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1、实训报告 名称 检测与变换技术实训 2013年12月23日至 2013 年 12月27日共1周院 系 电子信息工程学院 班 级 12应用电子技术 姓 名 学 号 一、 实训要求1、 掌握555工作原理，学会利用555设计光敏蜂鸣器和双色闪光灯电路，并能够对各个元器件进行性能测试并能对整体电路进行分析；2、 画出实训电路图；3、 焊接光敏蜂鸣器和双色闪光灯电路，要求布线整齐，电路焊接美观；4、 自主调试已焊接好的电路板；5、 性能测试、常见故障分析、判断与维修；6、 完成课程设计说明书，内容：原理分析、计算说明、调试报告、心得体会（报告用A4纸，用设计模板提供的封面）。二、 实训工作量1、指导教
2、师讲述光敏蜂鸣器和双色闪光灯电路的基本工作原理、安全注意事项、课程设计报告书写规范，发材料。2课时2、设计电路，确定电路参数，并画出电路原理图 6课时3、完成电路的焊接、功能调试工作 9课时4、完成课程设计报告 6课时5、交课程设计报告和实物。1课时四、实训报告内容1) 绪论。光敏蜂鸣器和双色闪光灯的作用、构成及工作原理。2) 系统设计方案。本系统设计方案、工作原理、电路图。3) 元器件介绍：4) 光敏蜂鸣器和双色闪光灯的制作与调试5) 系统分析。测试及性能指标。主要根据测量结果进行分析：系统的测量范围、测量精度、误差来源、系统调试注意事项、系统设计存在的不足等。6) 实训总结（心得体会）。7
3、) 参考文献目录第一章 绪论11.1 光敏蜂鸣器电路原理及其应用11.1.1光敏蜂鸣器11.1.2光敏蜂鸣器原理图11.1.3光敏蜂鸣器原理21.2双色闪光灯电路原理及其应用21.2.1双色闪光灯21.2.3双色闪光灯原理3第二章 元器件介绍以及测试42.1电阻元件42.1.1碳膜电阻42.1.2光敏电阻42.2电容元件52.2.1电解电容52.2.2陶瓷电容52.3三极管测试52.4 555芯片62.5发光二极管8第三章 系统设计方案103.1 光敏蜂鸣器103.1.1光敏蜂鸣器的制作103.1.2光敏蜂鸣器的调试113.2 双色闪光灯133.2.1 双色闪光灯的制作133.2.2 双色闪光
4、灯的调试15第四章 系统分析174.1测量精度174.2误差的来源174.3系统设计存在不足174.5系统调试注意事项17第五章 心得体会18第一章 绪论1.1 光敏蜂鸣器电路原理及其应用1.1.1光敏蜂鸣器光敏蜂鸣器主要由555芯片、光敏电阻、三级管、蜂鸣器等组成，其中包括一些电阻和电容，555 芯片与各电阻、电容组成多谐振荡器，光敏电阻它的阻值会随照射光的强度而变化，当光照射时阻值小，光照弱时阻值大。来改变振荡器的充放电的时间的常数，从而改变多谐振荡器的频率， 555输出的可变频率信号经过电阻限流后，驱动三极管带动扬声器发出多变的鸣叫声。1.1.2光敏蜂鸣器原理图1.1.3光敏蜂鸣器原理本
5、电路可以在不同光照下，发出忽高忽低，变幻莫测的叫声，非常有趣。电路中，555 和 R1、R2、C1 等组成多谐振荡器，光敏电阻 R2 是利用光致导电的特性，它的阻值会随照射光的强度而变化，当光照射时阻值小，光照弱时阻值大。本电路利用这一光敏特性，来改变振荡器的充放电的时间的常数，从而改变多谐振荡器的频率， 555输出的可变频率信号经过 R3限流后，驱动三极管Q1带动扬声器发出多变的鸣叫声。1.2双色闪光灯电路原理及其应用1.2.1双色闪光灯本电路可以有很多变通应用,例如LED可以是串,并联的多只发光二极管,适当减小R4,R5的阻值,就可以组成闪与彩灯链.还可以自制成青少年假性近视预防治疗仪:将
6、两管放置在一个长0.5m长的纸筒里,LED1放置在纸筒最里面,LED2放置在纸筒中间,单眼从纸筒端向里看,眼睛注视着灯的闪与,可以有效调节眼肌,每天使用10分钟,可以预防和治疗青少年的假性近视.1.2.3双色闪光灯原理电路如图所示.本电路可以实现红、绿两只发光二极管交替闪烁，电路刚接通瞬间，由于电容C1还不及充电，因此555的2脚为低电平，输出端的3脚为高电平，发光二极管LED1截止，不点亮，LED2两端加有正向电压点亮。随着电源VCC经过R1、R3对C1充电，C1两端电压逐渐升高，当达到2/3VCC的阀值电平时，555的3 脚翻转,输出低电平，从而使LED1点亮、LED2熄灭。此时，C1通过
7、R3和555内部的放电管放电，当C1放电至1/3Vcc触发电平时，555的3脚再次翻转，LED1熄灭，LED2重新点亮。因此，红绿两只发光二极管就这样轮流导通与截止，闪烁不停。改变R1和C1可以改变LED 的频率。第二章 元器件介绍以及测试2.1电阻元件2.1.1碳膜电阻碳膜电阻器是膜式电阻器中的一种。它是采用高温真空镀膜技术将碳紧密附在瓷棒表面形成碳膜，然后加适当接头切割，并在其表面涂上环氧树脂密封保护而成的。其表面常涂以绿色保护漆。碳膜的厚度决定阻值的大小，通常用控制膜的厚度和刻槽来控制电阻器。碳膜电阻的测试：（1）将万用表打到欧姆档根据电路图中的电阻阻值将万用表打到所用电阻的最大阻值档，
8、分别测量所用电阻，测量时再根据万用表的示数选择合适的档位。（2）待万用表的示数稳定时读取所测电阻的阻值，然后与图中所标阻值进行比较，读取值与标称阻值之间分别允许有5%、10%或20%的误差。如不相符，超出误差范围，则说明该电阻不对或测量有误。（3）将测好的电阻按位置放好，为电路焊接做准备。2.1.2光敏电阻光敏电阻器特性是在特定光的照射下，其阻值迅速减小，可用于检测可见光。 光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻的测试：（1）用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指针基本保持不动,阻值接近无穷大。
9、此值越大说明光敏电阻的性能越好。若此值很小或接近为零说明光敏电阻已烧穿损坏。（2） 将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应有较大幅度的摆动，阻值明显减小。此时阻值越小说明光敏电阻性能越好。若此值很大甚至无穷大，表明光敏电阻内部开路损坏。（3） 将光敏电阻透光窗口对准入射光线，用小黑纸片在光敏电阻的遮光窗上部晃动，此时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动。如果万用表指针始终停在某一位置不随纸片晃动而摆动，说明光敏电阻的光敏材料已经损坏。2.2电容元件2.2.1电解电容铝电解电容是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一
10、层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但是漏电大，稳定性差，有正负极性，适宜用于电源滤波或者低频电路中。使用的时候，正负极不要接反。电解电容的测试：将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大刻度（对于同一电阻档，容量越大，摆幅越大），接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。此时的电阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用时表明，电解电容的漏电阻一般应在几百K以上，否则，将不能正常工作。在测试中，值很小或为零，说明电容漏电打或已击穿损坏，不能再使用。2.2.2陶瓷电容它又分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回路中，
11、作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合。陶瓷电容的测试：本实训中的陶瓷电容均为0.01uF的固定电容，所以可用万用表的RX10K档直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针摆度的幅度大小估计出电容器的容量。2.3三极管测试半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNP（或NPN）结构。中间的N区（或P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别叫基极B、发射极E和集电极C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电
12、子器件。三极管的测试：（1）判别基极B和管型由于基极对集电极和发射极的PN结方向相同，所以可先确定基极。将黑（红）表笔接到某个假定基极的引脚上，用红（黑）表笔先后接到其余两个引脚上，如果两次测的的阻值都很大（或都很小），即PN结反偏（或正偏），则可确定假定基极是正确的。如果两次测的阻值一大一小，则可确定假定基极不是基极，重新假定另一引脚为基极，重复上述测试。当基极确定后，将黑表笔接基极，红表笔分别接其他两个电极，若两次测的的电阻只都较小，则三极管为NPN型，两次测得的电阻值都较大，则三极管为PNP型。反过来，如果将红表笔接基极，黑表笔接其他两个电极，两次测得的阻值都很大的为NPN型，两次测得的
13、阻值都很小的为PNP型。（2）判断集电极C和发射极E在基极与假定集电极之间接一个100K的电阻。对NPN管，黑表笔接假定集电极，红表笔接假定发射极；对PNP管，红表笔接假定集电极，黑表笔接假定发射极。测得一电阻值，将假定的集电极与假定的发射极对调，又测得一电阻值，比较两值的大小，可确定电阻值较小的那次的假定是正确的。2.4 555芯片555定时器是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路，其内部框图和引脚图如下图： 图3-1 555定时器内部框图 图3-2 555定时器引脚图由上图可见它含有两个比较器A1（上）和A2（下），一个RS触发器、一个放电晶体管。比较器的参考电压由三只5K的电阻组成的分压
14、器提供。当正电源端8和接地端1之间加上电源电压后，由于三个5K电阻的分压，在比较器A1的同相输入端得到2/3UCC的参考电压，比较器A2的反相输入端得到1/3UCC的参考电压。当比较器A2的触发输入端L端的输入电压低于1/3UCC时，A2输出为低电平，这个低电平使基本RS触发器的输出为1，放电三极管截止，L端又称低电平触发端。而当A1的TH端输入电压大于2/3UCC时，A1输出为低电平，这个低电平使基本RS触发器置0.通常称TH端为高电平触发器或阈值端。此时放电三极管导通。D端（4脚）若为低电平，就强制RS触发器复位，而不管比较器的输出如何。UC（5脚）端是电压控制端，如果在此引脚外加一电压U
15、REF。则A1的参考电压就为VREF。A2的参考电压为1/2UREF.555定时器的功能表如下图所示：图3-3 555定时器的功能2.5发光二极管Light Emitting Diode,即发光二极管，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合引起光子发射而产生光。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光
