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實驗八?聲控延時開關

實驗: 聲控延時開關

(2010-05-13 14:36:44)
標簽:

教育

分類: 電子技術實訓實驗

實驗: 聲控延時開關

一、實驗目的

1.熟悉NE555內(nèi)部電路結構及其工作原理。

2.掌握由NE555組成的單穩(wěn)態(tài)電路觸發(fā)電路工作原理。

3.進一步熟悉駐極體話筒前置放大器的設計及其在實際電路中的運用。

4.學會利用所學知識對電路工作原理進行分析,能夠根據(jù)實際的使用需要對電路進行功能上的改進和完善。

二、555及555構成的單穩(wěn)態(tài)電路

       1.555內(nèi)部電路及其工作原理


圖9-1

555內(nèi)部電路如圖9-1所示,A1、A2是電壓比較器,VT是放電三極管,R1、R2、R3為三個5K電阻構成分壓器,555的名稱由此而得。

       A1為上比較器,其同相輸入端(即555的5腳)電位固定在2/3Vcc,A1的反相輸入端(即555的6腳)為閥值輸入端;A2為下比較器,其反相輸入端電位固定在1/3Vcc,反相輸入端(即555的2腳)作為觸發(fā)信號輸入端,A1、A2比較器的輸出端分別接到觸發(fā)器的R(置0)端,和S(置1)端,以控制輸出端(555的3腳)的電平狀態(tài)和放電三極管VT的導通與截止。

       圖9-1外圍元件RT、CT與555構成單穩(wěn)態(tài)電路。由于A1基準電壓設置在同相端(2/3Vcc),當6腳電壓≥ 2/3Vcc時,A1輸出低電平“0”,觸發(fā)器復位,Q=0,

=1,VT導通,CT兩端被短接,CT通過VT進行放電,同時555的3腳輸出低電平。而A2的基準電壓設置在反相輸入端(1/3Vcc),當2腳電位≤1/3Vcc時,A2輸出低電平“0”,觸發(fā)器被置位,Q=1,555的3腳輸出高電平,
=0,放電管VT截止,555的7腳與1腳之間斷開,此時Vcc通過RT對外接電容CT進行充電。

       閥值端只對“高電平”(≥2/3Vcc)有效,對低電平無效。觸發(fā)端只對“低電平”(≤1/3Vcc)有效,對高電平無效。555的真值表如表9-1所示。

表9-1

 

4腳

6腳

2腳

7腳

3腳

L

X

X

L

L

H

≥2/3Vcc

>1/3Vcc

L

L

H

<2/3Vcc

>1/3Vcc

保持

保持

H

<2/3Vcc

≤1/3Vcc

懸空

H

555的5腳位控制端,可以通過外接分壓電阻或穩(wěn)壓管來改變A1、A2兩個電壓比較器的基準電壓。若在5腳接一個交變電壓,則A1、A2兩比較器的基準電壓將隨5腳的交變電壓而變化,從而使CT的充放電時間也隨之變化,可以起到調(diào)制的作用。一般5腳懸空,或通過0.01uf的電容接地,以消除干擾。

 

 

2.555構成的單穩(wěn)態(tài)電路


圖9-2

如圖9-2所示,當555的觸發(fā)端(2腳)無觸發(fā)信號(>1/3Vcc),時,3腳輸出低電平,同時內(nèi)部放電管導通,CT兩端被短接,此時555處于穩(wěn)態(tài)。當觸發(fā)信號(<1/3Vcc)加到555的2腳時,555被置位,內(nèi)部放電管截止, 3腳輸出高電平,電路進入暫態(tài),同時5V電源通過RT對CT開始充電,直到CT兩端電壓UCT≥ 2/3Vcc,555才會被復位,3腳輸出低電平,電路重新進入穩(wěn)態(tài)。

由RC零輸入響應一階方程 

  (9-1)可知,

                      

(9-2)

這里電路由暫態(tài)過度到穩(wěn)態(tài)時CT兩端的電壓Uc=2/3Vcc

則暫態(tài)保持的時間(就是Uc由0V充電到2/3Vcc所持續(xù)的時間)

                       

       (9-3)

三、實驗原理

       1.利用聲—電傳感器(駐極體話筒),將拾取到的聲音信號轉換為電信號,并利用這個電信號變換為觸發(fā)信號對555構成的單穩(wěn)態(tài)電路進行觸發(fā),使電路在檢測到一定強度的環(huán)境聲音時,電路點亮LED燈,并能延時一段時間,然后LED自動熄滅。



圖9-3

2.如果將圖9-4電路接入圖9-3中C點,電路就成了一個聲控延時電燈。

 


圖9-4

四、實驗內(nèi)容及步驟

 


圖9-5

1.按照圖9-5和圖9-2分別在實驗箱面包板上接線。

2.先對圖9-2電路進行調(diào)試,將555的2腳接地,此時LED燈應點亮,再將2腳接到Vcc上,LED燈應該熄滅,否則應關閉電源仔細檢查電路是否連接正確。

3.對圖9-5電路進行調(diào)試,使用指針式萬用表DC10V擋,測量A電對地電壓,對著Mic(話筒)輕輕吹氣,此時,萬用表指針應隨吹氣而發(fā)生偏轉,否則應關閉電源,仔細檢查電路是否連接正確。然后調(diào)節(jié)Rp對著Mic輕輕吹氣時,使萬用表指針偏轉角度達到最大為止。

4.完成步驟2、3之后將兩部分電路按照圖9-3連接起來,對著Mic吹氣(或拍掌)LED燈應能點亮,并能延時一段時間后自動熄滅,記錄LED燈從點亮到熄滅所用的時間。

五、實驗報告

1.簡述圖9-3電路工作原理。

2.根據(jù)所給的RT和CT的參數(shù),按照公式(9-3)計算圖9-3電路的暫態(tài)持續(xù)時間,然后將你記錄下數(shù)據(jù)與之比較,分析誤差原因。

3.請你將圖9-3電路改裝成一個樓道聲控延時燈,要求白天無論有何聲響電路均不會做出響應(燈始終熄滅),只有傍晚或天黑時,電路檢測到一定響度的聲音后,電燈才會點亮,并延時一段時間之后自動熄滅。畫出你設計的電路原理圖,并簡述其工作原理。

附錄:

 

NE555和LM358的引腳排列順序


駐極體話筒的電極區(qū)別及好壞判斷

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