声光控制楼道灯开关的设计

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楼道声光控灯及开关 课程设计

楼道声光控灯及开关    课程设计

课程设计楼道声光控制灯系别:电子工程系班级:电信13-2组员:杨芹周超周正霖黄永杰格绒次里唐兢杰湛清华指导老师:***目录摘要 (3)引言 (4)第1章设计流程 (5)第2章电源模块 (7)2.1 电源电路的设计 (7)2.2 电源电路的工作原理及相关参数的分析 (7)2.3 电源电路的其他设计 (9)第3章信号收集模块 (9)3.1 光信号收集电路 (11)3.1.1 光信号电路的设计 (11)3.1.2 光信号电路的工作原理相关参数的分析 (11)3.1.3 光信号电路相关参数的分析 (12)3.2 声音信号收集电路 (12)第4章信号处理模块 (14)4.1 芯片TC4081BP的介绍 (14)4.2 芯片TC4081BP的工作原理..................................................14. 第5章延时模块 (16)5.1 延时电路的设计 (16)5.2 延时电路的工作原理 (16)5.3 RC电路的放电过程 (17)5.4 RC电路的时间常数 (17)5.5 延时时间的可优化性 (18)第6章被控制模块 (19)6.1 被控制电路的设计 (19)6.2 被控制电路相关参数的分析 (20)6.2.1 相关元件介绍 (20)总结 (24)参考文献 (25)摘要声光双控延时开光不仅适用于住宅区的楼道,而且也适用于工厂、办公室、教学楼等公共场所,它具有体积小,外形美观,制作容易,工作可靠等优点,而且降低能耗,节约能源,注重环保是当今世界的主潮流。

此外,它在一定的场所使用还可起防盗作用。

它是公共场所照明开关的理想选择,被人们誉为“长明灯的克星”。

本次课程设计的是一个灵敏度较高的声光控制开关,行人只要拍个巴掌就能电路触发。

本电路仅使用一只CMOS门电路TC4081BP、一个CRZ2-113F型小型驻极体式电容话筒、一个CdS型光敏电阻器以及若干电阻、电容配合就能将电路触发,使其导通,将电灯打开。

声光控制楼道开关设计资料

声光控制楼道开关设计资料

目录摘要 (1)绪论 (2)第1章方案选择 (3)1.1方案设计 (3)1.2功能阐述 (4)第2章单元电路设计 (5)2.1电源电路设计 (5)2.2延时处理电路设计 (6)2.2.1 555定时器 (6)2.2.2 555定时器构成的单稳态电路 (7)2.3声控电路设计 (9)2.4继电器控制电路设计 (10)2.5光控制电路设计 (11)第3章整机电路 (12)第4章电路仿真 (14)第5章实物制作与调试 (15)5.1常用电子元器件的安装 (15)5.1.1 IC插座的安装 (15)5.1.2 晶体管的安装 (15)5.1.3 电阻的安装 (15)5.1.4 电容的安装 (15)5.2焊接 (16)5.2.1 焊接准备 (16)5.2.2 焊接过程 (16)5.3调试 (17)5.3.1 静态调试 (17)5.3.2 动态调试 (18)总结 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录1 整机电路图 (22)附录2 元器件明细表 (23)摘要声光控制楼道灯开关,能自动控制白天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。

这里介绍的声光控制自动延时开关,综合了声光和延时控制,工作稳定,节电并延长灯泡寿命。

整个电路由声控电路、延时电路、光控电路、电源电路组成。

220V供交流电压供电,光控电路对外界光亮程度进行检测,输出与亮度程度相对的电压信号。

从而实现白天灯泡不亮,晚上遇到声响时,通过声控电路使灯泡自动点亮,声控电路主要将声音信号转变为电信号,从而实现自动控制,延时电路当声音消失后延长一段光照时间。

在白天或光线较强的场合,即使有较大的振动声响也能控制灯泡不亮;晚上或光线较暗时遇到声响、振动后灯自动点亮,并延时一段时间。

声光控制楼道灯开关不仅适用于住宅区的楼道,而且也适用于工厂,办公楼,教学楼等公共场所,它具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能、体积小,外形美观,制作容易,工作可靠等优点。

关键词声控;延时;光控;光照强度;节能绪论众所周知,公共场所和居民居住区的公共楼道里普遍使用的都是机械手动开关。

声光控制楼道灯开关的设计

声光控制楼道灯开关的设计

声光控制楼道灯开关的设计随着科技的不断进步,声光控制技术在各个领域得到了广泛应用。

声光控制楼道灯开关是其中一项非常实用的技术,在提高用户体验的同时还可以节约能源。

下面将详细介绍声光控制楼道灯开关的设计。

1.声光探测器的选择与安装:为了实现声光控制楼道灯开关的功能,首先需要选择合适的声光探测器。

声光探测器能够感知到环境中的声音和光线,并根据设定的条件来触发开关操作。

通常来说,选择范围较大的声光探测器会更加灵敏,但也要考虑到成本和可靠性。

安装声光探测器时应注意避免遮挡和干扰。

2.控制器的设计与布线:控制器是声光控制楼道灯开关的核心部件,负责接收声光探测器的信号并控制灯光的开关操作。

在设计控制器时,需要考虑到灯光的控制方式,比如手动/自动切换、全天候控制等。

在控制器布线时,需要考虑到声光探测器和灯光的位置关系,尽量减少布线长度,降低能耗和成本。

3.灯光设置与调整:声光控制楼道灯开关的一个重要功能是能够根据环境光线自动调整灯光亮度。

灯光设置可以根据用户的需求而定,一般来说,最佳亮度应该是光线足够明亮以提供足够的照明,但不至于过于刺眼。

在设计中,可以设置合适的灯光亮度范围,并通过灯光传感器来实时监测环境光亮度,从而动态调整灯光亮度。

4.延时和感应范围设置:为了节约能源和减少灯泡的使用寿命,可以通过设置延时和感应范围来控制灯光的开关。

延时设置可以根据楼道使用频率来定,如果楼道通行较频繁,可以设置较短的延时,以便灯光能够及时亮起。

感应范围设置可以根据楼道的尺寸和形状来定,确保能够感应到不同位置的行人并亮起相应的灯光。

5.安全监测与报警功能:为了确保楼道的安全,可以在声光控制楼道灯开关中添加安全监测与报警功能。

比如,在楼道内设置烟雾报警器和紧急按钮,当探测到烟雾或按下紧急按钮时,可以自动亮起所有灯光并触发报警器的声音。

总结起来,声光控制楼道灯开关的设计需要考虑到声光探测器的选择与安装、控制器的设计与布线、灯光设置与调整、延时和感应范围设置以及安全监测与报警功能。

课程设计楼道声光控制照明灯系统设计

课程设计楼道声光控制照明灯系统设计

课程设计楼道声光控制照明灯系统设计范本一:一、设计需求1.1 项目背景本课程设计旨在设计一套楼道声光控制照明灯系统,以实现智能化控制和节能的目标。

1.2 功能要求1.2.1 声控功能:当检测到楼道有人经过时,系统自动开启照明灯;当楼道无人时,照明灯自动关闭。

1.2.2 光控功能:根据楼道的光线强度,自动调整照明灯的亮度。

1.2.3 节能功能:系统应采用节能的设计,以降低能耗。

1.3 技术要求1.3.1 声控传感器:用于检测楼道是否有人经过。

1.3.2 光控传感器:用于检测楼道光线强度。

1.3.3 控制器:用于接收传感器信号,并控制照明灯的开关和亮度调节。

1.3.4 照明灯:采用LED灯源,具备可调节亮度的功能。

1.3.5 电源:供给系统所需的电能。

二、设计方案2.1 硬件设计2.1.1 硬件框图:根据功能要求,设计系统的硬件框图,包括声控传感器、光控传感器、控制器、照明灯和电源的连接方式。

2.2 软件设计2.2.1 系统流程图:设计系统的工作流程,包括声控功能、光控功能和节能功能的实现过程。

2.3 电路设计2.3.1 电路原理图:根据硬件设计和软件设计的要求,设计系统的电路原理图。

三、系统测试3.1 功能测试3.1.1 声控功能测试:检测系统是否能正确响应声音,开启或关闭照明灯。

3.1.2 光控功能测试:检测系统是否能根据光线强度自动调节照明灯亮度。

3.1.3 节能功能测试:测试系统的能耗,评估其节能效果。

3.2 性能测试3.2.1 稳定性测试:测试系统是否能长时间稳定运行,不会出现死机或其他异常状况。

3.2.2 响应速度测试:测试系统的响应速度,评估其控制照明灯的实时性。

四、安全评估4.1 电器安全4.1.1 安全防护措施:评估系统的电器安全性,包括防电击、防过压等措施的有效性。

4.1.2 地线连接:检查系统的地线连接是否正确,以确保安全接地。

4.2 火灾安全4.2.1 热释放评估:评估系统的热释放情况,以防止系统因过热而引起火灾。

电气自动化声光控制楼道灯开关

电气自动化声光控制楼道灯开关

B,三极管 VT又受 R2 、R 3分压正偏导通 ,使 A得 3 脚输 出高
电压 , A的4 N输出低 电压 , 二极管VD1 无正偏截止 。 但是 电容
在 白天光较 强时 , 光敏 电阻RG的阻值较低 ( 约为 1 . 2 kQ) , 器C 2 正极电压不会很快降低 , 它通过 电阻器R6 放 电。 由于 电阻
2 . 1 . 2 电源 设 计 原 理
降压过程是 将2 2 0 V单相 交流电压直接输 入有一定匝数 比的
它是采用晶体管制造工艺在硅 晶片上生产四个各 自独立的二
变压器 , 得到降压后的 电压 。 然后将 变压 器副 边的交流 电压通过 输入与非 门电路 , 然后 采用D I P -1 4 标准封装而成 的双 列1 4 脚直 单 相桥 式整流 电路 , 得到脉动 系数较大 的直流 电压 。 为了减小电 插 式 结 构 。 压的脉动 , 将经过整流桥 整流后的直流电压通入 由滤波电容构成 2 . 4 延 时 电路
光 控
不发光 ; 而晚 上无灯光或被 遮光 , 并且 有声响 时灯泡发光 。 本 文阐述 了电气 自动化 声光控制楼道 灯开 关。
关键 词 : 电路 设 计 声控
月 l J 舌
在晚上光线较暗时 , 光敏 电阻R G的阻值变大 ( 最大 约为5 0 M
电路的设计主要是 基于用声光控开关代替住宅小区的楼道上 Q) ,R5 、R G串联对 1 2 V电压分压 , 在晚上我们 要求此端输出 的开关 , 只有在天黑以后 , 当有人走过楼梯通道 , 发 出脚步 声或 高 电 平 ,若 此 时 有 声音 即 声 控 部 分 输 出高 电平 ,则 芯 片
2 . 2 光信 号 电路
2 . 2 . 1 光 信 号 收集 电 路 ( 1 ) 光 信 号 收 集 电 路 的 设 计 对 于 光 信 号 的 设 计 ,我 们 要 求 在 白天 与 晚 上 R5 与 RG间 的

楼道声光控及开关延时电路设计

楼道声光控及开关延时电路设计

楼道声光控及开关延时电路设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN楼道灯延时开关及声光控电路设计1、技术指标要求要求设计一个延时节能开关电路,按一下开关灯亮,等人们通过楼梯和楼道后,灯会自动熄灭。

设计者根据上述提示选择元器件并进行参数设计。

2设计任务、技术指标如下:①延时时间;2min左右;②灯泡未亮时,有发光二极管发亮指示,灯泡亮时发光二极管不亮;③电源电压:220V,50Hz;④灯泡功率≤100W。

2、设计思路用555定时器搭成单稳态触发器,当2端口输入一个低脉冲时,输出端输出高电平,其幅值由555的供电电压确定,时间由R1和C2确定,具体时间为*R1*C2。

R1用一个滑动变阻器调节,方便调试。

当输出端为高电平时,电压控制开关(voltage controlled switch)控制开关J2闭合,灯泡点亮。

当555定时器2号低触发端没有低脉冲时,输出地电位,此时用与非门使发光二极管指示灯点亮,而输出为高电平时,即灯泡亮时发光二极管熄灭。

555定时器由三端稳压芯片7805稳压后供电。

注意选择变压器型号,变压器二次侧电压为10V左右。

实验证明,三端稳压效果很好。

下图中,开关J1为仿真时使用,实际使用时选用常开开关。

仿真模拟图如图所示。

U53、使用声光控的延时控制电路思路:在以上开关延时电路的基础上,将开关J1用声光控制电路来控制,满足:白天时,即使有声音灯也不亮,晚上当有声音时灯泡点亮,即有一个高电平脉冲使J1闭合并立即断开。

未接电源时的仿真电路如图所示。

开关J2闭合时模拟白天,此时不管闭合J1与否,灯泡都不亮;J2断开时模拟晚上,此时闭合J1后立即再断开,模拟有声音信号,灯泡点亮。

4、电源部分V2220 Vrms 50 Hz 0¡ãT10121U35、主要元器件:2运放LM358,四2输入与非门74LS00,555定时器,三端稳压芯片L7805,L7809,L7909。

楼道照明声光控制器的设计

楼道照明声光控制器的设计

楼道照明声光控制器的设计一、功能要求控制器用于民居楼道照明灯的控制,白天灯不亮,当天黑且有足够大的声音时灯亮,延迟一段时间后灯自动熄灭。

二、控制器电路原理图三、电路工作原理及元件作用说明1.电路工作原理电路主要有白炽灯电路、声控电路、光控电路、延迟电路四个部分组成,白炽灯电路经过全波整流桥式电路处理,使家用交流电压源变成单像脉冲直流电压,以保证电路其他元器件的正常工作。

电路通过E1、E16、E3保护电路,通过电容E2进行滤波。

在白天有光照的时候,光敏电阻E5是属于低阻状态,电流信号未经过与门电路,而是直接流过光敏电阻E5回到负极,与门E12没有信号输出,楼道电灯熄灭。

天黑时,光敏电阻属于高阻状态,电流电路通过与门E12。

此时如果有人经过楼道,声控电路通过话筒收集声音信号形成交流电压信号通过耦合电容E7保护交流信号,通过放大电路使电压信号放大触发与门E12电路,电容E15充电,此时与门E12有信号输出,触发二极管E17,使其属于导通状态,此时电灯打开照明。

当楼道声音消失时,电容E15放电继续触发二极管E17,电灯继续开着,直至电容E15放电结束,从而实现电灯照明的延迟功能。

2.元件参数及作用说明L1:低于100W的电灯,用于照明电路。

E1(160KΩ)E3(910KΩ)E16(18KΩ):用于分压,保护电路,防止其他元气件被烧坏。

E2:470μF滤波电容,过滤直流交流电。

E7: 20μF耦合电容,消除信号干扰,保护声音信号。

E4 E8(18KΩ):形成分压偏置电路。

E11:放大倍数为-50的三极管,使声音足够大时才有触发信号二极管E13:防止延迟电容快速放电。

E15(220μ):与E14(3.9M)形成延迟电路。

二极管E17:无触点VS式照明开关,接受高电平触发时才导通。

E5:声音感应器,将声音信号转化为电信号。

E:光敏电阻四、参考电路图1:出自文献[2]图2:出自文献[1]图3:出自文献[5]图4:出自文献五、参考文献[1]《模拟集成电路原理与应用》吴运昌,华南理工大学出版社,1995【M】[2] 四川杨根绪《声光控楼道延迟开关》电子报/2003.08.24/第010版【J】[3] 秦曾煌,电子技术(电工学2)【M】,七版,背景:高等教育出版社,2009.184.243-247[4]《电子技术基础模拟部分》(第五版)康华光高等教育出版社【M】[5] 《模拟电子技术》周雪西安电子科技大学出版社,2004【M】[6]彭介华.电子技术课程设计指导,北京:高等教育出版社,1997 【M】。

声光控楼道延时开关的设计与实验

声光控楼道延时开关的设计与实验

声光控楼道延时开关的设计与制作指导教师:***年级专业:电子信息科学与技术学号:*************名:***声光控楼道延时开关的设计与制作一实验目的通过声光控楼道延时开关的设计、安装和调试,要求学会:(1)桥式整流电路、三级管放大电路、四与非门电路等参数的选择与应用。

(2)掌握声光控楼道延时开关的测量与调试方法。

二设计任务与要求1设计任务(1)设计一个声光控楼道延时开关,要求白天楼道光线正常时不论有、无人行走而楼道灯不亮,天黑时有人走动楼道灯才亮,无人走动时楼道灯不亮。

(2)实现这一要求需要正确选择合适的声光控元件,并要求声光控开关延时1~4分钟。

2 设计要求(1)完成全电路的理论设计、安装和调试。

(2)撰写设计、调试报告和心得体会。

三声光控楼道延时开关的工作原理1光敏电阻器的介绍光敏电阻两端的金属电极之间加上电压,其中便有电流通过,受到适当波长的光线照射时,电流就会随光强的增加而变大,从而实现光电转换。

光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也可以加交流电压。

图1 光敏电阻的电路及符号光敏电阻是采用半导体材料制作,利用内光电效应工作的光电元件。

它在光线的作用下其阻值往往变小,这种现象称为光导效应,因此,光敏电阻又称光导管。

光敏电阻器的基本特性和主要参数暗电阻、亮电阻光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻,或暗阻。

此时流过的电流称为暗电流。

例如MG41-21型光敏电阻暗阻大于等于0.1M。

光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或亮阻。

此时流过的电流称为亮电流。

MG41-21型光敏电阻亮阻小于等于1k。

亮电流与暗电流之差称为光电流。

本实验光敏电阻选用的是625A型,有光照射时电阻为20K以下,无光时电阻值大于100MΩ、2 双输入四与非门CD4011简介双输入四与非门CD4011数字集成电路外形和内部电路如图2和图3所示:他采用双列直插形式封装,共有14个引脚。

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学号: 12103119东营科技职业学院毕业设计(论文)任务书题目:声光控制楼道灯开关的设计主要内容、基本要求、主要参考资料等:1、设计(论文)课题要求:本论文要求广泛搜集相关研究资料,并进行深入对比分析。

在撰写毕业论文有一定的学术性,一定的创见性,具有科学性,做到观点正确、论据充分、推理严密;层次分明、条理清楚、语言简练。

论文主要在以下几个方面展开论述:根据节约资源的任务要求,初步拟定声光控制电路工作原理的可行性,真正的有利于人们的方便、节能2、文献查阅要求:在查阅相关参考文献时,首先要分析研究课题,明确查阅要求,其次选择合适的检索工具和检索方法;利用检索工具查找文献线索,了解馆藏情况,获取原始文献;最终要把检索到文献认真地加以筛选、消化和吸收,变为可用的活资料。

完成期限:自2014年11月15日至2015年3月31日指导教师:教研室主任:系主任:2014年11月 15日目录绪论摘要 (1)第一章元件的介绍 (2)1.1 电阻的定义及分类 (2)1.2 电容的分类及选用 (3)1.3二极管的定义及分类 (4)1.4三极管 (5)1.5晶闸管 (6)1.5.1光控晶闸管的结构 (6)1.5.2光控晶闸管的工作原理 (7)1.5.3光控晶闸管的特性 (7)第二章电路设计及工作原理 (8)2.1设计流程 (8)2.2光控电路 (9)2.3声控电路 (9)2.4延时电路 (11)2.4.1电路的放电过程 (11)2.4.2电路的时间常数 (12)2.4.3延迟时间的可优化性 (13)第三章电路的焊接与调试 (13)总结 (15)致谢 (16)绪论节约是中华人民的传统美德,随着科学技术的飞速的发展,资源的大量开采,能源却不断减少。

为了响应国家科学发展观,资源可持续发展。

树立节约能源、养成节约资源的习惯已势在必行。

伴随着电网的普及,电能在生活中的浪费也成了不容小觑的问题,所以节约电能也显得非常必要。

从当年爱迪生发明了电灯,到如今的装饰灯、日光灯、照明灯…电灯的种类、样式以及对灯控制的开关也越来越多。

为了避免能源及财产的浪费,所以本次课程的内容就主要围绕着声光控制灯的设计。

光控电路有着广泛的应用。

例如马路两侧的路灯、智能手机屏幕的亮度、楼道照明等。

利用光控电路根据光线的强弱来实现照明灯的自动开启和关闭。

然而光控电路在夜晚无光线时,照明灯也将一直工作着造成资源浪费。

不过假如在光控电路的基础上添加一个声控电路,使得照明电路在无光的时候只受到声音的控制,当有声音响起时照明电路就自动开启,开始照明工作。

但是这样就要一直有声音发出,不然照明电路就会立即关闭,停止照明工作。

而且在白天遇到阴天照明电路仍无法满足人们需要,这样既达不到生活的需求,又降低了照明灯的寿命。

所以在加声控电路的同时,再在声光联合控制电路工作的条件下加上一个延时电路。

这样就使得照明电路在接收到信号工作一定时间后自动熄灭。

上述设计内容符合本次课题要求:设计一种既不浪费国家电力又很方便实用的照明灯系统是很又实用价值意义的一件事。

所以我们设计了这个节能、耐用的自动控制开关。

声光自动控制开关的主要功能是:白天楼道里光线强烈使电路处于断开状态,照明电路不工作,起到节约电能作用。

夜晚或阴天时楼道里光线较弱而此时电路处于闭合状态,电灯会闻声而亮,并从电灯亮时就开启延时,等到延时时间到了电灯就会熄灭等待下次声响发出。

下面主要介绍声光控制楼道灯开关的设计。

声光控制楼道灯开关的设计王磊机械制造与自动化摘要随着科技的不断发展,电子产品愈来愈多地走进了人们的生活。

从当年发明出电灯,到现在的琳琅满目的照明灯,伴随着灯泡样式的增加各式各样控制开关也跟着层出不穷。

机械手动开关、按钮式、触摸式、…单一开关不但操作不便,往往还会出现许多灯泡长明现象,故容易降低灯泡的寿命。

另外,由于频繁开关或其他的人为因素,墙壁开关很容易损坏。

现如今常规灯开关已无法满足人们生活所需。

比如像一些工厂,学校,办公室等公共场所的灯往往会出现长明现象。

为此本人做了声光双控制灯开关的设计。

声光控制灯开关顾名思义就是在一个基本电路上有两个控制点(光控和声控)。

光控电路是根据光线的强弱来自动控制电路中开关闭合或断开,但光控电路在夜晚无光线是会处在常亮状态,造成资源浪费;声控电路是根据声音的大小来自动控制电路中开关的闭合或断开,同样声控电路在白天拾音器接收到声音灯也会亮。

故声光控制灯开关采用了在光控电路的基础上添加了一个声控电路和一个延时器。

在安装了声光控制灯开关的地方,只有在天黑后,当有人走过发出脚步声发出其它声音时,声控开关闭合,提供照明,灯亮延时一段时间后声控开关断开。

在白天即使有声音声控开关也不会闭合。

另外,声光控制灯开关它具有美观外形,方便安装,制作简单等优点。

而且降低能耗;避免因灯泡处于长亮状态是灯泡使用寿命降低,直接避免经济损失。

既方便使用,又省电。

解决了“长明灯”的现象。

下面主要介绍声光控制楼道灯开关的设计。

关键词:开关;节能;声控;光控;方便第一章元件的介绍1.1 电阻的定义及分类电阻是电路中一个限流元件。

一般电阻可分为固定电阻、可变电阻、特种电阻。

将电阻接在电路后,电阻的阻值是固定的一般是两个引脚,它可限制通过它所连支路电流大小。

阻值可变的称为可变电阻。

电阻用字母R来表示,单位为欧姆,符号Ω。

欧姆定律公式为I=U/R电阻值的大小一般与电阻元件的材料、温度、长度及横截面积有关。

电阻的主要物理特征是把电能变为热能,也可以说它是一个耗能元件,当有电流经过它就会产生内能。

电阻在电路中通常起分压、限流的作用。

对于信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。

光敏电阻:是一种电阻值随着外界光照的强弱的变化而发生着变化的元件。

光线越强阻值越小;反之,光线越弱阻值越大。

又称光感电阻。

其工作原理是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光线的强弱而改变的电阻器。

可以将光的变化转换为电的变化。

变阻如图1-1所示,固定电阻如图1-2所示,光敏电阻如图1-3所示。

图1-1图1-2图1-31.2 电容的分类及选用所谓电容,就是容纳和释放电荷的电子元器件,用字母C表示。

电容的基本工作原理就是充电放电,当然还有整流、振荡以及其它的作用。

另外电容的结构非常简单,主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成,所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。

电容的用途非常多,主要有如下几种:纸介电容用两片金属箔做电极,夹在极薄的电容纸中,卷成圆柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金属壳或者绝缘材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)壳中制成。

它的特点是体积较小,容量可以做得较大。

但是有固有电感和损耗都比较大,用于低频比较合适。

云母电容用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板,极板和云母一层一层叠合后,再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。

它的特点是介质损耗小,绝缘电阻大、温度系数小,适宜用于高频电路。

陶瓷电容用陶瓷做介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜做极板制成。

它的特点是体积小,耐热性好、损耗小、绝缘电阻高,但容量小,适宜用于高频电路。

铁电陶瓷电容容量较大,但是损耗和温度系数较大,适宜用于低频电路。

薄膜电容结构和纸介电容相同,介质是涤纶或者聚苯乙烯。

涤纶薄膜电容,介电常数较高,体积小,容量大,稳定性较好,适宜做旁路电容。

金属化纸介电容结构和纸介电容基本相同。

它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔,体积小,容量较大,一般用在低频电路中。

半可变电容也叫做微调电容。

它是由两片或者两组小型金属弹片,中间夹着介质制成。

调节的时候改变两片之间的距离或者面积。

它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。

可变电容它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的转动可以连续改变。

把两组可变电容装在一起同轴转动,叫做双连。

可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。

空气介质可变电容体积大,损耗小,多用在电子管收音机中。

聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的,体积小,多用在晶体管收音机中。

1.3二极管的定义及分类二极管,电子元件当中,一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过,许多的使用是应用其整流的功能。

而变容二极管则用来当作电子式的可调电容器。

大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流”功能。

二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断(称为逆向偏压)。

因此,二极管可以想成电子版的逆止阀。

早期的真空电子二极管;它是一种能够单向传导电流的电子器件。

在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子,这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的传导性。

一般来讲,晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。

在其界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。

当外加电压等于零时,由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的二极管特性。

二极管如下图2-1所示。

图2-1二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。

根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。

按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。

点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。

由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。

面接触型二极管的“PN 结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。

平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。

1.4三极管三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件·其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。

晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN 两种。

以下为三极管NPN(图a)和PNP(图b)的工作原理图。

1.5晶闸管晶闸管是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅;1957年美国通用电气公司开发出世界上第一款晶闸管产品,并于1958年将其商业化;晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个极:阳极,阴极和门极;晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

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