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1、电工学新技术实践电子电路部分设计（模拟部分）触摸延时开关电路的设计班号：12姓名：学号：112专业：机械设计制造及其自动化学院：机电工程学院时间：分类设计制作调试功能实现报告成绩总成绩：一、设计任务在现代建筑中，过道楼梯照明开关常采用触摸延时开关，其功能是当人用手 触摸开关时，照明灯点亮并持续一段时间后自动熄灭，这种开关既节能乂使用方 便。以此为背景，设计一种触摸延时开关，延时时间为30至60秒可调，计算和 确定元件参数。二、设计条件本设计基于软件进行仿真，在电机楼实验室20035进行验证。三、设计要求1、延时时间在3060秒可调。2、计算和确定电路中的元件参数。3、调试电路，以满足设计要求。
2、4、写出设计总结报告。四、设计内容1.电路原理图（含管脚接线）VCC1触摸片M的等效电路-q-Tov1MQR1B=9OR3 + C12.2MQ 100uFR4100kQQ3B=602N2904*2N3501*B=90 2N2102*图i电路原理图 实验电路原理图如图1所示。2. 计算与仿真分析实验仿真结果如图2所示。图2仿真结果3、元器件清单EEL69模拟、数字电子技术实验箱一台集成运算放大器实验插板 一块 直流稳压电源 一台 双踪示波器 一台 数字万用表 一块 主要元器件：NPN三极管、PNP三极管、发光二极管、电阻、电容、金属铁片、导线等4、设计和使用说明触摸感应电路的作用是将人体触摸转换
3、成电信号，无触摸时电信号为低电平, 有触摸时电信号为高电平。人体本身带有一定电荷，当人的手接触导体时，这些电荷就经人体转移到导 体上，形成瞬间的微弱电流。这一微弱电流经过三极管放大后，就可以控制较大 的负载开关动作。此电路是由开关代替金属片M,三极管放大RC延时及三极管 开关电路构成的触摸延时电路。Q1和Q2组成直接耦合的两级放大电路，Q3构 成开关电路。金属片M和限流电阻R1接在Q2的基极，当悬空时，Q2的发射 结反偏，集电结反偏，所以Q2处于截止状态Q1的发射结反偏，集电结反偏， Q1处于截止状态，因此Q3也截止，LED中无电流流过而不发光。当人手触摸金属片M时，电信号为高电平，人体电流经
4、R1流入Q2基极， Q2迅速导通将此瞬间电流放大后驱动Q1饱和导通，使Q1的集电极电位降为低 电平，并使Q3也随之导通，LED中有电流流过而发光。此时，Q2的发射结正 偏，集电结反偏，所以Q2处于放大状态，Q1发射结正偏，集电结正偏，所以 Q1处于饱和状态。同理Q3处于饱和状态。在Q1瞬间饱和和导通的同时，集电 极电流对电容C1快速充电至接近12V,但瞬间电流消失后，Q 1和Q2截止，由 于C1分别与R4和Q3发射结及R3构成放电回路的时间常数较大，使C1所存 储的电荷放电比较慢，Q3在一段时间内仍保持导通，LED继续发光，直到Q3的集电极电流减少到不足以使LED发光。Q3导通的延迟时间主要由
5、R3, R4和C1 的大小决定。如要进一步增大延时时间，可加大C1容量。使用前，先由调节好R3、R4、C1的参数以调节延时时间为45秒，使用时， 用手触摸金属片M,灯亮起后手离开金属片M,这样便可实现延时灯的关闭。若没有触摸金属片时LED灯就亮起，则可以在Q1和Q2的发射极间加一个 1KG的电阻用以分流。5、调试流程图3调试流程五、设计总结此次触摸延时开关的实验数据测得延时时间为44秒，与理论值相差不大。通过这次模拟电路的设计，我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理 论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起來，从理论中得出 结论，才能真正提高自己的实际动手能力和独立思考的能力
6、。在设计的过程中难免会遇到各种各样的问题，同时，在设计的过程中我也发 现了自己的不足之处：对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 同时也发现自对数电知识和电子设计软件掌握得不够。其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用电路设计软件，因此使我进一步 熟悉了软件的使用，同时在电脑的电路设计和绘图操作上有了进一步提高。我认 识到，模拟电路设计每一步都要细心认真，因为任何一步出错的话，都会导致后 面的环节发生错误。六、设计参考资料王卫.电工学（上册）电工技术.2版.北京：机械工业出版社，2012.2杨世彥.电工学（中册）电子技术.2版.北京：机械工业出版社，2008.吴建强.电工学新技术实践.3版.北京：机械工业出版社，2012
