电类综合实验报告选编.doc

自动定时汽车闪光灯电路设计 姓 名 学 号 专 业 应用化学 指导老师 时 间 2016.5.21 目 录 TOC \o 1-2 \u 1 设计内容简介  PAGEREF _Toc30210 1 1.1研究目的  PAGEREF _Toc30554 1 1.2研究任务或设计目标  PAGEREF _Toc16744 1 2 设计原理  PAGEREF _Toc20718 1 2.1 电路理论  PAGEREF _Toc4476 1 2.2 直流继电器  PAGEREF _Toc6628 2 2.3 时间继电器  PAGEREF _Toc7204 3 2.4 元件清单  PAGEREF _Toc5613 4 3 实验结果  PAGEREF _Toc28201 4 3.1 电路搭建与功能实现  PAGEREF _Toc32542 4 3.2 电路仿真  PAGEREF _Toc32756 5 4 遇到的问题及解决方法  PAGEREF _Toc8255 8 5 结论  PAGEREF _Toc23852 8 6 心得和体会  PAGEREF _Toc31342 9   PAGE \* MERGEFORMAT 9 1 设计内容简介 1.1研究目的 （1）学习继电器和双极晶体管特性及使用方法； （2）利用RC一阶电路时间常数的概念实现闪烁时间的自动控制； （3）培养查阅资料、选定电子器件的能力； （4）学会使用Multisim软件。 1.2研究任务或设计目标 1.2.1实验部分 （1）查阅资料，设计自动定时汽车闪光灯电路； （2）计算元件参数，选定器件，搭建线路； （3）调整电容和电阻的大小，观察发光二极管闪光间隔的变化； （4）调试，记录参数及实验现象。 1.2.2仿真部分 （1）学习Multisim软件； （2）设计由继电器实现开关的功能的自动定时汽车闪光灯仿真电路； （3）设计由双极晶体管实现开关功能的自动定时汽车闪光灯仿真电路； （4）利用仿真优势，优化电路功能。 2 设计原理 2.1 电路理论 实现闪光功能的电路理论是一阶电路的充电和放电，通过储能元件电容器的充电和放电的控制，可以实现闪光灯功能。 图1电路是简化模型电路，由直流电源US、限流电阻R、电容器C和白炽灯RL组成。闪光灯的控制用开关S表示，当S断开时，电容充电，此时时间常数τ1=RC，当开关闭合时，电容器放电，此时τ2=（R∥RL）C。通过调节τ1、τ2的大小，可以改变电容的充放电时间，从而改变闪光灯的闪光的时间间隔。 图1 简化模型电路 根据KVL定律，建立电路方程： 初值条件是 这是一阶齐次微分方程，其通解为： 带入原方程后得到： 特征方程为： 特征根为： 根据 得： 故满足初值的微分方程的解为： 结合本电路图，可知 由此可以看出电容上电压的衰减快慢取决于指数中1/RC的大小，其大小仅取决于电路结构与元件参数。 2.2 直流继电器 继电器是一种电控制 HYPERLINK /view/481400.htm \t _blank 器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有 HYPERLINK /view/57978.htm \t _blank 控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。 图2 直流继电器实物 图3 直流继电器电路 2.3 时间继电器 时间 HYPERLINK /view/39560.htm \t _blank 继电器是指当加入（或去掉）输入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化（或触头动作）的一种继电器。是一种使用在较低的电压或较小电流的电路上，用来接通或切断较高电压、较大电流的电路的电气元件。同时，时间继电器也是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。 图4 时间继电器实物 图5 时间继电器电路 图6 时间继电器引脚示意 2.4 面包板 面包板是由于板子上有很多小插孔，专为电子电路的无焊接实验设计制造的。由于各种电子元器件可根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，所以非常适合电子电路的组装、调试和训练。 图7