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声控LED旋律灯制作 姓名：王佳文 学号：2014112062 班级：微电一班 指导老师：龙文杰一．制作过程 1.电路原理图 2.基本原理分析 话筒的基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极（背称为背电极）构成。驻极体面与背电极相对，中间有一个极小的空气隙，形成 一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极。由于驻极体薄膜上分布有自由电 荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极板之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式：Q =CU 所以当C变化时必然引起电容器两端电压U的变化，从而输出电信号，实现声—电的变换。实际上驻极体话筒的内部结构如下图：高分子极化膜上生产时就注入了一定的永久电荷(Q)，由于没有放电回路，这个电荷量是不变的，在声波的作用下，极化膜随着声音震动，因此和背极的距离也跟着变化，也就是说极化膜和背极间的电容是随声波变化。我们知道电容上电荷的公式是Q=C·U，反之U=Q/C也是成立的。驻极体总的电荷量是不变，当极板在声波压力下后退时，电容量减小，电容两极间的电压就会成反比的升高，反之电容量增加时电容两极间的电压就会成反比的降低。最后再通过阻抗非常高的场效应将电容两端的电压取出来，同时进行放大，我们就可以得到和声音对应的电压了。由于场效应管是有源器件，需要一定的偏置和电流才可以工作在放大状态，因此，驻极体话筒都要加一个直流偏置才能工作。 这就是说，当有声音的时候，d变化，d变化引起电压变化，电容对其充放电，产生微弱电流信号，进而使得Q1基极电流不为零，驱动三极管工作，通过两个三极管的放大作用，驱动发光二极管工作。也就是有声音信号的时候就会产生振荡，而有振荡的时候就能产生驱动电压驱动发光二极管。 3.安装调试过程 一开始时在面包板上连接好电路时发现两只LED灯都亮着 且不随声音变化，检查电路发现放大管极性接错，改正后能正常工作，后来焊接电路上去后，发现只有一只灯亮，测试之后发现一只灯损坏，重新换了两个参数一样的LED，电路正常工作，LED会随着音乐的节奏闪烁。 4.电路制作结果 电源电压为3V，LED两端电压为0v,Q1基极到发射极电压Vbe1=0.05v，Q2基极到发射极电压Vbe2=0.58v。R3电压V3=2.69v,R2电压V2=2.16v,R1电压V1=2.12v。话筒两端电压为0.62v，电容两端电压为0.05V，计算出： I1=V1/R1=0.212mA， I2=V2/R2=0.000216mA, I3=0.1345mA, I4=0， I=I1+I2+I3+I4=0.34672mA。 电路制作感想 声控LED旋律灯是一个比较简单的制作，电路结构也比较简单易懂，但由于我平时在焊东西方面练得比较少，所以焊工不是很好，我觉得在往洞洞板上焊接之前，最好能先在面包板上把电路连接好，让电路正常工作，测试实现电路功能之后，再往洞洞板上焊接，这样能减少或避免错误的发生，因为一旦焊上去再拆不方便也可能损坏元件。还有就是焊接之前要先合理安排各元件的位置，避免之后有导线纵横交错的问题，那样看起来不美观也有可能有短路之类的问题。电路制作很有意思，我对这方面挺有兴趣的，但是制作过程中还是要注意安全，因为我已经被烫了好几次，不过看到自己最后亲手做出的成果，还是挺满足的，希望有机会能多做一点电路，锻炼自己。课程建议 我很喜欢这门课，很有意思，但是觉得课程有点少，只上了六讲，所以希望学校能考虑延长课时，让感兴趣的同学能多学一点知识。