电工电子技术课程设计样本.docx
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电工电子技术课程设计样本
电工电子技术课程设计
题目________________________________
班级________________________________
学号________________________________
姓名________________________________
指引________________________________
时间________________________________
景德镇陶瓷学
电工电子技术课程设计任务书
姓名戴玉昆_____班级_10热工二班___指引教师金光浪
设计课题：
声光控延时电路设计
设计任务与规定
查找一种感兴趣电工电子技术应用电路，规定电子元件超过30~50个或以上，依照应用电路功能，拟定封面上题目，然后完毕如下任务：
1、分析电路由几种某些构成，并用方框图对它进行整体描述；
2、对电路每个某些分别进行单独阐明，画出相应单元电路，分析电路原理、元件参数、所起作用、以及与其她某些电路关系等等；
3、用简朴电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己班级名称、学号、姓名等信息；
4、对整体电路原理进行完整功能描述；
5、列出原则元件清单；
设计环节
1、查阅有关资料，开始撰写设计阐明书；
2、先给出总体方案并对工作原理进行大体阐明；
3、依次对各某些分别给出单元电路，并进行相应原理、参数分析计算、功能以及与其她某些电路关系等等阐明；
4、列出原则元件清单；
5、总体电路绘制及总体电路原理有关阐明；
6、列出设计中所涉及所有参照文献资料。
设计阐明书字数不得少于3000字。
参照文献
1.何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，6月
2.姚福安，电子电路设计与实践，山东科技技术出版社，10月
3.王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月
4.李银华，电子线路设计指引，北京航空航天大学出版社，6月
5.康华光，电子技术基本，高教出版社，
6．韩振振，数字电路逻辑设计，大连理工大学出版社，
7．湘潭电机制造学校，可控硅技术，机械工业出版社，1979年
1、总体方案与原理阐明.................................1
2、单元电路1（用实际单元电路名称，下同）...................a
3、单元电路2........................................b
4、单元电路3........................................c
5、总体电路原理有关阐明..................................e
6、总体电路原理图......................................f
7、元件清单；..........................................g
8、参照文献........................................h
9、设计心得体会......................................i
1、
总体方案与原理阐明
它重要由9某些构成：
整流、稳压二极管；话筒；光敏电阻，可控硅开关等。
可以通过调节电阻和电容大小来变化灯亮时间长短，如果时间过长就应当减小电阻或电容值，反之则增大。
光敏电阻和话筒高度也会使灯时间受到影响。
声光控节电开关,在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人通过该开关附近时，脚步声、咳嗽声、说话声、拍手声、车喇叭声等等都能启动节能开关。
灯亮后大概
一分钟左右节能灯自动关闭。
这样开关普通用在公共场合较多，例如走廊、厕所等地方。
该装置既能节约能源又能延长灯泡寿命，一举两得。
给人们生活带来诸多好处，因此始终被民众广泛使用。
由于这个装置是声光控延时开关就是用声音来控制开关启动，若干分钟后延时开关“自动关闭"。
因此，整个电路功能就是将声音信号解决后，变为电子开关开动作。
明确了电路信号流程方向后，即可根据重要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出电路方框图：
图一
声音信号（脚步声、掌声等）由驻极体话筒BM接受并转换成电信号，经C1到VT基极进行电压放大，放大信号送到与非门（VD1）2脚，R4、R7是VT偏置电阻，C2是电源滤波电容。
为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻Rg等元件构成光控电路，R5和Rg构成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻阻值很大，Rg两端电压高，即为高电平间t=2πR8C3，变化R8或C3值，可变化延时时间，满足不同目。
VD3和VD4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。
当C3充电到一定电平时，信号经与非门VD3、VD4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C3布满电后只向R8放电，当放电到一定电平时，经与非门VD3、VD4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完毕一次完整电子开关由开到关过程。
二极管VD1～VD4将交流220V进行桥式整流，变成脉动直流电，又经R1降压，C2滤波后即为电路直流电源，为BM、VT、IC等供电
声光控制节能灯重要由三某些构成，分别为声控电路，光控电路，延时电路，下面我将分块对电路原理加以详细阐述。
2．单元电路1
光控电路
图2
结合图2来分析图1。
白天，光敏电阻器RL呈现低电阻，与非门D24脚为低电平，则输出高电平，VD1截止，因此电路封锁了声音通道，使声音脉冲不能通过，此时总控制门D3不通，晶闸管SCR截止，因此电灯EL不能点亮。
夜间RL呈现高电阻，使与非门D24输入端为逻辑高电平“1”，这就为声音通道考通创造了条件。
3．单元电路2
声控电路
当在夜晚时，光控电路已为声音通道开通创造了条件。
如果此时楼梯有人走动或者有人谈话，话筒BM拾取了声音信号经与非门D1放大输出，经C2耦合加到R3两端，即与非门D25号输入端。
当音频信号正半周期峰值电平超过与非门输入阈值电平时，与非门D2因两个输入端均为逻辑”0”,则输出端为逻辑“1”，
此高电平通过R7加至晶闸管SCR门极，使SCR触发开通，接通由整流桥构成电源电路，此时电灯EL即可点亮。
4．单元电路3
延时电路
当夜晚．同步又有外界声音信号时，控制门（与非门）D2两个输入端均为高电平，输出为低电平，VD1导通，在VD1导通瞬间，C3被迅速充电，在声音信号过后，VD1虽然恢复了截止，但由于C3储存电荷需要通过高值电阻慢慢放电，从而使与非门D3输入端依然保持低电平“0”，因此电灯EL不会立即熄灭。
随后则C3放电，与非门D3输入端得电平不断升高，当升至与非门阈值电压时，与非门D3发生翻转，输出端就变成低电平“0”，晶闸管SCR当交流电过零时即关断，电灯EL才熄灭。
电路延迟时间重要有R5,C3等放电时间常数决定。
T=2πR5C3，增减R5或C3数值可以调节电路延迟时间。
本设计延时时间约为5分钟，即灯亮后若不再有声音5分钟后灯自动熄灭。
二极管VD2-VD5将交流220V进行桥式整流．变成脉动直流电。
又经R6降压，C4滤波后即为电路直流电源，为BM、IC等供电。
控制某些电路就是通过控制可控硅导通与截止进而连接和切断供电电路，而达到目。
5．总体电路原理有关阐明
本电路是采用分离元件声控延时电路，其电路原理图如图1所示，原理图阐明：
220V灯充电直接整流。
在输出端串联25W灯泡，输出端接可控硅（负载）供电电路稳压电路，稳压电路是给话筒放大，音频放大等提供8.2V直流电，话筒放大，可以把声音信号转换为电信号并放大，然后，通过音频放大器使信号达到足够大；检波音频信号正半周，即把音频信号转换为直流信号。
通过延时电路后来送到控制电路，由控制电路去控制可控硅，若可控硅断开，则整流电路负载断开，若导通，则整流电路负载导通。
光敏控制电路把光照变成电信号，从而去控制音频信号往后边输送状况。
可见：
本电路灯泡要受可控硅控制，可控硅受话筒获得音频信号和光敏电阻控制，从而可以实现声控和光控；灯亮时间由延时电路时间长度决定。
（一）、可控硅是可控硅整流元件简称,是一种具备三个PN结四层构造大功率半导体器件,普通由
当夜晚．同步又有外界声音信号时，控制门（与非门）D2两个输入端均为高电平，输出为低电平，VD1导通，在VD1导通瞬间，C3被迅速充电，在声音信号过后，VD1虽然恢复了截止，但由于C3储存电荷需要通过高值电阻慢慢放电，从而使与非门D3输入端依然保持低电平“0”，因此电灯EL不会立即熄灭。
随后则C3放电，与非门D3输入端得电平不断升高，当升至与非门阈值电压时，与非门D3发生翻转，输出端就变成低电平“0”，晶闸管SCR当交流电过零时即关断，电灯EL才熄灭。
电路延迟时间重要有R5,C3等放电时间常数决定。
T=2πR5C3，增减R5或C3数值可以调节电路延迟时间。
本设计延时时间约为5分钟，即灯亮后若不再有声音5分钟后灯自动熄灭。
二极管VD2-VD5将交流220V进行桥式整流．变成脉动直流电。
又经R6降压，C4滤波后即为电路直流电源，为BM、IC等供电。
控制某些电路就是通过控制可控硅导通与截止进而连接和切断供电电路，而达到目。
两晶闸管反向连接而成.它功用不但是整流，还可以用作无触点开关以迅速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电逆变，将一种频率交流电变成另一种频率交流电等等。
可控硅和其他半导体器件同样，其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等长处。
它浮现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运送、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用元件。
（如附图一所示）。
附图一：
单向可控硅外形
晶闸管T在工作过程中，它阳极A和阴极K与电源和负载连接，构成晶闸管主电路，晶闸管门极G和阴极K与控制晶闸管装置连接，构成晶闸管控制电路。
（二）、从晶闸管内某些析工作过程：
晶闸管是四层三端器件，它有J1、J2、J3三个PN结附录图四，可以把它中间NP提成两某些，构成一种PNP型三极管和一种NPN型三极管复合管（附图二）。
当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导铜，必要使承受反向电压PN结J2失去阻挡作用。
图2中每个晶体管集电极电流同步就是另一种晶体管基极电流。
因而，两个互相复合晶体管电路，当有足够门极电流Ig流入时，就会形成强烈正反馈，导致两晶体管饱和导通，晶体管饱和导通。
设PNP管和NPN管集电极电流相应为Ic1和Ic2；发射极电流相应为Ia和Ik；电流放大系数相应为a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，设流过J2结反相漏电电流为Ic0,
晶闸管阳极电流等于两管集电极电流和漏电流总和：
Ia=Ic1+Ic2+Ic0或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0
若门极电流为Ig,则晶闸管阴极电流为Ik=Ia+Ig
从而可以得出晶闸管阳极电流为：
I=（Ic0+Iga2）/（1-（a1+a2））（1—1）
硅PNP管和硅NPN管相应电流放大系数a1和a2随其发射极电流变化而急剧变化。
当晶闸管承受正向阳极电压，而门极未受电压状况下，式（1—1）中，Ig=0,（a1+a2）很小，故晶闸管阳极电流Ia≈Ic0晶闸关处在正向阻断状态。
当晶闸管在正向阳极电压下，从门极G流入电流Ig,由于足够大Ig流经NPN管发射结，从而提高起点流放大系数a2,产生足够大极电极电流Ic2流过PNP管发射结，并提高了PNP管电流放大系数a1,产生更大极电极电流Ic1流经NPN管发射结。
这样强烈正反馈过程迅速进行。
当a1和a2随发射极电流增长而（a1+a2）≈1时，式（1—1）中分母1-（a1+a2）≈0,因而提高了晶闸管阳极电流Ia.这时，流过晶闸管电流完全由主回路电压和回路电阻决定。
晶闸管已处在正向导通状态。
式（1—1）中，在晶闸管导通后，1-（a1+a2）≈0,虽然此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持本来阳极电流Ia而继续导通。
晶闸管在导通后，门极已失去作用。
在晶闸管导通后，如果不断减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流Ia减小到维持电流IH如下时，由于a1和a1迅速下降，当1-（a1+a2）≈0时，晶闸管恢复阻断状态。
IC选用CMOS数字集成电路CD4011（见附图二），其里面具有四个独立与非门电路。
内部构造见图5，VSS是电源负极，VDD是电源正极。
可控硅t选用1a／400v进口单向可控硅100-6型，如负载电流大可选用3a、6a、10a等规格单向可控硅，单向可控硅外形如图六示，它测量办法是：
用r×1档，将红表笔接可控硅负极，黑表笔接正极（如印制板图所示），这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极k，这时表针有读数，黑表笔立即离开控制极k这时表针仍有读数（注意触控制极时正负表笔是始终连接阐明该可控硅是完好。
驻极体选用是普通收录机用小话筒，它测量办法是：
用r×100档将红表笔接外壳s、黑表笔接d，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动阐明该驻极体完好，摆动越大敏捷度越高；光敏电阻选用是625A型，有光照射时电阻为20k如下，无光时电阻值不不大于100mq，阐明该元件是完好。
二极管采用普通整流二极管1n4001～1n4007。
总之，元件选取可灵活掌握，参数可在一定范畴内选用。
在测试时先把指针表满偏同步将指针表打到1K档，另一方面：
用表笔对电容进行放电，在用表进行测试，用红笔接负极，黑笔接正极；最后：
看指针偏转，且还要指针还原，如能还原就表白电容正常，不能回到原位则表白电容漏电。
测试漏电电容办法：
用万用表电阻挡（R*100和R*1K），将表笔接触电容器两引线。
刚接触时，由于电容充电电流大，表头指针偏转角度大，随着充电电流减小，指针逐渐向R=无穷方向返回，最后稳定处即漏电电阻值。
普通电容器漏电电阻为几百至几千兆欧，漏电电阻相对小电容质量不好。
测量时，若表头指针指到或接近欧姆零点，表达电容器内部短路。
若指针不动，始终指在R=无穷处，则意味着电容器内部短路或已失效。
对于电容量在0.1μF如下小电容，由于漏电电阻接近无穷，难以辨别，故不能此法侧漏电阻或鉴定好坏。
附图二：
CD4011引脚图
6、总体电路原理图
图表1
声光控延时开关电路原理图见图1所示。
电路中重要元器件是使用了数字集成电路CD4011。
其内部具有4个独立与非门D1～D4，电路构造简朴。
可靠性高。
本设计中只用到了集成块中三个与非门。
元件清单
IC选用CMOS数字集成电路CD4011，CD4011有四个独立与非门电路，内部功能见图3，Vss是电源负极，VDD是电源正极。
可控硅T选用1A／400V进口单向可控硅1006型，如负载电流大可选用3A、6A、10A等规格单向可控硅，它测量办法是：
用RX1档，将红表笔接可控硅负极，黑表笔接正极，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极K，这时表有读数，黑表笔立即离开这时表仍有读数（注意触控制极时正负表笔是始终连接）阐明该可控硅是完好。
驻极体选用是普通收录机用小话筒，它测量办法是：
用RX100档将红表笔接外壳S、黑表笔接D，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动阐明该驻极体完好，摆动越大敏捷度越高；光敏电阻选用是625A型，有光照射时电阻为20K如下，无光时电阻值大干100MΩ，阐明该元件是完好。
二极管采用普通整流二极管1N4001～1N4007。
总之，元件选取可灵活掌握，参数可在一定范畴内选用。
其他元件按图1所示标注即可。
序号
名称
型号规格
位号
数量
1
集成块
TC4011
IC
1块
2
话筒
54+2DB
BM
1个
3
二极管
1N4148
VS
1只
4
二极管
1n4007
D1-D5
5只
5
点解电容
10u,100u
C3,C4
2只
6
瓷片电容
0.01,0.1u
C1,C2
2只
7
电阻
100K
R6
1只
8
电阻
5.1
R5
1只
9
电阻
1M
R4
1只
10
电阻
270K
R3
1只
11
电阻
2.7M
R2
1只
12
电阻
10K
R1
1只
13
单向可控硅
100-6
SCR
1只
14
光敏电阻器
3K-5M
RL
1只
8.参照文献
1.何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，6月
2.姚福安，电子电路设计与实践，山东科技技术出版社，10月
3.王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月
4.李银华，电子线路设计指引，北京航空航天大学出版社，6月
5.康华光，电子技术基本，高教出版社，
6．韩振振，数字电路逻辑设计，大连理工大学出版社，
7．湘潭电机制造学校，可控硅技术，机械工业出版社，1979年
设计心得体会（占完整一页）
通过一周课程设计学习，我已经能自己设计一种简易声光控延时照明灯电路，这是一周学习换来成果。
通过在网上搜索课程设计有关内容，也到学校图书馆借有关书籍，通过不断比较与讨论，最后拟定了声光控延时照明灯电路原理图。
通过这次课程设计，我明白了不论是学习哪种软件，如果此前没有无接触，开始学得很费力，但到日后就好了。
在每次课程设计中，遇到问题，最佳办法就是查阅有关资料，如果找不到就向教师和其她同窗请教，由于每个人掌握状况不同样，一种人不也许做处处处都懂，集合各种人思想，复杂事情就会变得很简朴。
这一点我深有体会。
尽管当前只是初步学会了声光控延时照明等电路设计，但学习这段日子的确令我收益匪浅，不但由于它发生在特别时间，更重要是我又多掌握了一门新技术，付出过程中我已经收获了诸多高兴！
做课程设计这段时间是这一学期比较忙日子，面临着即将到来四级考试和期末考试，再加上对Protel99比较陌生，一周内必要完毕这项课程设计，任务比较重。
由于缺少对Protel99有关知识理解，咱们从网络上查阅了不少有关资料。
一周电子课程设计即将结束，这一周学到了诸多东西。
此前对知识理解仅限于理论知识，并且是有可以理睬，有只是停留在似懂非懂状态。
对于器件就不懂得有什么用途，也就更加难以理解。
但这一周之后，我对电子技术有了更深理解，懂得了自己局限性，同步也明白了所学知识重要性，培养了自己对课程设计学习兴趣。
咱们在学校时很难有机会锻炼自己动手能力，刚设计时不免有某些不知所措。
但在教师指引下我参照了诸多资料书，查阅了有关知识之后，才徐徐有了思路。
对于咱们这些大二学生，由于动手能力局限性，很难在一周内完毕所要设计课件，就需要成员之间不断配合，充分合伙才干更完美设计自己电路。
通过这次电子电工课程设计我受益匪浅，不但巩固了先前学模电理论知识，并且培养了动手能力和团队合伙能力，更令我创造性思维得到拓展。
但愿此后类似这样锻炼机会能更多。
最后，我能顺利完毕这次课程设计，一方面要感谢教师悉心指引，另一方面要感谢我同窗，如果没有她们给我意见，凭我一种人是完毕不了这个实验，这个实验是人们努力换回了这次课程设计成功！
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