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第一章电路的原理分析1.1 工作原理该声控LED变色调灯由音频放大电路和LED驱动限制电路组成，如图1T67所示。W音频放大电路由传声器BM、晶体管VI、V2、电阻器R1-R6、电容器C-C3和音量电位器RP组成。1.ED驱动限制电路由计数/安排器集成电路IC1TC3、双色发光二极管VL1。VLlO和电阻器R8组成。传感器BM拾取的声音信号经VI、V2两级放大后，加至ICI的14脚（CP端）作为计数时钟脉冲，ICl的3脚（Yo端）、2脚（YI端）的输出信号安排给IC2和1C3作为计数信号，4脚（Y2端）的输出信号反馈至15脚（复位端）作为复位信号。IC2和1C3的输出端（Y0-Y9端）之间接有双色发光二极管VLl-VLlO,当IC2和1C3的某对输出端同时输出高电平常，两端外接的发光二极管将显示橙色，否则显示红色或绿色。限于篇幅，该电路仅画出VLI和VLI0,VU-VL9未画出。LED显示电路也仅画出一组,制作时可依据实际须要来适当增加LED发光二极管的列数及数目o调整RP的阻值，可以调整输入到ICI的14脚电平的凹凸，从而变更LED的显示效果。当IC2的YO端和1C3的YO端均输出高电平常，双色发光二极管VLl内部的红色发光二极管和绿色发光二极管同时点亮，经混色后发出橙色光;若IC2的YO端输出高电平，而IC3的YO端输出低电平，则VLl内部的红色发光二极管点亮，绿色发光二极管不亮，VLl发出红色光;若IC2的Yo端输出低电平，而IC3的YO端输出高电平，则VLI内部的红色发光二极管不亮，绿色发光二极管点亮，VLI发出绿色光。其余各组发光二极管的工作原理与VLl相同。顾名思义，声控就是用声音来限制彩灯闪耀的快慢及幅度的大小。因此整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号的流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元。由此可画出图1.2 电路框图其次章芯片及元件选择部分2.1CD4017数字集成芯片数字电路CD4017是十进制计数/分频器，它的内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的安排，整个输出时序就是QO、QkQ2、Q9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。如图所示：CD4017有10个输出端（Q0Q9）和1个进位输出端Q5-9。每输入10个计数脉冲,Q5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。CD4017有3个输（MR、CPO和CP1）,MR为清零端,当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出QO为高电平，其余输出端（Q1Q9）均为低电平。CPO和CP1是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CPO端输入；若要用下降沿来计数，则信号由CP1端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较便利，可驱动更多二极管发光。由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可干脆用作依次脉冲发生器。CD4017有两个时钟端CP和EN,若用时钟脉冲的上沿计数，则信号从CP端输入；若用下降沿计数，则信号从EN端输入。设置两个时钟端是为了级联便利。CD4017与CD4022是一对姊妹产品，主要区分是CD4022是八进制的，所以译码输出仅有Y0Y7,每输入8个脉冲周期，就可得到一个进位输出，它们的管脚相同，不过CD4022的6、9脚是空脚。2. 2驻极体传声器随着通讯业的蓬勃发展，和相关技术的提高。整机产品对传声器的要求也越来越高。本文所供应的传声器，是指驻极体电容传声器，即俗称的咪头。传声器的通用指标：1、灵敏度（感度）一般定义为：传声器声电转换的效率。用dB表示。在相关传声器的测试标准中设定为OdB=IV,所以传声器的灵敏度值均为负值。例如：-58dB传声器的灵敏度一般在一2866dB之间选择，不同的用途就有着不同的灵敏度要求。例如：笔记本电脑的灵敏度值要求就比较高，要在一27db左右，而蓝牙耳机则比较低，只要-62db左右就可以。必需提及的是：传声器灵敏度的凹凸不仅是传声器自身的灵敏度确定的，还与电路中的电阻R有关。这个电阻的大小干脆影响到传声器的灵敏度。同样一个传声器，如采纳不同的R值，灵敏度就完全不同。例如：R值为Ik和2k时，灵敏度可相差近7db!所以灵敏度是有条件的，传声器生产厂家一般要给定测试条件，通常为：2.2k、3vO2、频率响应一般定义为：传声器在音频传输中频率各点所对应的灵敏度的一样性状态。传声器的频响范围大夺标称为2020khz,一般认为，这种一样性越趋一样，整个频响曲线越平越好。但在实际运用中并非如此。如：在电话机中，就希望传声器的频响曲线是斩头去尾的草垛型。这样可以最大限度的克服低频噪声和高端啸叫。航空耳唆中的传声器则要求削掉70OhZ以下的成分，以避开飞机发动机的低频噪声频率。在一般的会议传声中则希望降低400OhZ以上的频率，以克服啸叫。而在超声传输中，则要求传声器的频响15khz以上高端灵敏度越高越好。所以传声器的频响也应当视用而异。3、电流与阻抗频率，以克服啸叫而在超声传输中，则要求传声器的频响15khz以上高灵敏度越高越好。所以传声器咪头内部有一个场效应三极管，其作用是阻抗转换和信号放大，所以咪头工作必须要加一个直流电压，可在L5v-6v之间选择。咪头的电流值正常状况下取决于FET（场效应）的电流值。一般在0.15mA-0.5InA之间。在这里，FET是一个恒流源,当咪头的外加电压，电阻变更时电流值基本不变。因此，我们可以认为咪头的电流值就是FET的电流值。FET的电流值与自身的放大增益指标即跨导（相当于晶体管的放大倍数）自身的阻抗值有关。一般认为：在确定的范围内，咪头的正常值电流越大、阻抗也就越低、放大实力就越高、咪头的灵敏度就越高。咪头的阻抗生产厂家一般标定为：2.2k,事实上，咪头的阻抗是个范围值，而不是定点直。实践中咪头的阻抗在700欧姆-3000欧姆之间，不少用户用万用表测阻值其实是不对的，用万用表测的只是咪头的FET的直流电阻。咪头的阻抗值不仅影响到咪头本身的灵敏度，更重要的是影响到运用咪头的电器的指标，就是说，咪头的输出阻抗确定要与运用咪头的电器的放大器的输入阻抗匹配才能获得最大传声增益。4、噪声的产生与克服咪头的噪声分自身的本地噪声，和外界的干扰噪声。由于咪头的场效应管电流值很小，本地噪声已很小。金属外壳接地不良、封装不良，是噪声的主要来源。特殊在手机等高频设备中，当咪头外壳与PCB板的接触电阻大于1欧姆，就会产生明显的高频调制干扰，即所谓的电流声、蚊鸣声。2.3LM7809三端稳压管7809系列是三端正电源稳压电路,它的封装形式为TO-220.它有一系列固定的电压输出，应用特别广泛。每种类型由于内部电流的限制，以及过热爱护和平安工作区的爱护，使它基本上不会损坏。假如能够供应足够的散热片,它们就能够供应大于1.5A输出电流。虽然是招安照固定电压值来设计的,但是当接入适当的外部器件后，就能获得各种不同的电压和电流7809稳压电源电路图三端稳压管管脚的区分：只要是三端稳压器，其区分方法是一样的管脚向下，面对有型号一面，从左往右数，各管脚依次是：1脚：电压最高;2脚：电压最低;3脚：电压次之。第三章单元电路3.1稳压电源直流稳压电源一般由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等四部分组成。电源电路如图3.1所示：变压器电源变压器的作用是为了用电设备供应所需的沟通电压。变压器室利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器，是电能或作为信号传输的重要原件。变压器是一种静止电机，依据电磁感应的原理，能够将一种电压的电能转换为另一种电压的电能，以满意不能负荷的须要。变压器的主要部件是一个铁心和套在铁芯上的两个绕组。其中，与电源相连的线圈，接收沟通电能，称为一次绕组；与负载相连的线圈，送出沟通电能，称为二次绕组。整流电路所谓桥式整流电路就是用二极管组成一个整流电桥。当输入电压处于沟通电压正半周时，二极管、负载电阻R、D3构成一个回路，输出电负半周时，二极管D2、负载电阻R1.、Dl构成一个回路，输出电压Vo=Vi-VD2-Vd”图中滤波电容的工作状态。压VO=V输入电压处于沟通电压。漉波电路滤波电容量大，因此一般来用电解电容，在接线时要留意电解电容的正、负极。电容滤波电路利用电容的充、放电作用，使输出电压趋于平滑。稳压电路直流稳压电源稳定性高，输出不随负载的变更而变更。但一般适用于电流较小的电路中。在这个电路中我们采纳的是三端固定集成稳压器。三端稳压器，主要有两种，一种输出电压是固定的，称为固定三端稳压器，另一种输出电压是可调的，称为可调输出三短稳态器，其基本原理相同，在线性集中稳压器中，由于三端稳压器只有三个引出端子，具有外接元件少，运用便利，性能稳定，价格低廉等优点，因而得到广泛应用。3. 2放大电路增加电信号幅度或功率的电子电路。应用放大电路实现放大的装置称为放大器。它的核心是电子有源器件，如电子管、晶体管等。为了实现放大，必需给放大器供应能量。常用的能源是直流电源，但有的放大器也利用高频电源作为泵浦源。放大作用的实质是把电源的能量转移给输出信号。输入信号的作用是限制这种转移，使放大器输出信号的变更重复或反映输入信号的变更。现代电子系统中，电信号的产生、发送、接收、变换和处理，几乎都以放大电路为基础。20世纪初，真空三极管的独创和电信号放大的实现，标记着电子学发展到一个新的阶段。20世纪40年头末晶体管的问世，特殊是60年头集成电路的问世，加速了电子放大器以至电子系统小型化和微型化的进程。放大电路的基本形式有3种：共放射极放大电路，共基极放大电路和共集电极放大电路。在构成多级放大器时，这几种电路经常须要相互组合运用。现代运用最广的是以晶体管（双极型晶体管或场效应晶体管）放大电路为基础的集成放大器。大功率放大以及高频、微波的低噪声放大，常用分立晶体管放大器。高频和微波的大功率放大主要靠特殊类型的真空管，如功率三极管或四极管、磁控管、速调管、行波管以及正交场放大管等。放大电路的前置部分或集成电路元件变质引起高频振荡产生“噪噬”声，检查各部分元件,若元件无损坏，再在磁头信号线与地间并接一个IoOOPF0.047雾的电容，“噬噬”声若不消逝，则须要更换集成块。第四章LED的主要参数4.1LED电学特性1.ED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。表征LED芯片Pn结制备性能主要参数。LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。反向死区:I工作区f j向院区Ir-图1LEDI-V特性曲线如图1：(1)正向死区：(图Oa或oa'段)a点对于VO为开启电压，当VVVa,外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场，此时R很大；开启电压对于不同LED其值不同，GaAs为IV,红色GaASP为1.2V,GaP为1.8V,GaN为2.5V。(2)正向工作区：电流IF与外加电压呈指数关系：IF=IS(eqVF/KT-1)IS为反向饱和电流。V>0时，V>VF的正向工作区IF随VF指数上升：IF=ISeqVF/KT（3）反向死区：V<0时Pn结加反偏压V=VR时，反向漏电流IR（V=-5V）时，GaP为0V,GaN为IOuAo（4）反向击穿区V<-VR,VR称为反向击穿电压；VR电压对应IR为反向漏电流。当反向偏压始终增加使VV-VR时，则出现IR突然增加而出现击穿现象。由于所用化合物材料种类不同，各种LED的反向击穿电压VR