【正文】 阻等元器件一起構(gòu)成光電壓采樣控制電路，光信號的強弱由光敏電阻轉(zhuǎn)化成電信號的強弱，然后與聲控電路采集到的電信號一起送到延時開關(guān)電路，只要轉(zhuǎn)化來的電信號強度能夠達到一定程度就能觸發(fā)開關(guān)電路，使其導(dǎo)通或截止，從而達到光信號自動控制聲控信號的目的。光控電路如圖5所示，由R4和RG組成，設(shè)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(yīng)該大于30K,小于10M，具體阻值在調(diào)試時依據(jù)對光信號感應(yīng)靈敏度而定。電路的工作原理是：光信號的強弱經(jīng)光敏電阻RG轉(zhuǎn)換為高、低電平后送入集成電路CD4011的1腳，由降壓濾波電路知，光敏電阻RG和R4的總電壓U為12V,白天光線照射到光敏電阻RG上時，其阻值變得很小，約為20K,則光敏電阻兩端的電壓U1為：根據(jù)CD4011的參數(shù)即第13頁的表1可得，CD4011的1腳為低電平，則3腳被鎖定為高電平，與2腳的輸入高低電平無關(guān)，此時聲音信號通道電路被封鎖，使聲音信號不能通過，即燈泡亮滅不受聲音信號的控制，這時，門U1A的3腳輸出的高電平經(jīng)過門U2B、U3C、U4D三次反相后變成低電平，可控硅D7無觸發(fā)信號不導(dǎo)通，燈不亮。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(dāng)有聲音信號時，可控硅就會導(dǎo)通，燈亮。 延時電路如圖6所示,由二極管D1，電阻R6和電容C3組成。夜晚或光線較暗且有聲音信號時，聲控電路和光控電路轉(zhuǎn)化來的電信號經(jīng)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(jīng)反相后輸出低電平，然后送入開關(guān)電路使與非門U4D輸出高電平，通過R5觸發(fā)可控硅D7導(dǎo)通，燈亮；聲音信號消失后，前級聲控電路和光控電路轉(zhuǎn)化來的電信號經(jīng)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(jīng)過大約1分鐘后下降到與非門U3C的閾值電壓以下，經(jīng)反相后輸出高電平，然后送入開關(guān)電路使與非門U4D輸出低電平，可控硅自動關(guān)斷，燈熄滅[[] [J].電子世界,2004,(10)：36~40.]。延時時間理論值為： 圖6 延時電路 圖7 開關(guān)電路 開關(guān)電路如圖7所示，由集成電路CD401電阻R5和可控硅D7組成，可控硅的作用就是控制開關(guān)的通斷。整個電子開關(guān)的核心器件是集成電路CD4011，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)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.]。在該電路中與非門1和與非門2組成聲音信號和光信號與邏輯電路；與非門與非門4和電阻R7組成可控硅觸發(fā)電路。設(shè)計中開關(guān)電路采用單向可控硅MCR1006，其導(dǎo)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(dǎo)通狀態(tài)，另外，可控硅一旦導(dǎo)通，即使降低控制極電壓或去掉控制極電壓，可控硅仍然導(dǎo)通，起到開關(guān)的開通作用，從而控制燈點亮?？煽毓桕P(guān)斷條件：降低或去掉加在可控硅陽極至陰極之間的正向電壓，使陽極電流小于最小維持電流以下，開關(guān)電路就是通過控制可控硅的導(dǎo)通與斷開來控制燈泡的亮和滅的。白天或光線較亮?xí)r，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(dǎo)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(guān)電路，使可控硅控制極輸入端得到高電平,可控硅導(dǎo)通，燈亮[[] [J].《中國照明電器》，2001,(10):19. ]。 圖8 CD4011的內(nèi)部結(jié)構(gòu)本設(shè)計用到的CD4011的參數(shù)如表1所示。標(biāo)志參數(shù)條件55176。C+25176。C+125176。C單位最小值最大值最小值標(biāo)準(zhǔn)值最大值最小值最大值VOL低電壓輸出VDD=5VVDD=10V (IO1uA)VDD=15V0000,05VVVVOH高電壓輸出VDD=5VVDD=10V (IO1uA)VDD=15V51015VVVVIL低電壓輸入VDD=5V,VO=VDD=10V,VO=VDD=15V,VO=246VVVVIH高電壓輸入VDD=5V,VO=VDD=5V,VO=VDD=10V,VO=VDD=15V,VO=369VVV表1 CD4011的靜態(tài)參數(shù)整體電路系統(tǒng)原理圖如圖9所示，系統(tǒng)采用CD4011為核心控制晶閘管的導(dǎo)通與斷開，二極管D2D5組成橋式整流電路將220V交流電變成直流電壓，再經(jīng)過R7限流，D6穩(wěn)壓，C2濾波輸出12V直流電壓，為集成塊CD4011及三極管Q1提供所需的直流電壓。駐極體話筒MIC檢測到的聲音信號和光敏電阻RG感應(yīng)到的光信號以“與”的關(guān)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(dǎo)通和斷開，從而控制燈泡的亮或滅。白天或光線較亮?xí)r，與非門U1A的1腳輸入端為低電平，此時3腳被鎖定為高電平，與2腳聲控電路的輸入高低電平無關(guān)，聲音信號電路通道被封鎖，燈亮或滅不受聲音信號控制，這時，門U1A的3腳輸出的高電平經(jīng)過門U2B、U3C、U4D三次反相后變成低電平從UD4輸出端輸出，可控硅D7無觸發(fā)信號，開關(guān)電路不導(dǎo)通，燈不亮；夜晚或光線較暗且有聲音信號時，與非門U1A的輸入端1腳和2腳都為高電平，則其3腳輸出低電平，再經(jīng)與非門U2B反相后輸出高電平，與非門U3C反相后輸出低電平，與非門U4D反相后輸出高電平，可控硅D7獲得觸發(fā)信號，開關(guān)電路導(dǎo)通，燈亮；聲音信號消失后，與非門U1A的輸入端的2腳變?yōu)榈碗娖?，則其3腳輸出端為高電平，從而使與非門U2B輸出為低電平，因D1的阻斷作用，電容C3只能通過后續(xù)電路緩慢放電，經(jīng)過大約1分鐘下降到與非門U3C的閾值電壓以下，輸出低電平，從而使與非門U4D輸出低電平，當(dāng)交流電過零點時，可控硅自動關(guān)斷，燈熄滅[[][D].江西:南昌大學(xué)，2009:10~15.[12]Hoehne, Economic Application of Incandescent Lamps in Street Traffic Signal ，1987，39(l):38~41.[13]Kebschull, ，1986，38(3):218~220.[14]Zuman, of a low一Pressure sodium installation. Lighting journal(Rughy，England)，1989，54(4):222~225.謝 辭通過本次畢業(yè)設(shè)計，我的實踐能力增強了許多，而且在理論上也有了更深的認識，實踐的過程實際是能力提高的過程，在調(diào)試電路，分析故障，性能測試的過程中，我學(xué)到了許多課本上無法獲得的經(jīng)驗。剛開始設(shè)計時，覺得無從下手，在圖書館經(jīng)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(shè)計讓我學(xué)會了一種設(shè)計電路的思想，就是分成多個模塊，逐一解決問題。本次論文的順利完成，得益于我的各位大學(xué)老師傳授的知識，使我有了完成本次論文設(shè)計所需要的知識積累，更得益于指導(dǎo)教師胡春華老師的精心指導(dǎo)，從論文資料的收集、論文框架的確定、開題報告準(zhǔn)備及論文初稿與定稿，胡老師都傾注了大量心血，每一部分都給予了詳細指導(dǎo)，在此對胡春華老師表示衷心的感謝！同時，我能夠順利完成本次畢業(yè)設(shè)計還要特別感謝大學(xué)四年學(xué)習(xí)期間給予我諸多教誨和幫助的物理與電子科學(xué)系的各位老師，感謝濱州學(xué)院電工電子實驗教學(xué)中心為我本次畢業(yè)設(shè)計提供的良好學(xué)習(xí)環(huán)境，尤其是李衛(wèi)兵老師，從論文的撰寫到硬件的制作都給予了我無私的幫助，你們給予我的幫助、指導(dǎo)和教誨我將銘記于心！回首本人的求學(xué)生涯，父母的支持和鼓勵是本人最大的動力。父母不僅承受著巨大的經(jīng)濟負擔(dān)，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