【正文】 路中的二極管作為開關使用，具有單向導電性，根據圖2中的橋式二極管整流電路以及圖3中的整流波形圖可知：當正半周時，二極管DD3導通，在負載電阻上得到的是正弦波的正半周；當負半周時，二極管DD4導通，在負載電阻上得到的是正弦波的負半周；在負載電阻上正、負半周經過合成，得到的是同一個方向的單向脈動電壓，再經降壓濾波后就可為后續(xù)電路提供所需的工作電壓。我們可以使用常見的聲音傳感器將這類聲音信號轉化為電信號，其中比較常用的聲音傳感器有電容式和磁電式兩類。駐極體話筒體積小，結構簡單，電聲性能好，價格低廉，應用非常廣泛，考慮到元器件本身成本及使用方便等問題，這里使用駐極體話筒，利用駐極體話筒采集外界聲音信號并轉換成電信號，實現(xiàn)聲音信號到電信號的轉換。由于所形成的電容器的電容量很小，使得駐極體話筒轉化來的電信號相對較弱，轉換的電信號必須經過一定放大才能起到良好的控制作用，可作為放大用的電路有功率放大電路、運算放大電路等，通常都選用運算放大電路，運放電路不僅可以提高信號的輸出電壓，而且還可以抑制零點漂移，但是使用運放電路會大大增加電路的體積和成本；而采用晶體三極管組成的放大電路來放大駐極體話筒產生的電信號，不僅簡化了聲控電路的結構設計，而且對聲音信號的控制作用也更榮易實現(xiàn)，因此本文使用由三極管組成的放大電路來實現(xiàn)對微弱信號的放大。聲控電路如圖4所示,由QR1 、R2 、R3 、C2 、MIC組成。外界有聲音信號時,如果環(huán)境的聲音信號很弱,三極管Q1仍處于飽和狀態(tài),集電極輸出為低電平；當外界聲音信號達到一定強度時,駐極體話筒將轉化來的電信號經C2耦合到Q1的基極,三極管由飽和進入放大狀態(tài),集電極電位隨著聲音信號的強弱而高低變化,當聲音信號達到一定強度時,其集電極由低電平轉變成高電平，聲控電路導通，并將信號傳遞至開關電路，控制燈的亮或滅。光控電路控制功能實現(xiàn)的核心是光電傳感器，因此選擇光電傳感器時必須選擇可靠、穩(wěn)定、靈敏度高的光電傳感器，以保證電路各項參數(shù)的可靠、精確和穩(wěn)定，正常發(fā)揮電路應有的功能和作用，為此在設計光控電路時，不僅要盡量簡化電路結構、降低成本，而且要使電路功能能夠長期穩(wěn)定可靠[[] [J].《太陽能》，2010(21):30~32. ]。在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當波長的光線照射時，電流就會隨光照強度的增加而變大，從而實現(xiàn)光電轉換，光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加直流電壓，也可以加交流電壓。光控電路如圖5所示，由R4和RG組成，設計所用的光敏電阻亮電阻為20K30K,暗電阻約為10M，在光敏電阻上串接的電阻R4的阻值應該大于30K,小于10M，具體阻值在調試時依據對光信號感應靈敏度而定。晚上或光線較暗時，RG因沒有光線照射電阻比較大，約為10M，則光敏電阻兩端的電壓U2為：則與非門U1A的輸入端1腳變成高電平，門U1A的3腳輸出狀態(tài)受2腳輸入電平的控制，為聲音通道的開通創(chuàng)造了條件，當有聲音信號時，可控硅就會導通，燈亮。夜晚或光線較暗且有聲音信號時，聲控電路和光控電路轉化來的電信號經三極管放大以及CD4011與非門反相后輸出高電平送入延時電路，經反相后輸出低電平，然后送入開關電路使與非門U4D輸出高電平，通過R5觸發(fā)可控硅D7導通，燈亮；聲音信號消失后，前級聲控電路和光控電路轉化來的電信號經三極管放大以及CD4011與非門反相后輸出低電平送入延時電路，因D1的阻斷作用，電容C3只能通過R5緩慢放電，經過大約1分鐘后下降到與非門U3C的閾值電壓以下，經反相后輸出高電平，然后送入開關電路使與非門U4D輸出低電平，可控硅自動關斷，燈熄滅[[] [J].電子世界,2004,(10)：36~40.]。整個電子開關的核心器件是集成電路CD4011，其內部結構如圖8所示，它是一個四二輸入與非門集成電路，其中2腳和3腳分別為與非門1的輸入和輸出端；6和4腳分別為與非門2的輸入與輸出端；9腳和10腳分別為與非門3的輸入和輸出端；113腳和11腳分別為與非門4的輸入和輸出端；7腳接地；14腳接電源[[] [M].北京:高等教育出版社,2006.]。設計中開關電路采用單向可控硅MCR1006，其導通條件：一是可控硅陽極與陰極間必須加正向電壓，二是控制極也要加正向電壓，以上兩個條件必須同時具備，可控硅才會處于導通狀態(tài)，另外，可控硅一旦導通，即使降低控制極電壓或去掉控制極電壓，可控硅仍然導通，起到開關的開通作用，從而控制燈點亮。白天或光線較亮時，光敏電阻RG的阻值較小，可控硅控制極輸入端的電位很低，控制極得不到觸發(fā)電壓，可控硅不導通，燈不亮；晚上或光線較暗時，光敏電阻RG的阻值較大，然后與由MIC送來的聲音電信號一起送入延時開關電路，使可控硅控制極輸入端得到高電平,可控硅導通，燈亮[[] [J].《中國照明電器》，2001,(10):19. ]。標志參數(shù)條件55176。C+125176。駐極體話筒MIC檢測到的聲音信號和光敏電阻RG感應到的光信號以“與”的關系來控制CD4011輸出高低電平，然后CD4011輸出的高低電平控制可控硅的導通和斷開，從而控制燈泡的亮或滅。剛開始設計時，覺得無從下手，在圖書館經過一番資料查找后，我發(fā)現(xiàn)它其實很簡單，只是還不會靈活運用，這次畢業(yè)設計讓我學會了一種設計電路的思想，就是分成多個模塊，逐一解決問題。父母不僅承受著巨大的經濟負擔，在心里上更承受著思子之情的煎熬與望子成龍的期待，憶往昔，每次回到家時父母的欣喜之情，每次離開家時父母的依依不舍之眼神，電話和信件中的殷殷期待和思念之語，皆使本人刻苦銘心，目前除了學習成績尚可外無以為報，希望以后的學習、工作和生活能使父母寬慰，以此報答父母的無私恩情！]。白天，光敏電阻阻值較小，用阻值為20K的電阻代替；夜晚，光敏電阻阻值很大，用阻值為10M的電阻代替，這也正是光敏電阻與普通電阻的區(qū)別之處。圖10白天時的仿真圖 圖11 夜晚時的仿真圖仿真結果:白天，即光敏電阻RG阻值較小為20K時，無論外界有沒有聲音信號（圖中的開關無論閉合與斷開），燈泡都不亮；晚上，即光敏電阻RG阻值較大為10M時，當有聲音信號時（開關閉合），燈泡亮；聲音消失后（開關斷開），燈泡繼續(xù)亮60s左右后自動熄滅。:這里使用單向可控硅,它有陰極(K)、陽極(A)和控制極(G)三個極。②性能的判別:將旋鈕撥至R1擋,紅筆接K極,黑筆同時接通G,A極,在保持黑筆不脫離A極狀態(tài)下斷開G極,指針應指示幾十歐至一百歐,此時可控硅已被觸發(fā),且觸發(fā)電壓低。:電子制作中常用的三極管有90系列,這里使用9013或9014(NPN)。，它的測量方法：用RX100檔將紅表筆接外殼的S，黑表筆接D，這時用口對著駐極體吹氣，若表針有擺動說明該駐極體完好，擺動越大靈敏度越高?？傊?，元件的選擇可靈活掌握，參數(shù)可在一定的范圍內選用。調試時用萬用表直流電壓檔測試集成電路CD4011的14腳應有12V左右的直流電壓，在有光照射條件下，無論外界有沒有聲音信號，測量三極管Q1的集電極C應為低電平，集成電路U1A的1腳為低電平，3腳輸出高電平，4腳輸出低電平，則二極管D1把電流隔離，可控硅沒有得到高電平觸發(fā)信號，開關不導通，燈不亮；外界無光照條件下，有聲音時，集成電路U1的1腳和2腳都為高電平，3腳輸出低電平，11腳為高電平，可控硅獲得高電平觸發(fā)信號，開關導通，燈亮，延時一段時間后能自動熄滅，達到以上要求，說明電路已調試成功。本設計基本實現(xiàn)了燈泡在白天或光線較亮的情況下，無論外界有沒有聲音信號燈都不亮，而在晚上或光線較暗情況下外界有講話聲、口哨聲、拍手聲等聲音信號時才亮的功能，并且可以自動延時一段時間，總體達到了系統(tǒng)設計要求。本文通過對各部分電路的具體設計實現(xiàn)了聲光控制開關在白天或光線較亮時，光控電路自動將開關關斷，此時聲控電路不起作用，無論外界有沒有聲音信號燈都不會亮；夜晚或陰雨天時，光控電路自動將開關打開，此時燈泡的亮或滅受聲控電路的控制，電路是否導通，取決于聲音信號的強弱，當聲音信號達到一定強度時，開關電路自動接通，燈點亮，延時一段時間后，開關自動關斷，燈滅，而且可以人為設定燈亮的時間，從而滿足不同用戶的需要。聲光控電子開關以其優(yōu)良的性能和低廉的價格深受廣大用戶的歡迎，現(xiàn)在它的使用已普及到生活的許多方面，然而它任然還有許多不盡如人意的地方，比如抗干擾誤動作問題、延時時間準確性問題、聲光感應靈敏度問題、應急長明等問題。只是目前來說光電傳感器的成本相對于光敏電阻來說價格比較高，本文使用光敏電阻只是為了能夠最大限度的減少制造成本，如果以后能夠制造出成本相對較低而性能優(yōu)良的其它傳感器，我們就完全可以使用它來代替光敏電阻，而且性能一定會比使用光敏電阻要優(yōu)良許多，例如，現(xiàn)在市場上出現(xiàn)不少識別氣體的傳感器,即氣體傳感器,如果某一天出現(xiàn)性能價格比很好的人體氣味傳感器,那么生產出光與人體氣味共同控制的電子開關肯定會受到用戶的普遍歡迎，市場前景也將會更加