的管子！
若想改变闪烁的速度，可以调节C1、C2的容量，可以用微调代替R2、R3，调好后换上相应数值的电阻即可。
无稳态多谐振荡器是一种简单的振荡电路。
它不需要外加激励信号就便能连续地、周期性地自行产生矩行脉冲。
该脉冲是由基波和多次谐波构成的，因此称为多谐振荡器。
多谐振荡器可以由三极管构成，也可以由555或者通用门电路等来构成。
用两只三极管构成的振荡器，通常叫做三极管无稳态多谐振荡器。
在此次设计中我们将用两只三级管制作一个多谐振荡器，并用它驱动两只不同颜色的发光二极管。
在制作完成时，我们能看到两只发光二极管交替点亮，并且我们可以通过调节电路的参数来调整发光管点亮的时间。
二、单元电路的设计
1、低频震荡电路
电路原理图
低频振荡电路
输出波形
它基本上是由两级RC耦合放大器组成，其中每一级的输出耦合到另一级的输入。
各级交替地导通和截止，每次只有一级是导通的。
从电路结构上看，自微多谐振荡器与两级RC正弦振荡器相似的，但实际上不同。
正弦振荡器不会进入截止状态，而多谐振荡器却会进入截止状态。
这是借助与RC耦合网络较长的时间常数来控制的。
尽管在时间上是交替的，可是这两级产生的都是矩形波输出。
所以多谐震荡器的输出可取自任何一级。
电路上电时VCC加到电路，由于两只三级管都是正向偏置的故它们出于导通状态，此外，还为耦合电容器CI和C2充电到近于VCC的电源。
充电的路径是由接地点经过晶体管基级，又通过电容器而至VCC电源。
还有些充电电流是经过R1、R2的，从而导致正电压加在基极上，使晶体管导电量更大，因而使两级的集电极电压下降。
两只晶体管不会是完全相同的，即使两级用的是相同型号的晶体管和用相同的元件值，一个晶体管也会比另一个起始导电量稍微大一些。
假定VT1的导电量稍大些，由于VT1的电流大，它的集电极电压下降就要比VT2快些。
结果，被通过电阻器R2放电的电容器C2耦合的VT2基级的电压就要比C1和R1耦合的VT1基级的电压幅值更大些。
这就是使得VT2的导电量减少，而它的集电极电压则相应的增高了。
VT2集电极升高的电压，是作为正电压耦合回到VT1基级的。
这样，VT1导电更多，从而引起它的集电极电压进一步下降，由于C2还在放电。
故趋势VT2的基级电压向负的增大。
这个过程继续到最终VT2截止。
而VT1在饱和状态下导通为止。
此时，电容器C2仍然通过电阻器R对接地点放电。
VT2保持截止直到C2以充分放电，使得VT2的基级电压超过截止值为止。
然后VT2开始导通，这样就开始了多谐振荡器的第二个半周。
由于VT2开始导通，它的集电极电压就开始下降，导致电容器C1通过电阻器R1开始放电这样，加到VT1基级的是负电压。
VT1传导的电流因此而减小，并引起VT1集电极电压升高。
这是作为正电压耦合到VT2基级的，于是VT2传到的电流就更大。
就像前半周的工作一样，这是起着正反馈作用的，并持续到VT1截止，VT2在饱和状态下导通为止。
VT2保留在截止状态，直至C1以充分放电，VT1开始脱离截止为止。
此时，完整的周期再次开始。
好一级导通的长短，取决与另一极截止的时间。
也就是取决与C1、R1和C2、R2的时间常数RC。
时间常数越小转换作用就越快，因此多谐振荡器的输出频率就越高。
就上述的电路来说，两个RC网路的时间常数相同，两个晶体管的导通和截止周期是相等的，故称之为对称的自微多谐振荡器。
当然我们也可以调整C1、R1和C2、R2不等，使得两只三极管的导通时间不同。
在明白了多谐振荡器的原理后，我们就可以利用这个电路控制两个发光二极管交替的闪烁了。
我们可以把VT1和VT2的集电极作为振荡器的输出驱动两个发光管。
每个发光二极管的点亮时间可以用公式
T=0.693*R*C
计算得到。
设计者可以取不同的值得到不同闪烁的频率，两边的点亮时间可以不同。
2、缓冲电路
缓冲电路
工作原理：
由三极管VT3基极输入方波信号，电流通过R6、LED3对C3电容进行充电，通过C3的充放电过程使输出信号循环的逐渐由大减小。
使LED3持续点亮。
3、音频振荡电路
音频振荡电路
由三极管VT4、VT5的直接耦合连接方式构成音频振荡电路。
信号通过VT4、VT5从喇叭输出具有滑音的声音信号，起到防盗报警的作用。
三、整体电路设计
整机原理图
整机仿真输出波形
整机输出波形
四、PCB整机电路板
四、元器件明细表
序号
名称
符号
参数
单位
数量
1
电阻
R1、R4
2kΩ
只
2
2
电阻
R2、R3
47KΩ
只
2
3
电阻
R5、R6
10KΩ
只
2
4
电阻
R7
30kΩ
只
1
5
电阻
R8
220KΩ
只
1
6
电阻
R9
500Ω
只
1
7
电容
C1、C2
33uF
只
2
8
电容
C3
47uF
只
1
9
电容
C4
300pF
只
1
10
电容
C5
0.015uF
只
1
11
三极管
VT1、VT2、VT3、VT4、VT6
NPN
只
4
12
三极管
VT5
PNP
只
1
13
发光二极管
LED1、LED2、LED3
只
3
14
开关
SW
个
1
15
喇叭
LB
8Ω
个
1
五、结束语
经过了一个星期的学习和实习,在指导老师的悉心指导和严格要求下，我终于完成了《断线防盗报警器》的论文。
从课题选择、方案论证到具体设计，每一步对我来说无疑是巨大的尝试和挑战。
在设计的整个过程中，我学到很多有用的知识，也积累了不少宝贵的项目开发经验。
我不断地给自己提出新的问题，然后去论证、推翻，再接着提出新的问题。
这个实验是关于断线防盗报警器工作原理分析及其调试，通过这次实验我们可以更好地巩固和加深对断线防盗报警器工作原理和振荡电路的进一步理解。
学会基本的实验技能，提高运用理论知识解决实际问题的能力。
在实验过程中，通过选取元件、确定电路形式、以及计算等等，提高我们的动手能力
总体来说，这次设计使我受益匪浅。
在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。
在让我体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。
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