第4章 實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)與制作

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1、第4章實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)與制作4.1集成可調(diào)直流穩(wěn)壓電源4.2集成功率放大器4.3函數(shù)信號(hào)發(fā)生器4.4數(shù)顯搶答器4.5超溫報(bào)警4.6觸摸與聲光報(bào)警電路第4章實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)與制作4.7邏輯筆4.8二路防盜聲光報(bào)警電路4.9聲光控制照明燈開(kāi)關(guān)4.10路燈開(kāi)關(guān)模擬制作4.11熱釋電紅外報(bào)警器4.12市電過(guò)、欠電壓保護(hù)電路下一頁(yè)返回第4章實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)與制作4.13用電負(fù)載限制電路4.14電子生日蠟燭電路4.15數(shù)控直流穩(wěn)壓電源電路4.16觸摸消隱4.17頻率計(jì)4.18簡(jiǎn)易聲控照明電路下一頁(yè)返回上一頁(yè)第4章實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)與制作4.19電風(fēng)扇溫控調(diào)速電路4.20閃爍警示燈電路

2、4.21電流流動(dòng)方向演示電路返回上一頁(yè)下一頁(yè)4.1集成可調(diào)直流穩(wěn)壓電源4.1.1電路設(shè)計(jì)要求該直流穩(wěn)壓電源輸出電壓要求在1.5～15V之間連續(xù)可調(diào)，輸出電流為200～300mA。4.1.2電路設(shè)計(jì)及原理說(shuō)明根據(jù)設(shè)計(jì)要求可選一種用集成穩(wěn)壓器件LM317制作的直流穩(wěn)壓電源。該電源輸出電壓可在1.25～37V之間連續(xù)可調(diào)，輸出最大電流可達(dá)1.5A，電路簡(jiǎn)單，效果良好。但本電路只要求其輸出電壓在1.5～15V之間連續(xù)可調(diào)，輸出電流為200～300mA，故電源變壓器可用5W、220V/18V即可。下一頁(yè)返回上一頁(yè)4.1集成可調(diào)直流穩(wěn)壓電源圖4-1為本設(shè)計(jì)電源的電路原理圖。交流22

3、0V市電經(jīng)變壓器變壓（降壓）、二極管橋式整流、電容C2濾波后送入LM317第3腳（輸入端），第2腳輸出穩(wěn)定的直流電壓。第1腳為調(diào)整端，調(diào)整端與輸出端之間為1.5V的基準(zhǔn)電壓。為了保證穩(wěn)壓器的輸出性能，R2阻值應(yīng)小于240Ω。為了使輸出電壓可調(diào)，調(diào)整端與地之間接可變電阻器RP1，改變RP1阻值即可改變輸出電壓。輸出電壓計(jì)算公式為Uo=1.25（1+RP1/R2）。C1用于濾除由交流市電引入的高頻干擾，選用瓷介電容器。C2（1000uF）組成電容濾波電路，C3（10uF）用于旁路基準(zhǔn)電壓的紋波電壓，提高穩(wěn)壓電源的紋波抑制性能。在使用中，若負(fù)載為500～5000PF的容性負(fù)載

4、，穩(wěn)壓器的輸出端會(huì)發(fā)生自激現(xiàn)象，電解電容器C4（220uF）正是為此而設(shè)，它可進(jìn)一步改善輸出電壓的紋波。下一頁(yè)返回上一頁(yè)4.1集成可調(diào)直流穩(wěn)壓電源VD5、VD6是保護(hù)二極管，若輸入端發(fā)生短路，C4的放電電流會(huì)反向流經(jīng)LM317，使LM317有可能被沖擊而損壞。VD5的接入可旁路反向沖擊電流，使LM317得到保護(hù)。同理，若輸出端短路，C3上的放電電流被VD6短路，從而起到保護(hù)LM317的作用。圖中R1與LED1構(gòu)成工作指示電路，當(dāng)電源線插上市電插座后，若變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓正常時(shí)，發(fā)光二極管LED1發(fā)光，R1為L(zhǎng)ED1的限流電阻。4.1.3元件選擇（1）VD1～VD4為

5、IN4007整流管，VD5、VD6選用開(kāi)關(guān)二極管IN4148。（2）R1：1kΩ，R2：200Ω，RP1：4.7kΩ。（3)C1選用瓷介電容，C2選用耐壓大于50V的電解電容器，C3、C4選用耐壓大于25V的電解電容器。下一頁(yè)返回上一頁(yè)4.1集成可調(diào)直流穩(wěn)壓電源4.1.4電路制作與調(diào)試把所有的元器件及變壓器都設(shè)計(jì)、安裝在專用的萬(wàn)能板或印制電路板上。制作時(shí)，LM317外配散熱器使用，注意散熱器要放在電路板邊沿，可調(diào)電阻器也要方便調(diào)節(jié)。焊接時(shí)，應(yīng)使R2、C2、C3盡可能靠近LM317的引腳。檢查元器件焊接無(wú)誤后，用萬(wàn)用表R×10電阻檔測(cè)試電源輸出正、負(fù)極間電阻值，應(yīng)有幾十至

6、幾百歐姆（不能為0）。然后將變壓器的電源插頭插入220V的交流電源插座上，印制板上發(fā)光管發(fā)亮，表明電源接通。再用萬(wàn)用表直流電壓檔接在電源輸出正、負(fù)極上，調(diào)節(jié)可變電阻器，萬(wàn)用表所測(cè)電源輸出電壓應(yīng)隨之改變，制作即結(jié)束。返回上一頁(yè)4.2集成功率放大器4.2.1電路設(shè)計(jì)要求采用雙電源供電，要求輸出功率大于5W、保真性好、穩(wěn)定性高。4.2.2電路設(shè)計(jì)及原理說(shuō)明集成電路TDA2030是一塊高保真集成音頻功率放大器芯片，它輸出功率大于10W，頻率響應(yīng)為10～1400Hz，輸出電流峰值可達(dá)3.5A，符合本電路設(shè)計(jì)要求。圖4-2所示為本制作的電路圖。集成電路TDA2030內(nèi)部電路包含有輸

7、入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)及短路保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)電路。RP1是音量調(diào)節(jié)電位器，C1為輸入耦合電容器，R1為T(mén)DA2030同相輸入端偏置電阻。R2、R3、C2為負(fù)反饋電路，其中C1僅起隔直流通交流作用，使電路直流為100%的負(fù)反饋，確保直流工作點(diǎn)穩(wěn)定性好。下一頁(yè)返回4.2集成功率放大器而交流負(fù)反饋的強(qiáng)弱及閉環(huán)增益決定于R2與R3的阻值，該電路的閉環(huán)增益為（R2+R3）/R2=（0.68+22）/0.68=33.3倍。C4、C5為電源的高頻旁路電容，防止高頻自激。R4、C3用以在電路接有感性負(fù)載揚(yáng)聲器時(shí)，確保高頻的穩(wěn)定性。VD1、VD2為T(mén)DA203