彩灯控制电路 ,模拟电子技术课程设计电气类.docVIP

一.总体方案的选择 在方案的选择上，根据彩灯控制设计的情况，参考各方面的参考书，大多是 运用集成芯片控制.单片机控制和自激震荡电路， 故提出以下三种电路 方案一：选用集成芯片控制 此构思主要用芯片控制电路使的电路中的彩灯能够闪烁 方案二：选用单片片及控制 此构思主要利用单片机对电路进行控制实现电路的循环控制 方案三：选用自激振荡电路 综合以上三种方案：方案一中运用的是集成芯片对电路进行控制，此种电路不 能在模拟仿真软件上运行，且实验室里不一定有现成的芯片，还不能彻底理解电路 的原理，故不选此方案。方案二运用的是单片机控制电路，这种方案最常用，但是 要编程序做成芯片，但现在还没学单片机，故不支持用此种做法。方案三运用的是 模拟电子的知识，所有原器件都能在实验室找到，结构清晰，原理易懂。因此，最 终确定的方案为方案三和各步骤的方案如下 1.运用二极管组成单相桥式整流电路。 2.电容滤波电路。 3.用三块三极管搭成自激多谐振荡器，达到交替导通和截止的目的。 4.彩灯电路。 二.单元电路的设计 1.单相桥式整流电路 单相桥式整流电路电路图 单相桥式整流电路，有电源变压器T,整流二极管VD1,VD2,VD3,VD4，和负载Rl, 组成， 与全波整流电路一样，变压器将电网交流电压转化成整流电路所需的交流 电压，设U2=1.414U2sinwt。 当电流电压处于U2的正半周时变压器的二次绕组的a端电压高于b端电压VD1, VD3,在正向电压作用下导通，VD2,VD4在反向电压下截止，电流从变压器的二次 绕组的a端发出，经VD1, Rl, VD3,由b端返回构成通路。有电流流过负载电阻Rl， 输出电压U0= U2。 当电源电压U2的负半周时，变压器二次绕组的b端电位高于a端电位，VD4, VD2, 在正向电压作用下导通，VD1, VD3,在反向电压作用下截止，电流从变压器二次绕组 的 b端出发，经VD2, Rl,VD4回到a端。有电流通过负载Rl，输出电压U0= U2。 由此可见，在交流电压U2的整个周期内，整流器件在正，负半周期内各导通 负载Rl始终有电流流过而且保持为同一方向，得到两个半波电压和电流。 所以，桥式整流电路为电路整流再好不过了。 2.滤波电路 C 电容滤波电路图 电容滤波电路和单相桥式整流电路的整合图 电容滤波电路就是在负载两端并联一只电容组成。 整流后的波形含有直流和交流两种成分，题目中需要直流电，则必须把交流成分 滤掉，电容器是一种储能元件，具有吞吐能量的能力。电容器具有通交流.隔直流的 特性，电容滤波电正是利用这一特性，利用电容充.放电方法，把整流后的交流成分 短路滤掉。 在电源的正半周，二级管道通，一方面给负载Rl供电；另一方面对电容器C进 行充电。充电时间常数T1=2RdC,其中Rd为二极管的正向导通电阻，其值非常小， 充电电压Uc与上升的正弦电压U2一致，U0=Uc≈U2，当Uc充电到U2的最大值 1.414U2时，U2开始下降，且下降速率加快。当U2Uc时，4个二极管均截止，电 容C经负载Rl放电，放电时间常数T2=RlC故放电较慢。 同理，在电源负半周，电路重复上述其过程。负载两端的输出电压波形如下所 示通过滤波前后对比，经过电容滤波，把交流成分滤掉。电容滤波后，输出电压 U0=(1.2-1.4)U2范围内，滤波电容是几十微法的电解电容，耐压值应高于1.414U2。 电容滤波电路前后的电压波形图 3. 自激多谐振荡电路 自激多谐振荡电路由6只电阻、三只电容、三只二极管和三只三极管组成, R1=R2=R3=51千欧姆,R4=R5=R6=51欧姆, C1=C2=C3=47微法；三只二极管的型号 是1N4001,三只三极管型号为：2N222A。 自激多谐振荡电路图 自激多谐振荡电路主要由Q1~Q3组成，他们组成三级共发射极电路放大器，由 于电容C1~C3的耦合作用而产生振荡，电路振荡后三极管Q1~Q3均处于开关工作 状态，并在导通状态与截止状态之间进行周期性翻转。但在任何时刻总有一只三极 管处于导通状态，另两只三极管处于截止状态。此时若导通的那一路是Q3路，则 电容C3开始放电，电容C2开始充电达到能导通D2时，X5,X6就熄灭了，X3,X4 就闪烁了，以此类推，三路灯依次循环不停的闪烁。 由于