洛阳理工学院 模电 电子实习报告格式.docx

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洛阳理工学院模电电子实习报告格式

洛阳理工学院

电子实习报告

专业计算机科学与技术

班级

学号

姓名

完成日期2014年4月11日

实习内容与要求

1.实习内容

（1）电子工艺基本常识及要求；

（2）电子元器件的识别和测试方法；

（3）电子元器件焊接工艺；

（4）声光控楼道控制电路安装及调试。

2.实习要求

（1）熟悉电子安全操作规程；

（2）熟悉常用电子元器件的识别和测试方法；

（3）掌握正确的焊接方法；

（4）掌握电子电路测试、分析及故障处理方法。

指导教师：

舒云星秦玉洁李京秀

实习评语

成绩：

指导教师：

_______________

年月日

声光控楼道灯电路

摘要

光控灯和声控灯是居家照明的重要部分（如楼道、卫生间、小巷等），它们的出现使我们的生活方便许多，即可避免摸黑找开关造成碰伤，又可杜绝楼道灯有人开没人关的现象而浪费能源。

介绍了用三级管和与非门芯片实现光控和声控灯的原理，重点介绍了三者实现方法和具体细节，及制作过程中遇到的问题和相应的解决方案。

关键词：

光控灯，光敏电阻、导通、截止、晶闸管

目录

第一章概述1

1.1声控灯的发展及应用1

1.2实习目的和主要内容1

第2章声光控电路原理分析2

2.1整体电路2

2.2各模块原理分析2

2.3声光控楼道灯工作原理分析4

第3章常用电子元器件识别6

3.1电阻6

3.2电容8

3.3二极管10

3.4三极管11

3.5晶闸管12

3.6.集成电路12

3.7.整流桥13

3.8.话筒14

3.9.光敏电阻15

第4章电路安装、焊接16

4.1安装方法16

4.2焊接工艺16

第5章电路调试17

5.1调试方法17

5.2故障处理17

参考文献18

心得体会20

附录21

附录1电路元器件清单表21

附录2.电路原理图21

附录3电路实物图22

第一章概述

1.1声控灯的发展及应用

日常生活是一个充满声音的世界，每天你都会听到各种各样的声音，声音是无处不在，无时不在的。

然而，声音除了丰富我们的生活外，它还有很多用处。

以往的声控开关大多都是应用模拟电子技术进行设计，分立元件多，不可靠，如今单片机技术已经相当成熟，运用单片机可以设计出智能型的声控开关，电路设计好后，运用软件编程来实现其功能，灵活方便，修改简单。

目前许多声控开关的平均使用寿命不长，主要是因为电路作频繁的开关，启动电流非常大，导致功率元件可控硅由于过载而损坏。

本文中采用开关电压过零保护技术，可消除白炽灯开启瞬间的大电流冲击，有效地防止可控硅元件启动时电流过载，大大地延长了开关使用寿命，并且可以起到保护灯泡的作用。

声控电路已成为人们日常生活中不可缺少的必须品，现在声控灯主要应用于楼道里的照明灯，它不需要开关，当有人经过时会自动亮：

广泛用于走廊、楼道招待所灯公共场所等，给人们的生活带来极大的方便。

因此，得到了广泛的应用。

声控电路是声音和光控制电路工作的电子开关。

1.2实习目的和主要内容

目的：

通过本次研究可以让我们了解到声控灯的原理以及它对我们生活的影响，通过参与相关的活动，可以提高我们调查、收集、处理信息的能力，以及互相合作学习、协调的能力。

主要内容：

1.电子工艺基本常识及要求；2.电子元件的识别和测试方法；3.电子元器件的焊接工艺；4.声控楼道控制电路安装及调试。

第2章声光控电路原理分析

2.1整体电路

路灯控制器电路的总体框图由声控、光控电路，声光控制电路，开关电路延路，负载电路和电源电路等构成，工作时，先由光控电路和声控电路一起向声光控制电路输入信号，当两个信号同时有效时，声光控制电路才往下传输信号，才向开并电路送去信号，使开关打开，同时也促使延时电路开始工作，而电路的电源由电源经过桥式整流以后，再经过降压电路降过压以后来提供，电路中其他需供电的电路由降压以后再进行稳压以后来供电，负载的供电直接由电源来提供。

总体框图如下所示，工作流程如箭头所示：

图1.1声光控楼道灯电路工作原理框图

2.2各模块原理分析

（1）声控及放大电路

本电路中采用驻极体话筒，驻极体话筒也称驻极体传声器，它是利用驻极体材料制成的一种特殊电容式“声—电”转换器件。

在正常情况下，无声时基应为0.6V左右，使三级管导通，集电极为0V，保证晚上无信号时，灯不亮。

图2.1声控及放大电路

（2）光控电路

光控电路中有一个光敏元件，光敏电阻或者光敏二极管、光敏三极管，光敏元件的特性是它的内阻随光照的强弱变化而变化，一般是光线强时电阻减小，光线弱时电阻增大，从而可改变电路的分压值，经开关电路、放大电路来控制可控硅的导通或截止来实现光控的。

图2.2光控电路

（3）与非门电路

从小巧的电子手表，到复杂的电子计算机，它们的许多元件被制成集成电路的形式，即把几十、几百，甚至成干上万个电子元件制作在一块半导体片或绝缘片上。

每种集成电路都有它独特的作用。

有一种用得最多的集成电路叫门电路。

常用的门电路有与门、非门、与非门。

图2.3与非门

2.3声光控楼道灯工作原理分析

声控楼道灯电路如图1.1.2所示，其中，CD4011为四2输入与非门电路，其功能为有0出1，全1出0.在VT1导通前，交流电源24V经桥式全波整流和VD6、电容C1滤波获得直流电压1.2×24V≈28.8V，经限流电阻R1，使VS稳压二极管有Uz=+6.2V，稳定电压供给电路（灯亮时Uz有所降低），而灯L串与整流电路中。

白天时，光敏电阻Rc阻值较小，与非门G1的u1输入为低电平0态，G1门被封，即不管u2为何状态，G1总是出1,G2出0，uc=0，G3出1.G4出0，单项晶闸管VT1不导通。

在晚上时，RG阻值增大，u1为高电平1态，G1门打开，u2信号可传送。

若无脚步或掌声，驻极体电容式传声器BM无动态信号。

偏置电阻（RP2+R4）使NPN三极管VY2导通，u2为低电平0态，则G1出1，其余状态与上述相同。

晶闸管VT1控制极g无触发信号，故不导通，灯L不亮。

晚上当有脚步声时，驻极体电容式传声器BM有动态波动信号输入到放大电路中VT2的基极，由于电容C2的隔直通交作用，加在基极信号相对零电平有正、负波动信号，使集电极输出u2有高电平动态信号为1，因此使G1全1出0为负脉冲，而G2出1为正脉冲，二极管VD5导通对G3充电达5V，uc也为1，G3出10为负脉冲，而G2出1正脉冲，二极管VD5导通对C3充电达5V，uc也为1，G3出0.G4出1为高电平，经R7限流，在单晶闸管VT1控制极g有触发信号使VT1导通，全波整流电路中串联的灯L经晶闸管VT1导通，灯L点亮。

由于晶闸管导通后的uak正向压降会降至约1.8V，因此VD6用来防止Uz电压下降，避免影响控制电路电源。

在脚步声消失后，由于电容电压uc经R6放电过程仍为1态，故灯L仍亮，直到uc小于与非门阀值电压UTH=12VCC时刻，G3出1，G4出0，当uak过零电压时，晶闸管VT1截止约30s后，灯L灭。

图2.4声光电路原理图

第3章常用电子元器件识别

3.1电阻

（1）色环电阻：

是在电阻封装上（即电阻表面）涂上一定颜色的色环，来代表这个电阻的阻值。

色环电阻是电子电路中最常用的电子元件，采用色环来代表颜色和误差，可以保证电阻无论按什么方向安装都可以方便、清楚地看见色环。

色环电阻的基本单位是：

欧姆（Ω）、千欧（KΩ）、兆欧（MΩ）。

1000欧（Ω）=1千欧（KΩ），1000千欧（KΩ）=1兆欧（MΩ）。

图3.1色环电阻

（2）贴片电阻：

从ChipFixedResistor直接翻译过来的，俗称贴片电阻（SMDResistor）,是金属玻璃铀电阻器中的一种。

是将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器。

耐潮湿，高温，温度系数小。

可大大节约电路空间成本，使设计更精细化。

图3.2贴片电阻

（3）电位器:

是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。

电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。

当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。

电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。

后者可视作一可变电阻器。

电位器的接法：

一般的电位器，中间的是动片，所以测量电阻的话1。

3脚是总电阻，动片动不动阻值都不会变，接12，阻值从顺时针方向变大（动片动的话），接2，3就是反的.6个脚叫双联电位器，就是2个单联做在一起了，8脚的应该是带了一个开关，一般在汽车音响上用的教多。

图3.3电位器

3.2电容

（1）电解电容：

电容的参数 ：

一、标称电容量 电容器产品标出的电容量值。

云母和陶瓷介质电容器的电容量较低（大约在 5000pF 以下）；纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中（大约在 0.005uF~1.0uF ）；通常电解电容器的容量较大。

这是一个粗略的分类法。

 二、额定电压。

在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或冲电压的峰值。

电容器应用在高电压场和时，必须注意电晕的影响。

电晕是由于在介质 / 电极层之间存在空隙而产生的，它除了可以产生损坏设备的寄生信号外，还会导致电容器介质击穿。

在交流或脉动条件下，电晕特别容易发生。

对于所有的电容器，在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。

三、使用寿命。

电容器的使用寿命随温度的增加而减小。

主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。

四、绝缘电阻。

由于温升引起电子活动增加，因此温度升高将使绝缘电阻降低。

、

极性识别：

电解电容极性的判别 不知道极性的电解电容可用万用表的电阻挡测量其极性。

 我们知道只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔），负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小（漏电阻大）。

反之，则电解电容的漏电流增加（漏电阻减小）。

测量时，先假定某极为“ + ”极，让其与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，记下表针停止的刻度（表针靠左阻值大），然后将电容器放电（既两根引线碰一下），两只表笔对调，重新进行测量。

两次测量中，表针最后停留的位置靠左（阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。

测量时最好选用 R*100 或 R*1K 挡。

（2）贴片电容参数确定：

电容的主要特性参数：

（1） 容量与误差：

实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。

一般分为3级：

i级±5%，ii级±10%，iii级±20%。

在有些情况下，还有0级，误差为±20%。

 精密电容器的允许误差较小，而电解电容器的误差较大，它们采用不同的误差级。

 常用的电容器其精度等级和电阻器的表示方法相同。

用字母表示：

d——005级——±0.5%；f——01级——±1%；g——02级——±2%；j——i级——±5%；k——ii级——±10%；m——iii级——±20%。

（2） 额定工作电压：

电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作，所承受的最大直流电压，又称耐压。

对于结构、介质、容量相同的器件，耐压越高，体积越大。

（3） 温度系数：

在一定温度范围内，温度每变化1℃，电容量的相对变化值。

温度系数越小越好。

（4） 绝缘电阻：

用来表明漏电大小的。

一般小容量的电容，绝缘电阻很大，在几百兆欧姆或几千兆欧姆。

电解电容的绝缘电阻一般较小。

相对而言，绝缘电阻越大越好，漏电也小。

（5） 损耗：

在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量。

这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗。

通常用损耗角正切值来表示。

（6） 频率特性：

电容器的电参数随电场频率而变化的性质。

在高频条件下工作的电容器，由于介电常数在高频时比低频时小，电容量也相应减小。

损耗也随频率的升高而增加。

另外，在高频工作时，电容器的分布参数，如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等，都会影响电容器的性能。

所有这些，使得电容器的使用频率受到限制。

 不同品种的电容器，最高使用频率不同：

 小型云母电容器在250mhz以内； 圆片型瓷介电容器为300mhz；圆管型瓷介电容器为200mhz； 圆盘型瓷介可达3000mhz； 小型纸介电容器为80mhz； 中型纸介电容器只有8mhz。

3.3二极管

表3.4稳压管型号

图3.5二极管型号

稳压二极管与普通二极管的区分     

常用稳压二极管的外形与普通小功率整流二极管的外形基本相似。

当其壳体上的型号标记清楚时，可根据型号加以鉴别。

当其型号标志脱落时，可使用万用表电阻挡很准确地将稳压二极管与普通整流二极管区分开来。

具体方法是：

首先利用万用表R×1K挡，按前述方法把被测管的正、负电极判断出来。

然后将万用表拨至R×10K挡上，黑表笔接被测管的负极，红表笔接被测管的正极，若此时测得的反向电阻值比用R×1K挡测量的反向电阻小很多，说明被测管为稳压管；反之，如果测得的反向电阻值仍很大，说明该管为整流二极管或检波二极管。

这种判别方法的道理是，万用表R×1K挡内部使用的电池电压为1.5V，一般不会将被测管反向击穿，使测得的电阻值比较大。

而R×10K挡测量时，万用表内部电池的电压一般都在9V以上，当被测管为稳压管，切稳压值低于电池电压值时，即被反向击穿，使测得的电阻值大为减小。

但如果被测管是一般整流或检波二极管时，则无论用R×1K挡测量还是用R×10K挡测量，所得阻值将不会相差很悬殊。

注意，当被测稳压二极管的稳压值高于万用表R×10K挡的电压值时，用这种方法是无法进行区分鉴别的。

稳压二极管的电路文字符号常用VS表示，一般的稳压二极管上已标有“+”、“-”，或标有稳压二极管的图形符号。

3.4三极管

表3.6三极管型号

三个电极确定方法

用万能表测量：

如果三极管的黑表笔接其中一个管脚，而用红表笔测其它两个管脚都导通有电压显示，那么此三极管为PNP三极管，且黑表笔所接的脚为三极管的基极B，用上述方法测试时其中万用表的红表笔接其中一个脚的电压稍高，那么此脚为三极管的发射极E，剩下的电压偏低的那个管脚为集电极C。

3.5晶闸管

单、双向可控硅的判别：

先任测两个极，若正、反测指针均不动（R×1挡），可能是A、K或G、A极（对单向可控硅）也可能是T2、T1或T2、G极（对双向可控硅）。

若其中有一次测量指示为几十至几百欧，则必为单向可控硅。

且红笔所接为K极，黑笔接的为G极，剩下即为A极。

若正、测批示均为几十至几百欧，则必为双向可控硅。

再将旋钮拨至R1或R×10挡复测，其中必有一次阻值稍大，则稍大的一次红笔接的为G极，黑笔所接为T1极，余下是T2极。

图3.7测量晶闸管

3.6.集成电路

图3.8集成电路

3.7.整流桥

图3.9整流电压滤波和整流电流滤波

三相整流桥直流侧与交流侧并联型ＡＰＦ电路结构

三相整流桥直流侧ＡＰＦ并联在整流桥的直流侧，其电路中虚线框所示。

其中Ｌｐ、Ｓｐ１、Ｓｐ２、Ｃｐ和Ｌｎ、Ｓｎ１、Ｓｎ２、Ｃｎ分别构成两个双向Ｂｏｏｓｔ电路，低频双向开关Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ工作在二倍工频，将每个工频周期分成６个区间，每个区间内整个电路都可等效为两个串联运行的Ｂｏｏｓｔ变换器。

因为三相三线制系统中只有两个独立的电流分量，因此可以分别控制整流桥正端和负端的Ｂｏｏｓｔ变换器补偿对应相中的负载电流来保证两相电流为正弦波，进而实现电网三相输入电流ｉａ、ｉｂ、ｉｃ均成为与电网电压同频同相的正弦波。

图3.10三相直流侧

交流侧三相ＡＰＦ的电路如图２所示，通过三相全桥逆变器来补偿每相中的谐波和无功电流实现谐波补偿。

图3.11三相交流侧

3.8.话筒

图3.12动圈话筒

在场效应管的栅极与源极之间接有一只二极管，因而可利用二极管的正反向电阻特性来判别驻极体话筒的漏极D和源极S。

   将万用表拨至R×1kΩ档，黑表笔接任一极，红表笔接另一极。

再对调两表笔，比较两次测量结果，阻值较小时，黑表笔接的是源极，红表笔接的是漏极。

图3.13话筒测试

3.9.光敏电阻

图3.14光敏电阻

光敏电阻：

又称光敏电阻器（photoresistororlight-dependentresistor，后者缩写为ldr）或光导管（photoconductor），常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。

这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。

这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。

第4章电路安装、焊接

4.1安装方法

图4.1安装元器件图

4.2焊接工艺

图4.2焊接示意图

第5章电路调试

5.1调试方法

1.将万用表调到欧姆档，档位为200Ω档，检测灯泡是否短路，正常情况是测得的阻值为25～31Ω;

2.在第一步测试正常后，加电，测试交流电压是否接入，万用表调到200V交流档位，测试正常情况是在27V左右；

3.测试整流桥电压；

4.先不遮挡光敏电阻，然后发出响声（如拍打双手），然后观察灯泡是否亮；

5.将光敏电阻遮挡住之后，又发出响声时，如果灯泡不亮，则调节RP3,用万用表测试TP1的电压一直调到0.7V左右，然后再次进行测试，拍打双手，观察灯泡是否亮，要是电路没出错的话，灯泡应该就会亮，否则，看看灯泡是否坏了或者是电路没有焊接正确。

5.2故障处理

图5.1焊接故障图示

我和队友把电路板焊接好后，去让老师调试检。

开始时秦老师调节了电路值，都和要求值相符，但是当打开电源测试时，发现灯泡灯丝发微红，而把光敏电阻盖住，在话筒出产生声音时，而灯泡不亮，再加大声音还是不亮。

最后认为是电路板内部出现了故障。

参考文献

[1]陈永甫.新编555集成电路应用800例[M].北京:

电子工业出版社,2001,1:

85-87 

[2]门宏.精选电子制作图解66例[M].北京:

人民邮电出版社,2001,8:

169-172

[3]沈复初.电子技术[M].浙江：

浙江科学技术出版社,2000,9:

135-136 

[4]廖贻谋 .声光控延时灯[ J ].电子世界，2005

心得体会

通过这次课程设计，让我对所用到的器件有了进一步的了节解，以前做数电实验时，只知道如何连接，并不明白其内部构造及工作原理，但是在实际的运用中，必须要知道更多的东西，也认识了发光二极管，光敏电阻的外形，知道了如何检测其正负极，也培养了严谨认真的态度，每焊完一个器件，就要用万用表对其进行检测，检测器是否虚焊，哪怕一点虚焊或者是正负极弄反了，都会产生问题，无法达到想要的效果。

虽然学习模电电路时，学到了很多，但是具体的操作并不清楚，通过这次数字电路课程设计，让我意识到了操作能力的重要性，理论知识学得再好只是一方面，动手能力相当重要，尤其是对我们工科学生而言。

解决实际问题的能力也很重要，经常在实验室的学生焊出来的板子确实布局合理，线路清晰，以后也要在这方面多锻炼锻炼自己。

这次饱含我汗水的综合课程设计。

通过这次课设我也发现了自身存在很多缺点。

理论知识太少了，还有总是不能完全浸下心来学习，这是一个很大的缺点，但是，俗话说，有错就改善莫大焉，在今后的学习过成我会尽力改正这些点，也尽力去学习别人的优点。

最后在这里忠心的感谢老师安排了这次综合课程设计，感谢各位指导老师的辛勤付出。

让我在这次实习中学到了许多知识和道理。

附录

附录1电路元器件清单表

附录2.电路原理图

附录3电路实物图