无线音乐门铃原理和pcb报告.docx

1、无线音乐门铃原理和pcb报告项目设计课程报告无线遥控音乐门铃的设计与制作 题 目： 无线音乐门铃 班 级： 12通信工程 学 号： 1217408000 姓 名： 000 指导老师： 00 2015年 5 月 15日第一章 无线音乐门铃的选题背景1.1无线遥控音乐门铃的开发背景、目的和设计要求背景随着人们生活水平的提高和居住环境的改善，人们对住宅小区智能型的要求也日益迫切。不管是在城市还是农村，现在的人们也越来越喜欢居住大房子，但因居住房间离大门口较远，来人敲门不容易听到，不仅尴尬，更重要的是经常耽误事。为了满足需要，各种无线门铃应运而生，报警门铃，音乐门铃，感应门铃等。随着社会的进步发展，无

2、线遥控技术应用已经十分广泛。无线门铃的使用已阔至乡村，其提供的方便可想而知。目的和设计要求1设计目的：能够熟悉无线音乐门铃的组成、工作原理，提高读整机电路图及电路板图的能力。通过对无线音乐门铃的安装、焊接及调试，掌握无线音乐门铃的生产工艺流程，提高焊接工艺水平。掌握电子元器件的识别及质量检验，学会故障判断及排除。2设计要求：分析并读懂无线音乐门铃电路图，对照原理图看懂接线电路图。认识电路图上的符号，并与实物相对照。根据技术指标测试各元器件的主要参数，认真细心地安装焊接，按照技术要求进行调试。1.2无线遥控音乐门铃的设计思路无线遥控音乐门铃是利用电磁波的发射和接收，因此会有发射和接收电路。发射板

3、要先调制振荡产生方波信号，在经高频振荡产生正弦波的信号发射出去，接收板接信号以后，通过滤波、选频等电路选出接收的信号，在将其滤波、整形、放大，最后利用方波的高电平推动音乐芯片使得喇叭发声。无线遥控音乐门铃设计流程：调试振荡高频振荡发射信号接收信号 喇叭发声推动音乐芯片整形放大 选出信号第二章 无线遥控音乐门铃的工作原理2.1 TC4069UBP芯片简介TC4069UBP是6反相器。所谓反相器，就是么相器都有两端，输入端是高电平时输出 端就转为低电平，输入端是低电平时输出端就为高电平，输入和输出端的电平总是相反。2.2发射器原理发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。调制级电路由一块TC4069

4、UBP和32.768KHz晶体完成，发射器开关按下时，反相器6和5及晶振、电阻等相关元件组成振荡发生器，产生32.768KHz低频信号。1.调制振荡极过程：反相器6的13脚开始为低电平，12脚就是高电平，10脚也为高电平。10脚的高电平经R2对晶体X1充电，充电电流经R2-X1-反相器4的9脚。充电时间由X1决定，等效电容为200P，现在也经常用电容代替晶振产生振荡信号。由于X1的充电，X1上的电压逐渐上升，下正上负，当升至反相器5的翻转电平时，12脚就由原来的高电平转为低电平，10脚也同时转为低电平。X1开始放电，放电通路为X1-R2-反相器5的10脚。放电后X1上的电位降低，到一定程度时1

5、3脚降为低电平了，输出端又翻转成高电平，再次对X1充电，至此已完成一个充放电过程，即一个振荡周期，10脚输出一次低高变化的电平。之后振荡一直持续下去，反相器5的10脚就会一直输出高低不断变化的电平信号。这个信号的频率由晶体决定，此电路中的频率为32.768kHz。上面的过程在电路实际工作时完成得极快。2.放大以上是反相器的5和6用于产生振荡信号，反相器的8脚输出后和其他反相器1、2、3并联使用，构成输出控制，能提供20-30mA的灌入电流，同时也使振荡信号放大。反相器1、2、3的输出端由反相器的8脚输出端接在发射管Q1的发射极对Q1进行调幅，向外发射电磁波。3.高频振荡级Q1、L1、C3和6P

6、电容组成高频振荡器，振荡频率由色环电感L1和C3及三极管的集电结电容决定。一般为200-270MHz。Q1的发射极如果直接接在负极时就能产生等幅高频波，再接在反相器的输出端就使输出受32.768KHz振荡信号调制，通过印刷电感发射信号。按键每按一次就发射一次。2.3 接收器原理1.接收信号Q3、L2、C4、C16为超再生振荡接收器，超再生振荡电路具有自检波功能，可以从自然界中各种各样的波中检出此电路的电磁波。L2为铜芯线圈，在直径5mm的骨架上绕制，用0.51漆包线绕3圈，骨架中间用铜芯调节。当L2的振荡频率与发射端相同时，谐振，Q3的超再生信号就受发射端的调幅信号控制。2.滤波L1为色环电感

7、，阻止高频信号通过，起到了滤波的作用。C19滤波滤除检波后的高频杂波，使用检波后的有用信号信噪比最大。3.线性放大检波、滤波后的调制信号在R14上产生压降，经R3、C7送入反相器4069进行线性放大，这由三个反相器1和2、3和4、5和6管脚完成。并最终由6号管脚输出信号。4.选频及整形放大经三极管放大后的调制信号与发射端（低频32.768KHz）同频， X1在电路中起选频作用，同频率的信号能顺利通过，进一步免除了许多不需要的各种外界信号的干扰，选频后的信号送入Q2放大。5.高频放大该信号的幅度还较低，经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。Q2的射极接地，集电极接到反相器13脚，由C8,D2

8、,C12,R4和反相器4、5、6组成的电路进一步对信号放大。最终由反相器8号脚输出信号。6.声响电路R21限流，C11滤波，对方波进行平滑滤波，并有数十毫秒的延时，也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰，由反相器8号脚输出来的信号送入到音乐芯片TQ33G中。本电路采用TQ33G系列有三种声音可选择，双音叮咚，西敏寺，爱丽斯。K1是乐曲选择开关，音乐信号经Q1放大推动喇叭发出优美的门铃音乐声。 第三章 绘制电路图和印刷电路板图3.1 发射板电路图 图3.2 接收板电路图图3.3 发射板PCB板图3.4 接收板PCB板图3.5发射板的pcb板图图3.6接收板的pcb板图第四章 PCB板的制作一、PCB

9、板的制作过程1.打印底稿 (喷墨激光打印胶片，或使用光绘菲林)2.曝光 (太阳光30-180秒；紫外线灯4-5分钟)3.显影 (专用显像剂)4.蚀刻 (用热水化开的三氯化铁液体)5.钻孔 (小电钻)以下是详细的制作方法及注意事项：a、原稿制作（用菲林或硫酸纸）把设计好的电路图用激光(喷墨)打印机以透明的菲林或半透明的硫酸纸打印出来。注意事项：1.未曝光部份会被显影剂除去从而露出铜面，而已曝光部分则会被固化。所以打印原稿时应选择负片打印，即线路要保留的线条的地方是透明的，需要除去铜层的地方是不透明的。2.线路部份如有透光破洞，请以油性黑笔修补。3.稿面需保持清洁无污物。b、曝光 首先去掉感光板的

10、外包装，将打印好的胶片的打印面(碳粉面/墨水面)贴在蓝色感光膜面上，再以两块擦洗干净的玻璃一上一下紧压原稿及感光板，越紧密解析度越好。玻璃板四周以夹子固定好，防止搬动、翻面时感光板与胶片发生位移。此过程可以在一般室内环境光线条件下进行，不用担心室内环境光线会造成感光板曝光。c、显影1.调制显像剂：显像剂:水(1:100)，即1包20g的显影剂配2000毫升水，可显影约8片10x15cm单面感光板(。显影液无毒无害，可以接触。2.显像：膜面朝上将感光板置于显影液中，以毛刷刷洗板面，直到需蚀刻部分露出光亮铜箔，轮廓清晰时即显像完成。显影时显影液温度控制在3337。正常曝光的感光板，膜面有较强的附着

11、力，能耐一般刮擦，但操作时也不要用金属物刮擦。3.水洗：4.干燥及检查：为了确保膜面无任何损伤，最好能做到此步骤。即利用吹风机吹干，短路处请用小刀刮净，断线处用油性笔等修补（这种情况多是由于胶片打印质量不佳或底稿脏污、玻璃面未处理干净引起的）。注意事项：1.用矿泉水瓶依比例先调制显像液，随时可倒出使用，但使用过的显像液不能倒回瓶内。2.显像液越浓，显像速度越快，但过快会造成显像过度(覆膜全面地模糊缩小)。过稀则显像很慢，易造成显像不足(最终造成蚀刻不完全)。3.用过的显像液不要倒回。用过的显像液在24小时后将逐渐自行分解，不会造成环境污染。4.严防金属物划伤膜面。d、蚀刻 三氯化铁蚀刻液具有一

12、定的腐蚀性，使用中需注意不要沾到皮肤上。如不慎入眼，请立即用大量清水冲洗并迅速就医。一般500g的三氯化铁约调配1000毫升-1200毫升的水，尽量用热水化开，可以避免把细线条蚀刻断。1.蚀刻机：用蚀刻机蚀刻时间-新药液约需要1.53分钟。细线条小于0.5mm，必须使用蚀刻机。2.水洗：蚀刻完成后，将板从三氯化铁溶液中取出，使用清水将板两面冲洗干净。3.干燥：注意事项：1.小心勿伤及膜面。2.将感光板放入蚀刻液内约2秒钟后拿出来检视，即可检查出显像结果成功与否。显像不足补救方法：从蚀刻液中拿起感光板，此时非线路部分的铜箔应变为粉红色，如有些地方应变而未变则表示该处显像不足。补救方法为：用清水洗

13、净后再放入显像液中再显像，然后再检视(显影时间应适当减少)。3. 显影后，残留的感光膜可用脱膜剂浸泡去除（此脱膜剂具强腐蚀性，使用中要更加小心）。4. 蚀刻液越浓越慢，太稀也慢。二、PCB制版过程中的问题、原因1.在制作发射板时候PCB板曝光显影不清晰 原因：1、油墨印的太薄或油墨的稀释剂加的太多2、预烤烤箱温度不稳定、时间太长或者闷板（即时间到了以后没有及时讲板出炉）3、曝光能量过高或曝光机能力均匀性不好4、底片的遮光率不够5、显影压力、速度、药水浓度不正确。2. 蚀刻出来的板子有的地方导线断了，有的地方还没有腐蚀好原因：1.蚀刻的时候没有改变板子与蚀刻液的接触位置，使其腐蚀不均匀。2.蚀刻

14、液有的时间多久。3.手动打孔，打的空不均匀，有些空位置打的不对原因：主要人为原因 第五章心得总结 经过此次AltiumDesigner课程设计实习，基本达到了对AltiumDesigner软件有初步认识和熟悉，并掌握了使用AltiumDesigner软件进行电路图的设计和绘制的方法。 首次接触AltiumDesigner软件时，对各个元件的查找和对元件库的管理和添加是第一个难点，其次就是对于绘制原理图的一些细节把握还不够到位，比如在绘制原理图元件时要注意元件一般的尺寸大小，不能太大也不能太小了，还有元件管脚电气属性的设置的方法。原理图的绘制完成后便是修改名称和添加元件库了。这些基本方法都掌握后

15、,就可以绘制一些基本的原理图了,绘制图形要注意元件的摆放和整体的布局，绘制的原理图要求美观，清晰。 绘制完原理图之后便是学习制作PCB的封装了。元器件封装是AltiumDesigner较难也很关键的一步,制作PCB要以元件实物的型号和大小为依据，实物元件的种类繁多，所以要以具体情况具体要求来制作PCB封装。PBC封装尺寸的大小更注重在管脚的距离上，管脚距离的大小决定了实物元件能否安装在电路板上。要从原理图生成PCB就要保证每个元件都有对应的封装,不仅大小要对应，符号也要一一对应。 特别需要注意的是，当某个元件在库中找不到与之对应的封装号时，我们应该在库中自己绘制出其封装形式。在这些步骤都完成后

16、就可以从原理图生成PCB图了,当然刚开始做的时候错误是在所难免的，但通过自己的努力练习，并向老师和同学请教，找到错误的根源所在，及时改正，最终完成了设计任务。当然，最后检查的时候，必须保证从原理图生成PCB时要保证每个元件都是正确的，保证每个元件都被导入了，而没有遗漏。 最后一步是布局和布线。由于初学原因，采用的电脑自动布线。在此期间，老师给我指出了诸多错误及不合理之处，所以，以后自己要多从手动布线方面多下功夫，不断提高自己的布线技巧。 在实际制版的过程中我们也遇到很多这样那样的问题。从刚开始的打印到最后的钻孔，在我们小组三人的合作之下还是完成了。由于第一次做实物的原因，我们的作品存在这样那样的问题。 最后，通过此次课程设计，使我领悟到了学习掌握AltiumDesigner对于将来学习与工作的重要性，同时也使我认识到自己所学知识和操作技能的欠缺，在将来的学习中需要更加努力，不断学习，才能有所提高！