无线音乐门铃原理和pcb报告材料Word文档格式.docx

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随着人们生活水平的提高和居住环境的改善，人们对住宅小区智能型的要求也日益迫切。

不管是在城市还是农村，现在的人们也越来越喜欢居住大房子，但因居住房间离大门口较远，来人敲门不容易听到，不仅尴尬，更重要的是经常耽误事。

为了满足需要，各种无线门铃应运而生，报警门铃，音乐门铃，感应门铃等。

随着社会的进步发展，无线遥控技术应用已经十分广泛。

无线门铃的使用已阔至乡村，其提供的方便可想而知。

目的和设计要求

1．设计目的：

能够熟悉无线音乐门铃的组成、工作原理，提高读整机电路图及电路板图的能力。

通过对无线音乐门铃的安装、焊接及调试，掌握无线音乐门铃的生产工艺流程，提高焊接工艺水平。

掌握电子元器件的识别及质量检验，学会故障判断及排除。

2．设计要求：

分析并读懂无线音乐门铃电路图，对照原理图看懂接线电路图。

认识电路图上的符号，并与实物相对照。

根据技术指标测试各元器件的主要参数，认真细心地安装焊接，按照技术要求进行调试。

1.2无线遥控音乐门铃的设计思路

无线遥控音乐门铃是利用电磁波的发射和接收，因此会有发射和接收电路。

发射板要先调制振荡产生方波信号，在经高频振荡产生正弦波的信号发射出去，接收板接信号以后，通过滤波、选频等电路选出接收的信号，在将其滤波、整形、放大，最后利用方波的高电平推动音乐芯片使得喇叭发声。

无线遥控音乐门铃设计流程：

调试振荡→→→→高频振荡→→→→发射信号→→→接收信号↓↓喇叭发声←←←推动音乐芯片←←←整形放大←←←选出信号

第二章无线遥控音乐门铃的工作原理

2.1TC4069UBP芯片简介

TC4069UBP是6反相器。

所谓反相器，就是么相器都有两端，输入端是高电平时输出端就转为低电平，输入端是低电平时输出端就为高电平，输入和输出端的电平总是相反。

2.2发射器原理

发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。

调制级电路由一块TC4069UBP和32.768KHz晶体完成，发射器开关按下时，反相器6和5及晶振、电阻等相关元件组成振荡发生器，产生32.768KHz低频信号。

1.调制振荡极

过程：

反相器6的13脚开始为低电平，12脚就是高电平，10脚也为高电平。

10脚的高电平经R2对晶体X1充电，充电电流经R2-X1-反相器4的9脚。

充电时间由X1决定，等效电容为200P，现在也经常用电容代替晶振产生振荡信号。

由于X1的充电，X1上的电压逐渐上升，下正上负，当升至反相器5的翻转电平时，12脚就由原来的高电平转为低电平，10脚也同时转为低电平。

X1开始放电，放电通路为X1-R2-反相器5的10脚。

放电后X1上的电位降低，到一定程度时13脚降为低电平了，输出端又翻转成高电平，再次对X1充电，至此已完成一个充放电过程，即一个振荡周期，10脚输出一次低高变化的电平。

之后振荡一直持续下去，反相器5的10脚就会一直输出高低不断变化的电平信号。

这个信号的频率由晶体决定，此电路中的频率为32.768kHz。

上面的过程在电路实际工作时完成得极快。

2.放大

以上是反相器的5和6用于产生振荡信号，反相器的8脚输出后和其他反相器1、2、3并联使用，构成输出控制，能提供20-30mA的灌入电流，同时也使振荡信号放大。

反相器1、2、3的输出端由反相器的8脚输出端接在发射管Q1的发射极对Q1进行调幅，向外发射电磁波。

3.高频振荡级

Q1、L1、C3和6P电容组成高频振荡器，振荡频率由色环电感L1和C3及三极管的集电结电容决定。

一般为200-270MHz。

Q1的发射极如果直接接在负极时就能产生等幅高频波，再接在反相器的输出端就使输出受32.768KHz振荡信号调制，通过印刷电感发射信号。

按键每按一次就发射一次。

2.3接收器原理

1.接收信号

Q3、L2、C4、C16为超再生振荡接收器，超再生振荡电路具有自检波功能，可以从自然界中各种各样的波中检出此电路的电磁波。

L2为铜芯线圈，在直径5mm的骨架上绕制，用0.51漆包线绕3圈，骨架中间用铜芯调节。

当L2的振荡频率与发射端相同时，谐振，Q3的超再生信号就受发射端的调幅信号控制。

2.滤波

L1为色环电感，阻止高频信号通过，起到了滤波的作用。

C19滤波滤除检波后的高频杂波，使用检波后的有用信号信噪比最大。

3.线性放大

检波、滤波后的调制信号在R14上产生压降，经R3、C7送入反相器4069进行线性放大，这由三个反相器1和2、3和4、5和6管脚完成。

并最终由6号管脚输出信号。

4.选频及整形放大

经三极管放大后的调制信号与发射端（低频32.768KHz）同频，X1在电路中起选频作用，同频率的信号能顺利通过，进一步免除了许多不需要的各种外界信号的干扰，选频后的信号送入Q2放大。

5.高频放大

该信号的幅度还较低，经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。

Q2的射极接地，集电极接到反相器13脚，由C8,D2,C12,R4和反相器4、5、6组成的电路进一步对信号放大。

最终由反相器8号脚输出信号。

6.声响电路

R21限流，C11滤波，对方波进行平滑滤波，并有数十毫秒的延时，也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰，由反相器8号脚输出来的信号送入到音乐芯片TQ33G中。

本电路采用TQ33G系列有三种声音可选择，双音叮咚，西敏寺，爱丽斯。

K1是乐曲选择开关，音乐信号经Q1放大推动喇叭发出优美的门铃音乐声。

第三章绘制电路图和印刷电路板

图3.1发射板电路图

图3.2接收板电路图

图3.3发射板PCB板

图3.4接收板PCB板

图3.5发射板的pcb板图

图3.6接收板的pcb板图

第四章PCB板的制作

一、PCB板的制作过程

1.打印底稿（喷墨／激光打印胶片，或使用光绘菲林）

2.曝光（太30-180秒；

紫外线灯4-5分钟）

3.显影（专用显像剂）

4.蚀刻（用热水化开的三氯化铁液体）

5.钻孔（小电钻）

以下是详细的制作方法及注意事项：

a、原稿制作（用菲林或硫酸纸）

把设计好的电路图用激光（喷墨）打印机以透明的菲林或半透明的硫酸纸打印出来。

注意事项：

1.未曝光部份会被显影剂除去从而露出铜面，而已曝光部分则会被固化。

所以打印原稿时应选择负片打印，即线路要保留的线条的地方是透明的，需要除去铜层的地方是不透明的。

2.线路部份如有透光破洞，请以油性黑笔修补。

3.稿面需保持清洁无污物。

b、曝光

首先去掉感光板的外包装，将打印好的胶片的打印面（碳粉面/墨水面）贴在蓝色感光膜面上，再以两块擦洗干净的玻璃一上一下紧压原稿及感光板，越紧密解析度越好。

玻璃板四周以夹子固定好，防止搬动、翻面时感光板与胶片发生位移。

此过程可以在一般室环境光线条件下进行，不用担心室环境光线会造成感光板曝光。

c、显影

1.调制显像剂：

显像剂:

水（1:

100），即1包20g的显影剂配2000毫升水，可显影约8片10x15cm单面感光板（。

显影液无毒无害，可以接触。

2.显像：

膜面朝上将感光板置于显影液中，以毛刷刷洗板面，直到需蚀刻部分露出光亮铜箔，轮廓清晰时即显像完成。

显影时显影液温度控制在33－37℃。

正常曝光的感光板，膜面有较强的附着力，能耐一般刮擦，但操作时也不要用金属物刮擦。

3.水洗：

4.干燥及检查：

为了确保膜面无任何损伤，最好能做到此步骤。

即利用吹风机吹干，短路处请用小刀刮净，断线处用油性笔等修补（这种情况多是由于胶片打印质量不佳或底稿脏污、玻璃面未处理干净引起的）。

1.用矿泉水瓶依比例先调制显像液，随时可倒出使用，但使用过的显像液不能倒回瓶。

2.显像液越浓，显像速度越快，但过快会造成显像过度（覆膜全面地模糊缩小）。

过稀则显像很慢，易造成显像不足（最终造成蚀刻不完全）。

3.用过的显像液不要倒回。

用过的显像液在24小时后将逐渐自行分解，不会造成环境污染。

4.严防金属物划伤膜面。

d、蚀刻

三氯化铁蚀刻液具有一定的腐蚀性，使用中需注意不要沾到皮肤上。

如不慎入眼，请立即用大量清水冲洗并迅速就医。

一般500g的三氯化铁约调配1000毫升-1200毫升的水，尽量用热水化开，可以避免把细线条蚀刻断。

1.蚀刻机：

用蚀刻机蚀刻时间-新药液约需要1.5～3分钟。

细线条小于0.5mm，必须使用蚀刻机。

2.水洗：

蚀刻完成后，将板从三氯化铁溶液中取出，使用清水将板两面冲洗干净。

3.干燥：

1.小心勿伤及膜面。

2.将感光板放入蚀刻液约2秒钟后拿出来检视，即可检查出显像结果成功与否。

显像不足补救方法：

从蚀刻液中拿起感光板，此时非线路部分的铜箔应变为粉红色，如有些地方应变而未变则表示该处显像不足。

补救方法为：

用清水洗净后再放入显像液中再显像，然后再检视（显影时间应适当减少）。

3.显影后，残留的感光膜可用脱膜剂浸泡去除（此脱膜剂具强腐蚀性，使用中要更加小心）。

4.蚀刻液越浓越慢，太稀也慢。

二、PCB制版过程中的问题、原因

1.在制作发射板时候PCB板曝光显影不清晰

原因：

1、油墨印的太薄或油墨的稀释剂加的太多2、预烤烤箱温度不稳定、时间太长或者闷板（即时间到了以后没有及时讲板出炉）3、曝光能量过高或曝光机能力均匀性不好4、底片的遮光率不够5、显影压力、速度、药水浓度不正确。

2.蚀刻出来的板子有的地方导线断了，有的地方还没有腐蚀好

原因：

1.蚀刻的时候没有改变板子与蚀刻液的接触位置，使其腐蚀不均匀。

2.蚀刻液有的时间多久。

3.手动打孔，打的空不均匀，有些空位置打的不对

主要人为原因

第五章心得总结

经过此次Altium 

Designer课程设计实习，基本达到了对Altium 

Designer软件有初步认识和熟悉，并掌握了使用Altium 

Designer软件进行电路图的设计和绘制的方法。

首次接触Altium 

Designer软件时，对各个元件的查找和对元件库的管理和添加是第一个难点，其次就是对于绘制原理图的一些细节把握还不够到位，比如在绘制原理图元件时要注意元件一般的尺寸大小，不能太大也不能太小了，还有元件管脚电气属性的设置的方法。

原理图的绘制完成后便是修改名称和添加元件库了。

这些基本方法都掌握后, 

就可以绘制一些基本的原理图了, 

绘制图形要注意元件的摆放和整体的布局，绘制的原理图要求美观，清晰。

绘制完原理图之后便是学习制作 

PCB 

的封装了。

元器件封装是Altium 

Designer较难也很关键的一步,制作 

要以元件实物的型号和大小为依据，实物元件的种类繁多，所以要以具体情况具体要求来制作 

封装。

PBC封装尺寸的大小更注重在管脚的距离上，管脚距离的大小决定了实物元件能否安装在电路板上。

要从原理图生成 

就要保证每个元件都有对应的封装,不仅大小要对应，符号也要一一对应。

特别需要注意的是，当某个元件在库中找不到与之对应的封装号时，我们应该在库中自己绘制出其封装形式。

在这些步骤都完成后就可以从原理图生成 

图了,当然刚开始做的时候错误是在所难免的，但通过自己的努力练习，并向老师和同学请教，找到错误的根源所在，及时改正，最终完成了设计任务。

当然，最后检查的时候，必须保证从原理图生成 

时要保证每个元件都是正确的，保证每个元件都被导入了，而没有遗漏。

最后一步是布局和布线。

由于初学原因，采用的电脑自动布线。

在此期间，老师给我指出了诸多错误及不合理之处，所以，以后自己要多从手动布线方面多下功夫，不断提高自己的布线技巧。

在实际制版的过程中我们也遇到很多这样那样的问题。

从刚开始的打印到最后的钻孔，在我们小组三人的合作之下还是完成了。

由于第一次做实物的原因，我们的作品存在这样那样的问题。

最后，通过此次课程设计，使我领悟到了学习掌握Altium 

Designer对于将来学习与工作的重要性，同时也使我认识到自己所学知识和操作技能的欠缺，在将来的学习中需要更加努力，不断学习，才能有所提高！