红外线遥控测试电路设计方案Word下载.docx

1、 3.2 设计方案的论证 按照原理图连接好电路以后进行试验：用红外光照射LED2，当硅光电二极管LED2接收到红外线信号时，VD1与VD2整流后的电压就会使VT1导通，进而使LED1发光二极管导通发光。若LED1的亮度随着红外光照强度的增强而增强，随着光照强度的减弱而减弱，那么电路连接正确，实验成功；若当红外线信号的探测时间很短时，由于此时的电容C1也可产生一个恒定的基极偏置电压。VT2、VT3及其外围元器件共同构成了两级交流放大器，两级放大器的增益已足够级间采用RC耦合方式。LED2与R6电阻反相串联。LED2的反向电流值会随红外光波变化而改变大小，进而将变化的信号进行放大和整流，若此时的L

2、ED1发生闪亮，则实验成功。4 设计原理及功能说明工作原理：红外光信号由LED2检测到以后，经C4电容耦合，加到由VT3与VT2组成的两级交流放大器进行放大，放大信号从VT2管集电极输出，经C2电容耦合，加到由VD1、VD2、C1组成的整流滤波电路以后，得到的直流电压用于控制电子开关VT1的状态。当LED2硅光电二极管接收到红外线信号时，VD1与VD2整流后的电压就会使VT1导通，进而使LED1发光二极管导通发光。即使红外线信号的探测时间很短，电容C1也可产生一个恒定的基极偏置电压。LED2的反向电流值会随红外光波变化而改变大小，进而将变化的信号进行放大和整流，使LED1闪亮。红外线光敏遥控电

3、路的电路图如下所示: 图4-1 红外线遥控测试电路5 单元电路的设计5.1 光电二极管的原理与选用 硅光电二极管的原理图如下：图5-1 硅光电二极管原理图 硅光电二极管的输出特性图如下：图5-2 电二极管输出特性硅光电二极管的放大电路图如下所示：图5-3 电二极管的放大电路光电二极管具有将光信号转变成电信号的功能；光电二极管工作在反向电压状态，其光电流的大小与光照强度成正比，光照越强，反向电流越大。光电二极管的选用： 光电二极管又叫光敏二极管，构造与普通二极管相似，其不同点是管壳上有入射光窗口。当加反向电压时，无光照射反向电阻较大，有光照射时，反向电流增加。光电二极管的检测：用万用表R X 1

4、K档测量，光电二极管正向电阻约10K左右。在无光照射时，反向电阻为无穷，说明管子是好的；有光照射时，反向电阻随光的强度增加而减少，阻值可减小到几千欧或1K以下，则管子是好的，若反向电阻为无穷或零，则管子是坏的。 5.2 三极管的放大作用与选用 红外线遥控测试电路的设计中包含有三级放大电路，三极管放大电路如下图所示：图5-4 三极管的放大电路三极管的放大作用：集电极电流受基极电流的控制（假设电源 能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的倍，即电流变化被放大了倍，所以我们把叫做三极管的放大倍

5、数（一般远大于1，例如几十，几百）。如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式 U=R*I 可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。偏置电路：三极管在实际的放大电路中使用时，还需要加合适的偏置电路。这有几个原因。首先是由于三极管BE结的非线性（相当于一个二极管），基极电流必须在输入电压大到一定程度后才能产生（对于硅管，常取0.7V）。当基极与发射极之间的电压小于0.7V时，基极电流就可以认为是0。但实

6、际中要放大的信号往往远比0.7V要小，如果不加偏置的话，这么小的信号就不足以引起基极电流的改变（因为小于0.7V时，基极电流都是0）。如果我们事先在三极管的基极上加上一 个合适的电流，叫做偏置电流，那么当一个小信号跟这个偏置电流叠加在一起时，小信号就会导致基极电流的变化，而基极电流的变化，就会被放大并在集电极上输出。另一个原因就是输出信号范围的要求，如果没有加偏置，那么只有对那些增加的信号放大，而对减小的信号无效（因为没有偏置时集电极电流为0，不能再减小了）。而加上偏置，事先让集电极有一定的电流，当输入的基极电流变小时，集电极电流就可以减小；当输入的基极电流增大时，集电极电流就增大，这样减小的

7、信号和增大的信号都可以被放大了。三极管的选用： 一般特征频率按高于电路工作频率3-10倍来选择，特征频率过高，易引起高频振荡。电流放大系数，一般选择40-100即可，太高电路稳定性差。耗散功率一般按电路输出功率2-4倍选取，反向击穿电压应大于电源电压。 在红外线光敏测试电路中，我们选用的三极管是BC548，放大倍数为30-100倍，为小功率通用管。三极管的管脚判别： 基极与集电极、基极与发射极的正向电阻约在几百欧至几千欧，而其他极间电阻都较高，约为几百千欧。硅管比锗管的极间电阻要高。在红外线光敏测试电路中，我们选用的是NPN型三极管，根据PN结的单向导向性，即可判别各管脚分别为基极、集电极和发

8、射极。5.3 发光二级管的原理与判别发光二极管的结构图如下图所示：图5-5 发光二级管的结构图发光二极管的工作原理：发光二极管只是一个微小的电灯泡。但不像常见的白炽灯泡，发光二极管没有灯丝，而且又不会特别热。它单单是由半导体材料里的电子移动而使它发光。发光二极管的管脚判别： 一般管脚引线较长者为正极，较短的为负极，如壳帽上有凸起标志，则靠凸起标志的为正极。发光二极管的伏安特性如下图所示：图5-6 发光二级管的伏安特性发光二极管的伏安特性和普通二极管相似，但它的正向压降较大，一般小于等于2V。5.4 整流滤波电路的工作原理整流滤波电路的基础图如下图所示：图5-7 整流滤波电路图什么叫滤波： 全波

9、整流后的直流电叫脉动直流，是因为直流里含有交流的成分。减小脉动直流中交流成分，使之变成较稳定的电流叫滤波。整流滤波电路的作用：整流电路用来将交流电压变换为单向脉动的直流电压；滤波电路用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分，使之成为平滑的直流电压。6 硬件的制作与调试6.1 硬件的制作过程：理解实验原理，然后准备好实验所需的元器件准备焊接。首先，根据提前设计好的电路图，将各元器件按照合理的布局焊接在电路板上；然后，再根据实验原理将各元件用导线连接起来。6.2 硬件的调试过程： 1.拿到电路板时，检查加工怎么样，测量一下电源地有没有短路的。 2.焊接结束后，认真检查焊点，以确保没有漏焊的和虚焊的元

10、件。3.检查元器件安装、连接是否正确，晶体管管脚、二极管方向、电解电容极性是否接对，电源正负端是否正确，电源数值是否符合要求。4.接通电源，观察红外发光二极管是否发光，如果发光，就调节硅光二极管的光照强度，若二极管的亮度随着光照强度的增强而增强，随着光照亮度的减弱而减弱，则电路连接正确，试验成功。红外线光敏测试电路的仿真图如下所示7 总结通过本次的模电课程设计，让我进一步的加深了对模电知识的认识和理解，增强了自身的实际动手能力。在本次的课程设计过程中，每一个元器件都需要精心的准备和计算，先设计好电路图，然后根据电路图去购买器件，而电路图的设计也需要精心的琢磨。所有的这一切都培养了我们做学问的严

11、谨态度和科学精神。 在为期一周的课程设计中，同学们都表现的很积极很活跃，各个小组内部都进行着激烈的讨论，为了能更好的达到实验的要求，使自己实验的仿真更加顺利，电路连接更加成功，各组之间也都互相交流，互相帮助，分享自己的心得。这也团结了同学，锻炼了各个小组内和小组间的合作能力。在仿真和焊接的过程中，每个小组都会有自己的问题，特别是课本的电路图和我们所做实验有一定的出入时，都会给同学们带来许多的困扰，这也让我们体会到理论与实践间的差距，同时也让我们学会了具体问题具体分析，积极的发现问题和解决问题。 总的来说，这次的课程实践让我受益匪浅，不仅学习到了许多新的知识，而且也锻炼了自己的实际操作能力，在经

12、后专业知识的学习中，我会保持这份激情，努力的学习下去。参考文献1王松林，吴大正，李小平，王辉.电路基础第三版.西安：电子科技大学出版社.2008.82江晓安，董秀峰.模拟电子技术第三版.西安：电子科技大学出版社.2008.33陈明义.电子技术课程设计实用教程第三版.长沙：东南大学出版社.2009.4吴云.典型电子电路160例.北京：化学工业出版社.2010.4:184186.5马文蔚，周雨青.物理学教程第二版.高等教育出版社.2006.11附录1：总体电路原理图序号名称参数数量1电源69V2开关3电阻13604电阻247K5电阻31M6电阻44.7K7电阻58电阻624K9电容110F10电容20.2F11电容30.0047F12电容413电容5100F14三极管VT1BC54815三极管VT2BC54916三极管VT317二极管VD1OA7918二极管VD219发光二极管20硅光电二极管附录2：元器件清单