集美大學(xué)

第九屆電子設(shè)計(jì)制作大賽

制作類(lèi)題目

A、

555用作D類(lèi)功率放大器B、 帶照明自動(dòng)搜索調(diào)頻收音機(jī)C、 直流穩(wěn)壓充電電源D、 發(fā)光數(shù)字顯示牌E、 紅外發(fā)射接收電路F、 SNAKE電路設(shè)計(jì)

★（考慮到不同層次的同學(xué)，制作類(lèi)的電路有簡(jiǎn)單和復(fù)雜，以上題目按電路的復(fù)雜、制作和調(diào)試的難易排序，每題有各自的難度系數(shù)，參賽者可以根據(jù)自己的水平選擇題目，最終得分=難度系數(shù)*作品評(píng)分+報(bào)告得分）制作類(lèi)電路圖請(qǐng)查看電子技術(shù)協(xié)會(huì)網(wǎng)址：

/dzxh/A《555用作D類(lèi)功率放大器電路》1、555電路的工作原理555電路的內(nèi)部電路方框圖如左圖所示。它含有兩個(gè)電壓比較器，一個(gè)基本RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開(kāi)關(guān)管T，比較器的參考電壓由三只5KΩ的電阻器構(gòu)成的分壓器提供。它們分別使高電平比較器A1的同相輸入端和低電平比較器A2的反相輸入端的參考電平為(2VCC)/3和VCC/3。A1與A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開(kāi)關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)自6腳，即高電平觸發(fā)輸入并超過(guò)參考電平(2VCC)/3時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號(hào)自2腳輸入并低于VCC/3時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電開(kāi)關(guān)管截止。/RD是復(fù)位端（4腳），當(dāng)/RD＝0，555輸出低電平。平時(shí)RD端開(kāi)路或接VCC。VC是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出(2VCC)/3作為比較器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01μf的電容器到地，起濾波作用，以消除外來(lái)的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電通路。B《帶照明的自動(dòng)搜索調(diào)頻收音機(jī)》x088芯片由混頻電路、本振、中頻放大和濾波、鑒頻、靜躁電路等組成，還專(zhuān)門(mén)設(shè)有搜索調(diào)諧、信號(hào)檢測(cè)和頻率鎖定電路。天線信號(hào)由圖2的11腳送入混頻電路，與本振信號(hào)混頻后，經(jīng)過(guò)中頻濾波器取出中頻信號(hào)送入限幅電路，然后由鑒頻器從中頻信號(hào)中解調(diào)出音頻信號(hào)，通過(guò)靜躁開(kāi)關(guān)從第2腳輸出。由鑒頻器解調(diào)出相應(yīng)的音頻信號(hào)后，經(jīng)過(guò)環(huán)路放大器送到本機(jī)振蕩電路中的變?nèi)荻O管上，對(duì)本振頻率進(jìn)行頻率調(diào)制。自動(dòng)搜索電路由內(nèi)部RS觸發(fā)器，受控恒流源等組成，當(dāng)搜索按鈕被按下后，受觸發(fā)器控制的恒流源對(duì)并接在復(fù)位按鈕上的104電容充電，該電容的調(diào)諧電壓不斷上升，再加到變?nèi)荻O管上，使本振頻率改變而進(jìn)行調(diào)諧。當(dāng)收到廣播節(jié)目時(shí)，受觸發(fā)器控制的恒流源停止對(duì)該電容充電，而受音頻控制的恒流源開(kāi)始對(duì)該電容充電，進(jìn)行AFC控制，鎖住正在收聽(tīng)的廣播節(jié)目。若按下復(fù)位按鈕，則該104電容兩端電壓被放掉，本振頻率回到最低頻率。在本電路中，使用到了變?nèi)荻O管，它是一種特殊的二極管。它的PN結(jié)電容隨著PN結(jié)上的反向電壓變化而變化。偏壓增大，PN結(jié)變厚，PN結(jié)電容變小，偏壓降低，PN結(jié)變薄，則PN結(jié)電容增大。因此，改變PN結(jié)上的偏壓，就可以改變PN結(jié)上的電容。本電路種變?nèi)荻O管接在本機(jī)振蕩電路上，就可以改變振蕩頻率。中頻濾波器濾波環(huán)路放大器相移鑒頻器自動(dòng)搜索靜躁信號(hào)檢測(cè)實(shí)際電路： X088芯片第1腳所接的電容是靜躁控制電路的輸出電容；第2腳是音頻信號(hào)輸出端；第3腳是外接環(huán)路濾波電容；第6腳所接是中頻反饋電容；第7腳是低通電容；第8腳是中頻輸出端；第9腳是中頻輸入端；第10腳所接電容是中頻限幅放大器的低通電容；第12腳所接電容是射頻輸入級(jí)的交流旁路電容；第15腳是搜索輸入端，外接的鑒頻電容，它與芯片內(nèi)部電路一起構(gòu)成對(duì)中頻信號(hào)90°的移相網(wǎng)絡(luò)。第16腳是電調(diào)諧AFC輸出端，也是調(diào)諧復(fù)位端，所接電容是調(diào)諧電壓保持電容。C10是調(diào)諧電壓的隔直電容。電臺(tái)信號(hào)通過(guò)C5送入X088芯片的第11腳，電路的頻率由L3、D1、C10等決定?；祛l后產(chǎn)生的70KHz的中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)芯片內(nèi)部的中頻放大器、限幅器、濾波器、鑒頻器后變?yōu)橐纛l信號(hào)，由第2腳輸出，經(jīng)過(guò)R1、C13組成的去加重網(wǎng)絡(luò)送到音量電位器，再通過(guò)C14送到三極管V1、V2組成的低頻放大電路進(jìn)行放大，推動(dòng)耳機(jī)發(fā)聲。耳機(jī)線兼做天線。色碼電感L1、L2是為了防止天線信號(hào)被耳機(jī)旁路而設(shè)置的。C16是電源濾波電容。SB3是照明按鈕開(kāi)關(guān)。RP是帶開(kāi)關(guān)的電位器。C《直流穩(wěn)壓充電電源》串聯(lián)穩(wěn)壓電路變壓器T及二極管V1～V4，電容C1構(gòu)成典型全波整流電容濾波電路，后面電路若去掉R1及LED1，則是典型的串聯(lián)穩(wěn)壓電路（參見(jiàn)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》童詩(shī)白主編，及《電工技術(shù)與電子技術(shù)》王鴻明等編，高等教育出版社出版）。其中LED2兼做電源指示及穩(wěn)壓管作用，當(dāng)流經(jīng)該發(fā)光二極管的電流變化不大時(shí)其正向壓降較為穩(wěn)定（約為1.9V左右，但也會(huì)因發(fā)光管規(guī)格的不同而有所不同，對(duì)同一種LED則變化不大），因此可作為低電壓穩(wěn)壓管來(lái)使用。R2及LED1組成簡(jiǎn)單過(guò)載及短路保護(hù)電路，LED1兼作過(guò)載指示。輸出過(guò)載（輸出電流增大）時(shí)R2上壓降增大，當(dāng)增大到一定數(shù)值后LED1導(dǎo)通，使調(diào)整管V5、V6的基極電流不再增大，限制了輸出電流的增加，起到限流保護(hù)作用。

K1為輸出電壓選擇開(kāi)關(guān)，K2為輸出電壓極性變換開(kāi)關(guān)。 V8、V9、V10及其響應(yīng)元器件組成三路完全相同的恒流源電路，以V8單元為例，如前所述，LED3在該處兼做穩(wěn)壓及充電指示雙重作用，V11可防止電池極性接錯(cuò)。如圖可知，通過(guò)電阻R8的電流（即輸出整流）可近似地表示為：Io=（Uz-Ube）/R8 其中，Io——輸出電流； Ube——T4的基極和發(fā)射極間的壓降，一定條件下是常數(shù)（約0.7V）； Uz——LED3上的正向壓降，取1.9V。 由公式可見(jiàn)Io主要取決于Uz的穩(wěn)定性，而與負(fù)載無(wú)關(guān)，實(shí)現(xiàn)恒流特性。 由上式可知，改變R8即可調(diào)節(jié)輸出電流，因此本產(chǎn)品也可改為大電流快速充電（但大電流充電影響電池壽命），或減小電流即可對(duì)7號(hào)電池充電。當(dāng)增大輸出電流時(shí)可在V8的C-E極之間并接一電阻（電阻值約數(shù)十歐）以減小V8的功耗。D《發(fā)光數(shù)字顯示牌》J1以及J2是兩個(gè)9位微型數(shù)碼撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，設(shè)置時(shí)，每個(gè)開(kāi)關(guān)每次只能接通其中1位（1~9），其余斷開(kāi)。當(dāng)1~9全部斷開(kāi)時(shí)表示為“0”。例如，若要兩個(gè)數(shù)碼管n1、n2顯示“09”，則J1、J2的接通狀態(tài)為：J1—未接，J2—第9位接通；其余的設(shè)置方法相同。n1、n2為1.5英寸高亮度共陰數(shù)碼管，依次與J1~J2對(duì)應(yīng)。U1、U2為四輸入或門(mén)IC4072，構(gòu)成十進(jìn)制數(shù)—BCD碼編碼器。U8為BCD—7段譯碼顯示驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管n1、n2。U7為555電路構(gòu)成的約1KHz的多諧振蕩器，送U6組成的2進(jìn)制脈沖分配計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。通電后，C3、R3使U6復(fù)位。U6根據(jù)555送來(lái)的技術(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，Q0~Q9依次呈現(xiàn)高電平，在這里我們只用到了Q0、Q1和Q2，當(dāng)Q2為“1”電平時(shí)，U6被復(fù)位，完成一個(gè)計(jì)數(shù)周期。下面以n1、n2顯示“09”為例，說(shuō)明其工作原理。當(dāng)計(jì)數(shù)至U6的Q0=“1”時(shí)，驅(qū)動(dòng)三極管Q1飽和，相當(dāng)于把數(shù)碼管n2的公共端接地，即選通數(shù)碼管n2，與此同時(shí)，Q1=“1”，經(jīng)過(guò)D2、J2，再經(jīng)過(guò)U1、U2編碼，U8的DCBA=1001，譯碼后驅(qū)動(dòng)n2顯示9；當(dāng)U6的Q1=“1”時(shí)，三極管Q2導(dǎo)通，n1的公共端接地，同時(shí)經(jīng)D1、J1，再經(jīng)U1、U2編碼成DCBA=0000，U8譯碼驅(qū)動(dòng)n1顯示0。同理可以顯示其他組合數(shù)字“00”~“99”。由于n1、n2是依次輪流顯示的，且變換頻率為1KHz，而根據(jù)人眼的視覺(jué)特性(10-20Hz可以看出閃爍)，看起來(lái)就是同時(shí)顯示的。甚至可以在原圖的基礎(chǔ)上擴(kuò)展成可以支持更多位顯示的電路。RJ為排阻，也可用單個(gè)的電阻替代。E《紅外發(fā)射與接收電路》下圖中LM567的5、6腳需對(duì)調(diào)改為電解電容改為電解電容555紅外遙控開(kāi)關(guān)電路如上圖所示，遙控開(kāi)關(guān)包括紅外光發(fā)射器和紅外接收譯碼器。555和R1、RP、C1組成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，振蕩頻率f=1.44/（R+RP）C1，圖示參數(shù)給出的頻率范圍為1KHz~20KHz，可通過(guò)調(diào)節(jié)RP來(lái)選定。只要按下AN開(kāi)關(guān)，則發(fā)出一串紅外光脈沖波。R2是保護(hù)紅外發(fā)光管的限流電阻。接收譯碼電路由紅外接收放大器、音頻譯碼電路和聲控執(zhí)行電路組成。接收紅外二極管應(yīng)采用與紅外發(fā)射管配對(duì)的管，在收到紅外光脈沖后，接收管D1的兩極間電阻作與頻率相應(yīng)的變化，由光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)VT1和IC1放大。音頻譯碼器采用鎖相環(huán)音頻譯碼集成塊LM567，他要求可靠解碼時(shí)的輸入信號(hào)不小于25mV，因?yàn)榻邮盏降墓怆娦盘?hào)隨距離的加大減弱，故中間加了一級(jí)高增益功效LM386。LM567的中心頻率由接在5、6腳的R5、C7決定，即f0=1/1.1R5C7。調(diào)節(jié)發(fā)射器的RP，使收、發(fā)的中心頻率一致時(shí)LM567的8腳的由高電平轉(zhuǎn)呈低電平，經(jīng)微分加至IC3。IC3接成雙穩(wěn)態(tài)模式，受負(fù)脈沖觸發(fā)，狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次，輸出呈高電平，VT2導(dǎo)通，LED發(fā)光。實(shí)現(xiàn)紅外遙控。

LM567是一片鎖相環(huán)電路，采用8腳雙列直插塑封。其⑤、⑥腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)部壓控振蕩器的中心頻率f2，f2≈1/1.1RC。其①、②腳通常分別通過(guò)一電容器接地，形成輸出濾波網(wǎng)絡(luò)和環(huán)路單級(jí)低通濾波網(wǎng)絡(luò)。②腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。①腳所接電容的容量應(yīng)至少是②腳電容的2倍。③腳是輸入端，要求輸入信號(hào)≥25mV。⑧腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個(gè)集電極開(kāi)路的三極管，允許最大灌電流為100mA。LM567的工作電壓為4.75～9V，工作頻率從直流到500kHz，靜態(tài)工作電流約8mA。LM567的內(nèi)部電路及詳細(xì)工作過(guò)程非常復(fù)雜，這里僅將其基本功能概述如下：當(dāng)LM567的③腳輸入幅度≥25mV、頻率在其帶寬內(nèi)的信號(hào)時(shí)，⑧腳由高電平變成低電平，②腳輸出經(jīng)頻率/電壓變換的調(diào)制信號(hào)；如果在器件的②腳輸入音頻信號(hào)，則在⑤腳輸出受②腳輸入調(diào)制信號(hào)調(diào)制的調(diào)頻方波信號(hào)。在本電路中我們僅利用了LM567接收到相同頻率的載波信號(hào)后⑧腳電壓由高變低這一特性，來(lái)形成對(duì)控制對(duì)象的控制。F《SNAKE電路設(shè)計(jì)》說(shuō)明：用一個(gè)7段LED做顯示，模擬蛇的爬行。通過(guò)開(kāi)始鍵控制蛇的爬/停，通過(guò)方向鍵控制蛇的爬行方向要求：只能采用數(shù)字電路設(shè)計(jì)，不得使用單片機(jī)。電路芯片采用越少越好，而且盡量不要出現(xiàn)毛刺。按下S1鍵（開(kāi)始鍵），蛇開(kāi)始順時(shí)針移動(dòng)（如顯示狀態(tài)圖）。按下S2鍵（方向鍵），切換蛇的移動(dòng)方向，使蛇在原位朝逆方向移動(dòng)。蛇每步的時(shí)間控制在0.2s~1s，時(shí)鐘由555電路產(chǎn)生。先在軟件上仿真通過(guò)，再實(shí)際測(cè)試。設(shè)計(jì)報(bào)告要求詳細(xì)說(shuō)明設(shè)計(jì)原理。參賽注意事項(xiàng)：1.比賽時(shí)間為4月28號(hào)——5月3號(hào) 5月3號(hào)晚上應(yīng)交齊作品以及相應(yīng)的兩份報(bào)告，逾期作廢2.由于今年五一只放3天，所以4月28號(hào)至4月30號(hào)這四天時(shí)間，工藝實(shí)習(xí)室只在晚上開(kāi)放，而五一放假期間工藝實(shí)習(xí)室全天開(kāi)放 具體時(shí)間為：早上8：30——11：30 下午14：30——17：30 晚上19：30——21：00 （4月28號(hào)至4月30號(hào)工藝實(shí)習(xí)室晚上開(kāi)放時(shí)間同上）3.鼓勵(lì)用PCB制版4.比賽期間用到的器材工具可向電協(xié)借