畢業(yè)論文----觸摸開關(guān)的研究

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）</p><p>　　題 目：觸摸開關(guān)的研究</p><p>　　系 ：信息工程系</p><p>　　專 業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)</p><p><b>　　班 級：</b></p><p><b>　　學(xué) 生：

2、</b></p><p><b>　　學(xué) 號：</b></p><p>　　指導(dǎo)教師： 職稱：講 師</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對開關(guān)的需求越來越高，開關(guān)的種類也因此越來越齊全。聲控開關(guān)、機(jī)

3、械開關(guān)、光控開關(guān)等產(chǎn)品逐步進(jìn)入生活中。但由于機(jī)械開關(guān)屬于有觸點(diǎn)開關(guān)元件，它有接觸不良、故障率高、使用不便等缺點(diǎn)，且摩擦較大容易損壞；盛開開關(guān)嚴(yán)重浪費(fèi)了電力資源，干擾了環(huán)境安寧；光控開關(guān)是采用光線的強(qiáng)弱來實(shí)現(xiàn)對用電器電源自動控制的電子開關(guān)，它對光線強(qiáng)弱的要求苛刻。針對以上開關(guān)的各種缺點(diǎn)，促使我們尋求更為理想的開關(guān)電器設(shè)備替代元件，方便人們生活。</p><p>　　觸摸開關(guān)是一種新型的電子節(jié)能開關(guān)，可廣泛應(yīng)用于多層

4、住宅和辦公室外的走廊、門廳、樓梯間、電梯間、過道等公共場所，也可以在家庭安裝。本次設(shè)計利用模擬電路和數(shù)字電路，以直流穩(wěn)壓電源電路、NE555單穩(wěn)態(tài)電路、和繼電器控制電路為核心設(shè)計延時觸摸開關(guān)。需要開關(guān)燈時，手指觸摸開關(guān)感應(yīng)區(qū)，電燈自動點(diǎn)亮，延時約一分鐘，電燈自動熄滅。該操作簡單，使用節(jié)能，又沒有聲控開關(guān)有聲音就亮的弊端。主要由NE555定時器，直流穩(wěn)壓電路和繼電器控制電路組成。具備以下功能特點(diǎn)：節(jié)約電能，無觸點(diǎn)，無污染，安全可靠。<

5、;/p><p>　　關(guān)鍵詞：觸摸開關(guān)；模擬電路；延時；感應(yīng)；節(jié)能</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The development of market economy, people to switch the demand is higher and higher, the types and theref

6、ore less switch is complete. Sonic switch, mechanical switch, optical switch etc. Product has gradually taken into life. But due to mechanical switch belong to have switch components, it has bad contacts, failure rate hi

7、gh, use inconvenience of faults, and friction larger damage easily; Blooming switch power resources, serious waste to interfere with the environmental tranquility, Optical swi</p><p>　　Corridor delay touch s

8、witch is a new type of electronic energy saving switch, can be widely used in multi-storey residential and office corridors outside, vestibular, stair, elevator, corridor in public places, also can be in home installatio

9、n. This design using analog and digital circuit, in order to direct current voltage-stabilized source circuit, NE555 single state circuit, and relay control circuit as the core design delay touch switch. Need to turn off

10、 the lights when open fingers switch i</p><p>　　Keywords: touch switch；analog circuit；delay；induction；energy conservation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 設(shè)計思路與方案設(shè)計1

11、</p><p>　　1.1 設(shè)計思路1</p><p>　　1.2 方案設(shè)計1</p><p>　　第二章 系統(tǒng)組成與工作原理2</p><p>　　2.1 系統(tǒng)組成的總原理圖2</p><p>　　2.2 系統(tǒng)的工作原理2</p><p>　　2.1.1單穩(wěn)態(tài)電路4</p

12、><p>　　2.2.2對稱雙穩(wěn)態(tài)電路5</p><p>　　2.2.3無穩(wěn)態(tài)電路5</p><p>　　2.3三種節(jié)能觸摸開關(guān)6</p><p>　　2.3.1無靜態(tài)功耗電子觸摸開關(guān)6</p><p>　　2.3.2微靜態(tài)功耗觸摸延熄開關(guān)7</p><p>　　2.3.3無靜態(tài)功耗觸摸延

13、熄開關(guān)8</p><p>　　第三章 單元模塊電路設(shè)計9</p><p>　　3.1 整流電路9</p><p>　　3.3 指示燈11</p><p>　　3.4 觸發(fā)電路11</p><p>　　3.5 晶閘管的開關(guān)作用11</p><p>　　3.6傳感器及元器件的選用15&

14、lt;/p><p>　　3.6.1觸摸信號輸入電路15</p><p>　　3.6.2 74 LS00的簡介17</p><p>　　第4章 產(chǎn)品制作安裝與調(diào)試19</p><p>　　4.1 產(chǎn)品制作設(shè)計19</p><p>　　4.1.1 元件布局規(guī)則19</p><p>　　4.1

15、.2 元件布線規(guī)則19</p><p>　　4.2元器件檢測20</p><p>　　4.3原件安裝與硬件調(diào)試22</p><p>　　第五章 總 結(jié)24</p><p><b>　　致  謝25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b>

16、;</p><p><b>　　附 錄27</b></p><p>　　第一章 設(shè)計思路與方案設(shè)計</p><p><b>　　1.1 設(shè)計思路</b></p><p>　　隨著社會的進(jìn)步，人類生活水平的不斷提高，各種電子開關(guān)出現(xiàn)，為了設(shè)計一款方便使用，簡單可靠的的單鍵觸摸開關(guān)，我特意選擇了

17、單鍵觸摸開關(guān)作為我的課程設(shè)計課題。</p><p>　　單鍵觸摸開關(guān)由觸摸信號輸入電路，IC CD4017信號處理電路，電子開關(guān)驅(qū)動電路及電源組成。首先由觸摸片把人體的觸摸信號轉(zhuǎn)化成市電同頻的標(biāo)準(zhǔn)的MOS電平，然后輸入ICCD4017的十進(jìn)制的計數(shù)器進(jìn)行信號處理,最后由ICCD4017處理后的結(jié)果決定是否驅(qū)動電子開關(guān)導(dǎo)通燈泡或其他使用設(shè)備工作。</p><p><b>　　1.2

18、 方案設(shè)計</b></p><p><b>　　方案框圖</b></p><p><b>　　圖1-1方案圖</b></p><p>　　第二章 系統(tǒng)組成與工作原理</p><p>　　2.1 系統(tǒng)組成的總原理圖</p><p><b>　　圖2-1總

19、原理圖</b></p><p>　　2.2 系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　用CD4017組成的單鍵觸摸開關(guān)，該開關(guān)為單觸摸電極控制方式，每觸摸一次電極，開關(guān)即動作（開或關(guān)）一次，與普通機(jī)械開關(guān)功能相同，使用非常方便。電路原理圖中HD為管式氖泡，它與光敏電阻RG組成“自制光電耦合器”，并與觸摸電極M、R1形成觸摸信號輸入通路。CD4017的Q1、Q3、Q5、Q7、Q9等奇數(shù)

20、輸出端分別接二極管V2～V6，當(dāng)其中之一輸出高電平時，V8導(dǎo)通并觸發(fā)雙向可控硅VT導(dǎo)通，接入插座的負(fù)載得電工作，此時Q2、Q4…偶數(shù)輸出端懸空；反之，當(dāng)偶數(shù)輸出端其中之一為高電平時，V8、VT均截止，插座負(fù)載斷電，該觸摸開關(guān)剛通電時，因C1、R4微分作用，CD4017自動復(fù)位清零，插座為斷電狀態(tài)。首次觸摸M后，HD啟輝發(fā)光，RG阻值減小，CD4017的CL端變?yōu)楦唠娖?，Q1輸出高電平；而再觸摸一次M后，CD4017計數(shù)一次，Q1變?yōu)榈碗?/p>

21、平，Q2輸出高電平，依次類推，從而實(shí)現(xiàn)觸摸開關(guān)功能，市電兩輸入線分別通過R7、R8接至觸摸通路，因此無需分相線、零線，均可保證電路正常工作。</p><p>　　采用分立元器件制作的觸摸式電子開關(guān)，它具有簡單易制、使用安全可靠等特點(diǎn)，可用于控制照明燈、排風(fēng)扇等家用電器。</p><p><b>　　電路工作原理：</b></p><p>　　該

22、觸摸式電子開關(guān)電路由電源電路、觸發(fā)控制電路和控制執(zhí)行電路 (開關(guān)電路)組成，如圖2-2所示</p><p><b>　　圖2-2</b></p><p>　　電源電路由電源變壓器T、整流橋堆UR和濾波電容器C組成。觸發(fā)控制電路由觸摸電極片Al、A2、晶體管Vl-V4和電阻器Rl-R4組成，其中V3、V4和Rl-R4組成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。</p><p&

23、gt;　　控制執(zhí)行電路由晶體管V5、電阻器R5、二極管VD、繼電器K和發(fā)光二極管VL組成。交流220V電壓經(jīng)T降壓、UR整流及C濾波后，為觸發(fā)控制電路和控制執(zhí)行電路提供9V直流電壓。在接通電源瞬間，V4截止，V3導(dǎo)通，V5截止，K處于釋放狀態(tài)，負(fù)載不工作。</p><p>　　當(dāng)用手觸摸飽極片Al時，人體感應(yīng)信號經(jīng)Vl放大后使V4受觸發(fā)而導(dǎo)通，V3截止，V5導(dǎo)通，K吸合，其常開觸頭將負(fù)載的工作電源接通。再用手觸摸

24、一下電極片A2時，人體的感應(yīng)信號經(jīng)V2放大后，使V3導(dǎo)通，V4和V5截止，K釋放，將負(fù)載的工作切斷。</p><p>　　VL在K吸合、負(fù)載通電工作時點(diǎn)亮，在K釋放時熄滅。</p><p><b>　　元器件選擇：</b></p><p>　　Rl-R5選用1/4W的碳膜電阻器或金屬膜電阻器。</p><p>　　C選用

25、耐壓值為16V的鋁電解電容器。</p><p>　　VD選用IN4001型硅整流二極管或2CPlO型硅普通二極管。</p><p>　　UR選用lA、5OV的整流橋堆，也可用4只1N4001或2CPlO橋接后代替。</p><p>　　VL選用φ5mm發(fā)光二極管。</p><p>　　Vl-V4均選用Sg013或3DG6型硅NPN晶體管;V5

26、選用3DGl2或S805O型NPN晶體管。</p><p>　　T選用1-3W、二次電壓為gV的電源變壓器。</p><p>　　K選用JRX-13F型9V直流繼電器。若控制較大的功率負(fù)載，則可用K的常開觸頭通過控制交流接觸器來控制負(fù)載。</p><p>　　2.1.1單穩(wěn)態(tài)電路</p><p><b>　　圖2-3</b&g

27、t;</p><p>　　圖2-3是典型的單穩(wěn)態(tài)電路。與雙穩(wěn)態(tài)電路相比，電路中的一個耦合電阻Rb1換成了耦合電容C1。所以，開機(jī)后VT1截止，VT2飽和導(dǎo)通（穩(wěn)態(tài)）。給它一個觸發(fā)信號（負(fù)脈沖）后，電路翻轉(zhuǎn)，變?yōu)閂T1導(dǎo)通，VT2截止（暫穩(wěn)態(tài)）。暫穩(wěn)態(tài)是不會長時間穩(wěn)定存在的，經(jīng)過一定時間T后，電路會自動返回原來的狀態(tài)——穩(wěn)態(tài)（VT1截止，VT2導(dǎo)通），也就是電路有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)維持時間的長短取決于C1

28、和Rb1：T = 0.7RC。</p><p>　　2.2.2對稱雙穩(wěn)態(tài)電路</p><p><b>　　圖2-4</b></p><p>　　圖2-4是典型的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。注意圖中的LED1、LED2和Rc12、Rc22只是為了方便觀察VT1和VT2兩管導(dǎo)通、截止?fàn)顟B(tài)的附加加電路，它并非雙穩(wěn)電路必須的部分。本圖雙穩(wěn)電路的觸發(fā)方式為計數(shù)觸發(fā)

29、。如果我們按一下SA電路就會從一種穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)為另一種穩(wěn)態(tài)，設(shè)電源接通后VT1飽和導(dǎo)通（LED1亮），VT2截止。按下SA后，就變成VT1截止，VT2飽和（LED2亮）。如果再按一次，電路又變?yōu)閂T1飽和，VT2截止?？傊?，每按一下觸發(fā)電路，或者說每收到一個觸發(fā)脈沖，電路的狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次。這種觸發(fā)方式我們稱之為計數(shù)觸發(fā)。</p><p>　　2.2.3無穩(wěn)態(tài)電路</p><p>　　無穩(wěn)態(tài)電路

30、也是由兩管交叉耦合而成，不過，兩只耦合電阻都換成了耦合電容。它沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)，所以兩管輪流導(dǎo)通——截止。我們常用它來產(chǎn)生方波或脈沖信號源，所以也可以稱這種電路為多諧振蕩電路，其振蕩周期：T = 0.7Rb1C1+0.7R.b2C2兩管元件數(shù)據(jù)對稱時，公式可簡化為：T = 1.4RbC或者說振蕩頻率：f = 1/（2π?1.4RbC）這里，我們?yōu)榱吮阌谟^察發(fā)光二極管的閃光，所以R、C都用得較大。如果振蕩頻率太高，那么看起來兩只

31、發(fā)光管都是亮著的，就看不出翻轉(zhuǎn)的過程了。</p><p>　　圖2-5無穩(wěn)態(tài)電路電路圖</p><p>　　2.3三種節(jié)能觸摸開關(guān)</p><p>　　經(jīng)過對市場上出現(xiàn)的多種電子開關(guān)(包括延熄開關(guān))進(jìn)行分析測試，筆者發(fā)現(xiàn)這些開關(guān)都有六七百毫瓦以上的靜態(tài)功耗，一年下來每個電子開關(guān)靜態(tài)耗電就在5、6度以上。每個廠家每年都生產(chǎn)出大量這種開關(guān)供人們使用，可想而知有多大的浪費(fèi)

32、。為此，筆者利用一種很普通的小電流觸發(fā)晶閘管(具有控制極觸發(fā)電流很小的特點(diǎn)，觸發(fā)電流多小于200μA，目前額定電流為1A的這種晶閘管的售價只有四、五毛錢)，設(shè)計制作了三種實(shí)用的電子觸摸開關(guān)，這幾種開關(guān)具有電路簡單、成本低廉、元件易購、工作可靠、使用方便等特點(diǎn)，更主要的是沒有任何靜態(tài)功耗或只有極微功耗。使用時無需區(qū)分兩根引出線，可隨便與電器或電燈串聯(lián)，只是注意整個開關(guān)必須接在交流電火線上。</p><p>　　2.

33、3.1無靜態(tài)功耗電子觸摸開關(guān)</p><p>　　目前，大多數(shù)電子觸摸開關(guān)都需要在開關(guān)內(nèi)部設(shè)計一個直流低壓工作電源，這樣不僅電路復(fù)雜，而且存在靜態(tài)功耗。本電子觸摸開關(guān)采用的技術(shù)方案是：由橋式整流二極管、單向晶閘管、三極管、電阻、電容和觸摸金屬片組成電子觸摸開關(guān)，觸摸開的控制是通過一個小電流觸發(fā)晶閘管實(shí)現(xiàn)的。首先整流二極管把交流市電變成單向脈動電，然后經(jīng)一個單向晶閘管進(jìn)行電源通斷控制，觸摸開控制的小電流觸發(fā)晶閘管接

34、在起電源通斷控制作用的晶閘管的陽極和控制極之間。觸摸開金屬片通過限流電阻接在小電流觸發(fā)晶閘管的控制極上。 本開關(guān)可以在無任何靜態(tài)功耗的情況下，對家用電器特別是照明燈具進(jìn)行交流電源觸摸通斷的控制。 小電流觸發(fā)晶閘管VS2實(shí)現(xiàn)觸摸開控制，三極管VT實(shí)現(xiàn)觸摸關(guān)控制。電容</p><p>　　C2通過電阻R2接在VS1的控制極和陰極之間，可使晶閘管VS1一旦被觸發(fā)導(dǎo)通后能一直維持導(dǎo)通。平時晶閘管VS1和V

35、S2均處于關(guān)斷狀態(tài)，整個電路沒有任何功耗。當(dāng)人體(如手指)觸摸一下金屬片M時，人體的感應(yīng)信號使VS2導(dǎo)通，結(jié)果VSl得到觸發(fā)電流也導(dǎo)通，電器得電工作。VS1導(dǎo)通后，VS2隨即沒有工作電壓，此時對應(yīng)電容C2兩端電壓約為0．8V。需要關(guān)掉電器電源時，觸摸一下金屬片M，對應(yīng)三極管VT導(dǎo)通，C2上的電荷被釋放，VS2在交流市電過零時關(guān)斷。圖中電容C1和C3起抗干擾作用。由于采用橋式整流，通過晶閘管控制，可確保流過電器電流是正弦波，因此適用于各種

36、電器的電源控制。</p><p>　　2.3.2微靜態(tài)功耗觸摸延熄開關(guān)</p><p>　　此觸摸延熄開關(guān)具有靜態(tài)功耗極微的特點(diǎn)。靜態(tài)電流約55μA，靜態(tài)功耗約12mW，一年下來靜態(tài)耗電僅約0．1度，比現(xiàn)有觸摸延熄開關(guān)降耗98％以上。電路如圖5所示，VS1、VS2為單向晶閘管。其中VS2為小電流觸發(fā)晶閘管。交流電經(jīng)二極管VD1～VD4橋式整流后變成脈動直流電，一路直接加到VS1的陽、陰極之

37、間，另一路通過電阻R1加到VS2的陽極。由于無觸發(fā)信號，VS1和VS2均處于關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)人體(如手指)觸摸一下金屬片M時，人體的感應(yīng)信號使VS2導(dǎo)通，結(jié)果VS1也導(dǎo)通，對應(yīng)電燈得電發(fā)光。由于C2的作用，VS1將一直保持導(dǎo)通狀態(tài)，這是本開關(guān)的一個獨(dú)特之處。二極管VD5起提升電容C2上電壓的作用。VS1導(dǎo)通后，對應(yīng)C2兩端電壓實(shí)測約為1．6V。此電壓經(jīng)電阻R3向電容C4充電。一定時間后，對應(yīng)三 極管VT1導(dǎo)通，結(jié)果C2上的電荷被釋放，VS1

38、關(guān)斷，電燈熄滅。</p><p>　　三極管VT2為電容C4提供放電回路，當(dāng)延熄結(jié)束后，VS1截止，220V的直流脈動電壓通過電阻R1、R7加到VT2基極，VT2飽和導(dǎo)通，C4上電荷被快速釋放，為再次的延熄做好準(zhǔn)備。此觸摸延熄開關(guān)所帶負(fù)荷的大小由VS1和VD1～VD4二極管決定。VS1采用1A600V，VD1～VD5采用1N4007，對應(yīng)燈泡功率在100w以內(nèi)。VS2采用小型的MCR00-6。R1～R8電阻阻值分

39、別為100k、2．2k、220k、1．5M、1．5M、2．2k、3．9k、39k，功率均為1／16W。C1、C3為瓷片電容，容量分別為0．1μ和0．01μ。C2、C4為電解電容，分別為4．7μ／25V和470μ／16V。</p><p>　　2.3.3無靜態(tài)功耗觸摸延熄開關(guān)</p><p>　　此觸摸延熄開關(guān)沒有任何靜態(tài)功耗。電路中的R8處串聯(lián)了一個耐壓400V以上的小容量電容C5，平時沒

40、有任何靜態(tài)電流。每次延熄過程中，此小容量電容通過R8、R9放電；延熄結(jié)束后，200多伏脈動直流電向此小容量電容快速充電。由于VT1、VT2導(dǎo)通后，C4上電壓會快速降到0．6V左右，要把C5上不多的電荷放掉，對于所串聯(lián)的此小容量電容只要幾千皮法即可，C5為3900pF／500V。三極管VT1、VT2構(gòu)成模擬單向晶閘管，一旦導(dǎo)通，就快速進(jìn)入飽和狀態(tài)，對應(yīng)C2上的電荷快速被釋放，結(jié)果VS1快速關(guān)斷。由于采用了模擬單向晶閘管，觸發(fā)電流極小，不到

41、1μA，因此R3阻值可以取得很大，對應(yīng)C4容量可以很小，讓C4電荷放掉的R8支路電流也可相應(yīng)降低。如果三極管VT3電流放大倍數(shù)大于50，C5容量還可減小。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，C5取2200pF，R8取3．3M，也能正常工作。R3取1．5M，C4取100μF，延熄時間為68秒。</p><p>　　第三章 單元模塊電路設(shè)計</p><p><b>　　3.1 整流電路</b><

42、;/p><p>　　電路中采用四個IN4007二極管，互相接成橋式結(jié)構(gòu)。利用二極管的電流導(dǎo)向作用，在交流輸入電壓U的正半周內(nèi)，二極管VD1、VD3導(dǎo)通，VD2、VD4截止，在負(fù)載RL上得到上正下負(fù)的輸出電壓；在負(fù)半周內(nèi)，正好相反，VD1、VD3截止，VD2、VD4導(dǎo)通，流過負(fù)載RL的電流方向與正半周一致。因此，利用四個二極管，使得在交流電源的正、負(fù)半周內(nèi)，整流電路的負(fù)載上都有方向不變的脈動直流電壓和電流。</p

43、><p><b>　　橋式整流電路：</b></p><p>　　單相橋式整流電路的組成</p><p>　　單相橋式整流電路由四只二極管組成，其構(gòu)成原則就是保證在變壓器副邊電壓u2正、負(fù)半周內(nèi)正確引導(dǎo)流向負(fù)載的電流，使其方向不變。設(shè)變壓器副邊兩段分別為a和b，則a為“＋”、b為“－”時應(yīng)有電流留出a點(diǎn)，a為“-”、b為“＋”時應(yīng)有電流流入a點(diǎn)；相

44、反，a為“＋”、ｂ為“－”時應(yīng)有電流流入ｂ點(diǎn)，ａ為“－”、ｂ為“＋”時應(yīng)有電流流出ｂ點(diǎn)；因而ａ和ｂ點(diǎn)均應(yīng)分別接兩只二極管，以引導(dǎo)電流；如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 橋式整流原理</p><p><b>　　.工作原理</b></p><p>　　設(shè)變壓器副邊電壓，U2為其有效值。</p><p>　　當(dāng)

45、ｕ2為正半周時，電流由a點(diǎn)流出，經(jīng)過V1、RL、D3流入b點(diǎn)，因而負(fù)載電阻RL上的電壓等于變壓器副邊電壓，即，V2和V4管承受的反響電壓為－u2。當(dāng)u2為負(fù)半周時，電流由b點(diǎn)流出，經(jīng)V2、RL、V4流入a點(diǎn)，負(fù)載電阻RL上的電壓等于－u2，即，V1、V3承受的反向電壓為u2。</p><p>　　這樣，由于V1、V3和V2、V4兩對二極管交替導(dǎo)通，致使負(fù)載電阻RL上在u2的整個周期內(nèi)都有電流通過，而且方向不變，輸

46、出電壓。如圖3-2所示為單相橋式整流電路各部分的電壓和電流的波形。</p><p>　　圖3-2 橋式整流電路電流、電壓波形</p><p>　　.輸出電壓平均值UO(AV)和輸出電流平均值IO(AV)</p><p>　　根據(jù)圖3-2中所示uo的波形可知，輸出電壓的平均值</p><p>　　解得 </p&g

47、t;<p>　　由于橋式整流電路實(shí)現(xiàn)了全波整流電路，它將u2的負(fù)半周也利用起來，所以在變壓器副邊電壓有效值相同的情況下，輸出電流的平均值（即負(fù)載電阻中的電流平均值）</p><p>　　在變壓器副邊電壓相同、且負(fù)載也相同的情況下，輸出電流的平均值也是半波整流電路的兩倍。</p><p>　　根據(jù)諧波分析，橋式整流電路的基波UOIM的角頻率是u2的2倍，即100HZ，。故脈動系

48、數(shù)</p><p>　　與半波整流電路相比，輸出電壓的脈動減小很多。</p><p><b>　　3.3 指示燈</b></p><p>　　VD1～VD4、VS組成開關(guān)的主回路。平時，VS處于關(guān)斷狀態(tài)，燈不亮。VD1～VD4輸出220V脈動直流電經(jīng)R1限流，VD5穩(wěn)壓，C2濾波輸出約8V左右的直流電供VT3使用。此時LED發(fā)光，指示開關(guān)位置，

49、便于夜間尋找開關(guān)。</p><p><b>　　3.4 觸發(fā)電路</b></p><p>　　觸摸燈的觸摸開關(guān)是通過人體接觸后產(chǎn)生的電流泄露而工作的。當(dāng)用手觸摸一下觸摸開關(guān)的電極片M時，人體泄漏電流使VT3導(dǎo)通。此時，電容C2開始充電，VT2、VT1隨即導(dǎo)通，晶閘管門極得到正向觸發(fā)電流導(dǎo)通。（其中泄露的電流十分微小，只有多少微伏。而人體本身帶的靜電都有幾千幾萬伏。所以

50、觸摸開關(guān)對人體的影響是微乎其微的幾乎沒有）。</p><p>　　3.5 晶閘管的開關(guān)作用</p><p>　　(1).晶閘管的開關(guān)作用</p><p>　　晶閘管是一種開關(guān)組件，廣泛的應(yīng)用在各種電路，以及電子設(shè)備中。典型的小電流控制大電流的組件，通過一個電流很小的脈沖觸發(fā)，當(dāng)晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)時它的電阻變得很小相當(dāng)于一跟導(dǎo)線。</p><p&g

51、t;　　(2).晶閘管的結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　晶閘管是四層三端器件，它有J1、J2、J3三個PN結(jié),可以把它中間的NP分成兩部分，構(gòu)成一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復(fù)合管。如圖圖3-3所示：</p><p><b>　　圖3-3 等效圖</b></p><p>　　當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓時，為使晶閘管導(dǎo)通，必須使承受反

52、向電壓的PN結(jié)J2失去阻擋作用。每個晶體管的集電極電流同時就是另一個晶體管的基極電流。因此是兩個互相復(fù)合的晶體管電路，當(dāng)有足夠的門極電流Ig流入時，就會形成強(qiáng)烈的正反饋，造成兩晶體管飽和導(dǎo)通。</p><p>　　設(shè)PNP管和NPN管的集電極電流分別為IC1和IC2，發(fā)射極電流相應(yīng)為Ia和Ik，電流放大系數(shù)相應(yīng)為α1=IC1/Ia和α2=IC2/Ik，設(shè)流過J2結(jié)的反相漏電流為ICO，晶閘管的陽極電流等于兩管的集

53、電極電流和漏電流的總和：</p><p><b>　　(1)</b></p><p>　　若門極電流為Ig，則晶閘管陰極電流為：</p><p>　　得出晶閘管陽極電流為：</p><p><b>　　(2)</b></p><p>　　硅PNP管和硅NPN管相應(yīng)的電流放大系

54、數(shù)α1和α2隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化。當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓，而門極未接受電壓的情況下，式(2)中Ig=0，(α1+α2)很小，故晶閘管的陽極電流Ia≈ICO，晶閘管處于正向阻斷狀態(tài)；當(dāng)晶閘管在正向門極電壓下，從門極G流入電流Ig，由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)，從而提高放大系數(shù)α2，產(chǎn)生足夠大的集電極電流IC2流過PNP管的發(fā)射結(jié)，并提高了PNP管的電流放大系數(shù)α1，產(chǎn)生更大的集電極電流IC1流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)，這樣強(qiáng)

55、烈的正反饋過程迅速進(jìn)行。</p><p>　　當(dāng)α1和α2隨發(fā)射極電流增加而使得(α1+α2)≈1時，式(2)中的分母1-(α1+α2)≈0，因此提高了晶閘管的陽極電流Ia。這時，流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定，晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。晶閘管導(dǎo)通后，式(2)中1-(α1+α2)≈0，即使此時門極電流Ig=0，晶閘管仍能保持原來的陽極電流Ia而繼續(xù)導(dǎo)通，門極已失去作用。在晶閘管導(dǎo)通后，如果不斷地

56、減小電源電壓或增大回路電阻，使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時，由于α1和α2迅速下降，晶閘管恢復(fù)到阻斷狀態(tài)。</p><p><b>　　.晶閘管的工作條件</b></p><p>　　●晶閘管承受反向陽極電壓時，無論門極承受何種電壓,晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)。</p><p>　　●晶閘管承受正向陽極電壓時，僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘

57、管才導(dǎo)通。</p><p>　　●晶閘管在導(dǎo)通情況下，只要有一定的正向陽極電壓,無論門極電壓如何，晶閘管保持導(dǎo)通,即晶閘管導(dǎo)通后，門極失去作用。</p><p>　　●晶閘管在導(dǎo)通情況下，當(dāng)主回路電壓或電流減小到接近于零時，晶閘管關(guān)斷。</p><p>　　(4).晶閘管的管腳鑒別</p><p>　　●單、雙晶閘管的判別：</p>

58、;<p>　　先任測兩個極，若正、反測指針均不動（R×1擋），可能是A、K或G、A極（對單向晶閘管）也可能是T2、T1或T2、G極 （對雙向晶閘管）。若其中有一次測量指示為幾十至幾百歐，則必為單向晶閘管。且紅筆所接為K極，黑筆接的為G極，剩下即為A極。若正、反向測批示均為幾十 至幾百歐，則必為雙向晶閘管。再將旋鈕撥至R×1或R×10擋復(fù)測，其中必有一次阻值稍大，則稍大的一次紅筆接的為G極，黑筆

59、所接為T1極，余下是T2極。 </p><p>　　圖3-4 晶閘管管腳</p><p><b>　　性能的差別：</b></p><p>　　將旋鈕撥至R×1擋，對于1～6A單向晶閘管，紅筆接K極，黑筆同時接通G、A極，在保持黑筆不脫離A極狀態(tài)下斷開G極，指針應(yīng)指示幾十歐至一百歐，此時可控硅已被觸發(fā)， 且觸發(fā)電壓低（或觸發(fā)電流?。?/p>

60、。然后瞬時斷開A極再接通，指針應(yīng)退回∞位置，則表明可控硅良好。 </p><p>　　對于1～6A雙向晶閘管，紅筆接T1極，黑筆同時接G、T2極，在保證黑筆不脫離T2極的前提下斷開G極，指針應(yīng)指示為幾十至一百多歐（視晶閘管電流大 小、廠家不同而異）。然后將兩筆對調(diào)，重復(fù)上述步驟測一次，指針指示還要比上一次稍大十幾至幾十歐，則表明晶閘管良好，且觸發(fā)電壓（或電流）小。 </p><p>　　若

61、保持接通A極或T2極時斷開G極，指針立即退回∞位置，則說明晶閘管觸發(fā)電流太大或損壞。可按圖2方法進(jìn)一步測量，對于單向晶閘管，閉合開關(guān)K，應(yīng)發(fā)亮，斷開K燈仍不息滅，否則說明晶閘管損壞。 </p><p>　　對于雙向晶閘管，閉合開關(guān)K，燈應(yīng)發(fā)亮，斷開K，燈應(yīng)不息滅。然后將電池反接，重復(fù)上述步驟，均應(yīng)是同一結(jié)果，才說明是好的。否則說明該器件已損壞。</p><p><b>　　三極管

62、：</b></p><p>　?。?）共射電流放大系數(shù)α和β</p><p>　　在共射極放大電路中，若交流輸入信號為零，則管子各極間的電壓和電流都是直流量，此時的集電極電流IC和基極電流IB的比就是三極管的放大倍數(shù)β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示變化量），α稱為共射直流電流放大系數(shù)。</p><p>　　當(dāng)共射極放大電路有交流信號輸入時，因交流信號的作

63、用，必然會引起IB的變化，相應(yīng)的也會引起IC的變化，兩電流變化量的比稱為共射交流電流放大系數(shù)β。</p><p>　　上述兩個電流放大系數(shù) α和β的含義雖然不同，但工作在輸出特性曲線放大區(qū)平坦部分的三極管，兩者的差異極小，可做近似相等處理，故在今后應(yīng)用時，通常不加區(qū)分，直接互相替代使用。</p><p>　　由于制造工藝的分散性，同一型號三極管的β值差異較大。常用的小功率三極管，β值一般為

64、20～100。β過小，管子的電流放大作用小，β過大，管子工作的穩(wěn)定性差，一般選用β在40～80之間的管子較為合適。</p><p>　?。?）極間反向飽和電流ICBO和ICEO</p><p>　?、偌娊Y(jié)反向飽和電流ICBO是指發(fā)射極開路，集電結(jié)加反向電壓時測得的集電極電流。常溫下，硅管的ICBO在nA（10-9）的量級，通?？珊雎?。</p><p>　?、诩姌O

65、-發(fā)射極反向電流ICEO是指基極開路時，集電極與發(fā)射極之間的反向電流，即穿透電流，穿透電流的大小受溫度的影響較大，穿透電流小的管子熱穩(wěn)定性好。</p><p><b>　?。?）極限參數(shù)</b></p><p>　?、偌姌O最大允許電流ICM </p><p>　　晶體管的集電極電流IC在相當(dāng)大的范圍內(nèi)β值基本保持不變，但當(dāng)IC的數(shù)值大到一定程

66、度時，電流放大系數(shù)β值將下降。使β明顯減少的IC即為ICM。為了使三極管在放大電路中能正常工作，IC不應(yīng)超過ICM。</p><p>　?、诩姌O最大允許功耗PCM </p><p>　　晶體管工作時、集電極電流在集電結(jié)上將產(chǎn)生熱量，產(chǎn)生熱量所消耗的功率就是集電極的功耗PCM。功耗與三極管的結(jié)溫有關(guān)，結(jié)溫又與環(huán)境溫度、管子是否有散熱器等條件相關(guān)。功耗線的左下方為安全工作區(qū)，右上方為過損耗區(qū)

67、。手冊上給出的PCM值是在常溫下25℃時測得的。硅管集電結(jié)的上限溫度為150℃左右，鍺管為70℃左右，使用時應(yīng)注意不要超過此值，否則管子將損壞。</p><p>　　③反向擊穿電壓UBR（CEO）</p><p>　　反向擊穿電壓UBR（CEO）是指基極開路時，加在集電極與發(fā)射極之間的最大允許電壓。使用中如果管子兩端的電壓UCE＞UBR（CEO），集電極電流IC將急劇增大，這種現(xiàn)象稱為擊穿

68、。管子擊穿將造成三極管永久性的損壞。三極管電路在電源EC的值選得過大時，有可能會出現(xiàn)，當(dāng)管子截止時，UCE＞UBR（CEO）導(dǎo)致三極管擊穿而損壞的現(xiàn)象。一般情況下，三極管電路的電源電壓EC應(yīng)小于1/2 UBR（CEO）。</p><p>　?。?）溫度對三極管參數(shù)的影響</p><p>　　幾乎所有的三極管參數(shù)都與溫度有關(guān)，因此不容忽視。溫度對下列的三個參數(shù)影響最大。</p>

69、<p><b>　?、賹Ζ碌挠绊懀?lt;/b></p><p>　　三極管的β隨溫度的升高將增大，溫度每上升l℃，β值約增大0.5～1％，其結(jié)果是在相同的IB情況下，集電極電流IC隨溫度上升而增大。</p><p>　?、趯Ψ聪蝻柡碗娏鱅CEO的影響：</p><p>　　ICEO是由少數(shù)載流子漂移運(yùn)動形成的，它與環(huán)境溫度關(guān)系很大，IC

70、EO隨溫度上升會急劇增加。溫度上升10℃，ICEO將增加一倍。由于硅管的ICEO很小，所以，溫度對硅管ICEO的影響不大。</p><p>　　③對發(fā)射結(jié)電壓ube的影響：</p><p>　　和二極管的正向特性一樣，溫度上升1℃，ube將下降2～2.5mV。</p><p>　　綜上所述，隨著溫度的上升，β值將增大，iC也將增大，uCE將下降，這對三極管放大作用不

71、利，使用中應(yīng)采取相應(yīng)的措施克服溫度的影響。</p><p>　　3.6傳感器及元器件的選用 </p><p>　　3.6.1觸摸信號輸入電路</p><p>　　HD為管式氖泡，它與光敏電阻RG組成“自制光電耦合器”，并與觸摸電極M、R1形成觸摸信號輸入通路, 人體帶電與市電

72、同頻，當(dāng)人體接觸觸摸片時，經(jīng)輸入電阻和HD管式氖泡及光敏電阻RG后成為標(biāo)準(zhǔn)的MOS電平。觸摸持續(xù)時間大于32毫秒、小于332毫秒時，控制邏輯部分控制電路呈開關(guān)工作狀態(tài)。當(dāng)觸摸持續(xù)時間大于332毫秒時，控制邏輯部分控制電路呈調(diào)光工作狀態(tài)，輸出觸發(fā)脈沖相位角在41°～159°之間連續(xù)周期變化，并根據(jù)人眼的感受力，分為快、慢和暫歇三個過程。當(dāng)觸摸結(jié)束時，亮度記憶對該時相位角進(jìn)行記憶，若再施與大于32毫秒、小于332毫秒的觸

73、摸，電路呈關(guān)狀態(tài)時，相位角仍由該部分記憶，保證電路在下一次開狀態(tài)時，保持原選定相位角，光源保持原亮度。觸發(fā)脈沖與市電的同步，由鎖相環(huán)保證電路的工作時鐘，也均由其產(chǎn)生。電路圖如下：</p><p>　　圖3-5觸摸信號輸入電路圖</p><p>　?。?）cd4017工作原理及應(yīng)用電路圖如下:</p><p><b>　　圖3-6</b><

74、/p><p>　　十進(jìn)制計數(shù)／分頻器CD4017，其內(nèi)部由計數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實(shí)現(xiàn)對脈沖信號的分配，整個輸出時序就是O0、O1、O2、…、O9依次出現(xiàn)與時鐘同步的高電平，寬度等于時鐘周期。 CD4017有10個輸出端（O0～O9）和個進(jìn)位輸出端～O5-9。每輸入10個計數(shù)脈沖，～O5-9就可得到1個進(jìn)位正脈沖，該進(jìn)位輸出信號可作為下一級的時鐘信號。CD4017有3個輸入（MR、CP0和~CP1），MR

75、為清零端，當(dāng)在MR端上加高電平或正脈沖時其輸出O0為高電平，其余輸出端（O1～O9）均為低電平。CP0和～CP1是2個時鐘輸入端，若要用上升沿來計數(shù)，則信號由CP0端輸入；若要用下降沿來計數(shù)，則信號由～CP1端輸入。設(shè)置2個時鐘輸入端，級聯(lián)時比較方便，可驅(qū)動更多二極管發(fā)光。 由此可見，當(dāng)CD4017有連續(xù)脈沖輸入時，其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。IC CD4017的引腳圖如下：</p>&l

76、t;p>　　圖3-7 74LS373的引腳圖</p><p>　?。?）74LS373的功能說明</p><p>　　74LS373是一種8D鎖存器，具有三態(tài)驅(qū)動輸出，該鎖存器由8個D門組成，有8個輸入端1D～ 8D，八個輸出端1Q～ 8Q，2個控制端（G和OE），使能端G有效時，將D端數(shù)據(jù)打入鎖存器中D門，當(dāng)輸出允許端有效時，將鎖存器中鎖存的數(shù)據(jù)送到輸出端Q。</p>

77、<p>　　當(dāng)使能端G為高電平時，同時輸出允許端 為低電平，則輸出Q等于輸入D；當(dāng)使能端G為低電平，而輸出允許端也為低電平時，則輸出Q=Qo(原狀態(tài)，即使能端G由高電平變?yōu)榈碗娖角?，輸出端Q的狀態(tài)，這就是“鎖存”的意義)：當(dāng)輸出允許端 為高電平時，不論使能端G為何值。輸出端Q總為高阻態(tài)。</p><p>　　3.6.2 74 LS00的簡介</p><p>　　74LS00為四

78、組2輸入端與非門，其主要電特性的典型值如表3-8所示</p><p>　　表3-8 74LS00主要特性</p><p>　?。?）邏輯門74LS00芯片的引腳排列如圖3-9所示</p><p>　　圖3-9 74LS00芯片的引腳圖</p><p>　?。?）74LS00芯片的接線圖如圖3-10所示</p><p>

79、　　圖3-10 74LS00芯片的接線圖</p><p>　?。?）74LS00芯片邏輯符號圖如圖3-11所示，</p><p>　　圖3-11 74LS00邏輯符號圖</p><p>　　第4章 產(chǎn)品制作安裝與調(diào)試</p><p>　　4.1 產(chǎn)品制作設(shè)計</p><p>　　4.1.1 元件布局規(guī)則</p&

80、gt;<p>　　(1) 按電路模塊進(jìn)行布局，實(shí)現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為模塊，電路模塊中的元件應(yīng)采用就近集中原則，同時數(shù)字電路和模擬電路分開。</p><p>　　(2) 定位孔、標(biāo)準(zhǔn)孔等非安裝孔周圍1.27mm內(nèi)不得貼裝元件，螺釘?shù)劝惭b孔周圍3.5mm內(nèi)不得貼原器件。</p><p>　　(3) 臥裝電阻、電感、電解電容等元件的下方避免布過孔，以免波峰焊后過孔與元件殼體短路

81、。</p><p>　　(4) 元器件的外側(cè)距板邊的距離為5mm。</p><p>　　(5) 貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm。</p><p>　　(6) 金屬殼體元件與金屬件不能與其他殼體相碰，不能緊貼印制線、焊盤，其間距應(yīng)大于2mm；定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其他方孔外側(cè)距板邊的尺寸應(yīng)大于3mm。</p><p

82、>　　(7) 發(fā)熱元件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件；高熱器件要均勻分布。</p><p>　　(8) 電源插座要盡量布置在印制板的四周，電源插座與其相連的匯流條接線端應(yīng)布置在同側(cè)。</p><p>　　(9) 所有IC元件單邊對齊，有極性元件極性標(biāo)示明確，同一印制板上極性標(biāo)示不得多于兩個，出現(xiàn)兩個方向時，兩個方向互相垂直。</p><p>　　(10) 板面布線應(yīng)疏

83、密得當(dāng)，當(dāng)疏密差別太大時應(yīng)以網(wǎng)狀填充，網(wǎng)格大于8mil；</p><p>　　(11) 貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。</p><p>　　(12) 貼片單端對齊，字符方向一致，封裝方向一致。</p><p>　　(13) 有極性的器件在以同一板上的極性標(biāo)示方向一致。</p><p>　　4.1.2 元件布線規(guī)則</p

84、><p>　　(1) 畫定布線區(qū)域距PCB板邊<1mm的區(qū)域內(nèi)，以及安裝孔周圍1mm內(nèi)，禁止布線。</p><p>　　(2) 電源線應(yīng)盡可能的寬，不應(yīng)低于18mil；模擬信號線寬不應(yīng)低于12mil；CPU入出線不應(yīng)低于10mil；線間距不應(yīng)低于10mil。</p><p>　　(3) 正常過孔的焊盤不應(yīng)低于30mil；孔徑不低于14mil。</p>

85、<p>　　(4) 雙列直插：焊盤60mil；孔徑40mil。</p><p>　　(5) 注意電源線與地線應(yīng)盡可能呈放射狀，以及信號線不能出現(xiàn)回環(huán)走線。</p><p><b>　　4.2元器件檢測</b></p><p>　　(1) 三極管的判別方法：① 基極的確定：先用任意一支萬用表筆，〈設(shè)為黑點(diǎn)〉，任某個電極不動，再用另一支

86、表筆〈紅色〉分別去點(diǎn)其它兩個極，如果分別點(diǎn)測兩次中，其阻值相同，則黑表筆點(diǎn)的為基極；若只有一次有阻值，或兩次都沒有阻值，說明急木找到；② 在確定基極過程中，兩次測量阻值中，兩次測量阻值不相等，阻值大的為發(fā)射極，阻值小的為集電極。</p><p>　　(2) 電子元器件的極性：電解電容上標(biāo)有白色箭頭的一極是負(fù)極；玻璃封裝二極管上標(biāo)有黑色環(huán)的一端，塑料封裝二極管上標(biāo)有白色環(huán)的一端為負(fù)極；某些三極管的管腳上非標(biāo)準(zhǔn)排列，

87、在其外殼的柱面上用紅色點(diǎn)表示發(fā)射極等；</p><p>　　(3) 發(fā)光二極管的判測：由于“二極管”擋能夠提供3V、1mA的電源，所以可直接測光管（LED）的正向?qū)▔航?，一般顯示在2V以下，同時管子會發(fā)出微光；反向顯示為“1”。紅色LED導(dǎo)通壓降約為1.759V橙色LED為1.686V，綠色LED為1.767V。指針式萬用表由于使用1.5V電池，故不能測量發(fā)光二極管。</p><p>　

88、　(4) 電位器的檢測：檢查電位器時，首先要轉(zhuǎn)動旋柄，看看旋柄轉(zhuǎn)動是否平滑，開關(guān)是否靈活，開關(guān)通、斷時“喀噠”聲是否清脆，并聽一聽電位器內(nèi)部接觸點(diǎn)和電阻體摩擦的聲音，如有“沙沙”聲，說明質(zhì)量不好。用萬用表測試時，先根據(jù)被測電位器阻值的大小，選擇好萬用表的合適電阻擋位，然后可按下述方法進(jìn)行檢：</p><p>　　A 用萬用表的歐姆擋測“1”、“2”兩端，其讀數(shù)應(yīng)為電位器的標(biāo)稱阻值，如萬用表的指針不動或阻值相差很多

89、，則表明該電位器已損壞。</p><p>　　B 檢測電位器的活動臂與電阻片的接觸是否良好。用萬用表的歐姆檔測“1”、“2”(或“2”、“3”)兩端，將電位器的轉(zhuǎn)軸按逆時針方向旋至接近“關(guān)”的位置，這時電阻值越小越好。再順時針慢慢旋轉(zhuǎn)軸柄，電阻值應(yīng)逐漸增大，表頭中的指針應(yīng)平穩(wěn)移動。當(dāng)軸柄旋至極端位置“3”時，阻值應(yīng)接近電位器的標(biāo)稱值。如萬用表的指針在電位器的軸柄轉(zhuǎn)動過程中有跳動現(xiàn)象，說明活動觸點(diǎn)有接觸不良的故障。

90、</p><p>　　(5) 電源變壓器的檢測：</p><p>　　A 直接測量法。將次級所有繞組全部開路，把萬用表置于交流電流(500mA)，串入初級繞組。當(dāng)初級繞組的插頭插入220V交流市電時，萬用表所指示的便是空載電流值。此值不應(yīng)大于變壓器滿載電流的10％～20％。一般常見電子設(shè)備電源變壓器的正?？蛰d電流應(yīng)在100mA左右。如果超出太多，則說明變壓器有短路性故障。</p

91、><p>　　B 間接測量法。在變壓器的初級繞組中串聯(lián)一個10/5W的電阻，次級仍全部空載。把萬用表撥至交流電壓擋。加電后，用兩表筆測出電阻R兩端的電壓降U，然后用歐姆定律算出空載電流I空，即I空=U/R。</p><p>　　C 一般小功率電源變壓器允許溫升為40℃～50℃，如果所用絕緣材料質(zhì)量較好，允許溫升還可提高。</p><p>　　D 檢測判別各繞組的同名端。

92、在使用電源變壓器時，有時為了得到所需的次級電壓，可將兩個或多個次級繞組串聯(lián)起來使用。采用串聯(lián)法使用電源變壓器時，參加串聯(lián)的各繞組的同名端必須正確連接，不能搞錯。否則，變壓器不能正常工作。</p><p>　　E 電源變壓器短路性故障的綜合檢測判別。電源變壓器發(fā)生短路性故障后的主要癥狀是發(fā)熱嚴(yán)重和次級繞組輸出電壓失常。通常，線圈內(nèi)部匝間短路點(diǎn)越多，短路電流就越大，而變壓器發(fā)熱就越嚴(yán)重。檢測判斷電源變壓器是否有短路性

93、故障的簡單方法是測量空載電流(測試方法前面已經(jīng)介紹)。存在短路故障的變壓器，其空載電流值將遠(yuǎn)大于滿載電流的10％。當(dāng)短路嚴(yán)重時，變壓器在空載加電后幾十秒鐘之內(nèi)便會迅速發(fā)熱，用手觸摸鐵心會有燙手的感覺。此時不用測量空載電流便可斷定變壓器有短路點(diǎn)存在。</p><p>　　F 空載電壓的檢測。將電源變壓器的初級接220V市電，用萬用表交流電壓接依次測出各繞組的空載電壓值(U21、U22、U23、U24)應(yīng)符合要求值，

94、允許誤差范圍一般為：高壓繞組≤±10％，低壓繞組≤±5％，帶中心抽頭的兩組對稱繞組的電壓差應(yīng)≤±2％。</p><p><b>　　穩(wěn)壓二極管</b></p><p>　　穩(wěn)壓二極管的外形與普通小功率整流二極管的外形基本相似。當(dāng)其殼體上的型號標(biāo)記清楚時，可根據(jù)型號加以鑒別。當(dāng)其型號標(biāo)志脫落時，可使用萬用表電阻擋很準(zhǔn)確地將穩(wěn)壓二極管與普通整

95、流二極管區(qū)分開來。具體方法是：首先利用萬用表R×1K擋，按前述方法把被測管的正、負(fù)電極判斷出來。然后將萬用表撥至R×10K擋上，黑表筆接被測管的負(fù)極，紅表筆接被測管的正極，若此時測得的反向電阻值比用R×1K擋測量的反向電阻小很多，說明被測管為穩(wěn)壓管；反之，如果測得的反向電阻值仍很大，說明該管為整流二極管或檢波二極管。這種判別方法的道理是，萬用表R×1K擋內(nèi)部使用的電池電壓為1.5V，一般不會將被測

96、管反向擊穿，使測得的電阻值比較大。而R×10K擋測量時，萬用表內(nèi)部電池的電壓一般都在9V以上，當(dāng)被測管為穩(wěn)壓管，切穩(wěn)壓值低于電池電壓值時，即被反向擊穿，使測得的電阻值大為減小。但如果被測管是一般整流或檢波二極管時，則無論用R×1K擋測量還是用R×10K擋測量，所得阻值將不會相差很懸殊。注意，當(dāng)被測穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值高于萬用表R×10K擋的電壓值時，用這種方法是無法進(jìn)行區(qū)分鑒別的。</p>

97、;<p><b>　　三極管</b></p><p>　　首先將萬用表打到測試二極管端，用萬用表的紅表筆接觸三極管的其中一個管腳，而用萬用表另外的那支表筆去測試其余的管腳，直到測試出如下結(jié)果：</p><p>　　如果三極管的黑表筆接其中一個管腳，而用紅表筆測其它兩個管腳都導(dǎo)通有電壓顯示，那么此三極管為PNP三極管，且黑表筆所接的腳為三極管的基極B，用上

98、述方法測試時其中萬用表的紅表筆接其中一個腳的電壓稍高，那么此腳為三極管的發(fā)射極E，剩下的電壓偏低的那個管腳為集電極C。</p><p>　　如果三極管的紅表筆接其中一個管腳，而用黑表筆測其它兩個管腳都導(dǎo)通有電壓顯示，那么此三極管為NPN三極管，且紅表筆所接的腳為三極管的基極B，用上述方法測試時其中萬用表的黑表筆接其中一個腳的電壓稍高，那么此腳為三極管的發(fā)射極E，剩下的電壓偏低的那個管腳為集電極C。</p&g

99、t;<p><b>　　電容</b></p><p>　　利用數(shù)字萬用表也可觀察電容器的充電過程，這實(shí)際上是以離散的數(shù)字量反映充電電壓的變化情況。設(shè)數(shù)字萬用表的測量速率為n次/秒，則在觀察電容器的充電過程中，每秒鐘即可看到n個彼此獨(dú)立且依次增大的讀數(shù)。根據(jù)數(shù)字萬用表的這一顯示特點(diǎn)，可以檢測電容器的好壞和估測電容量的大小。下面介紹的是使用數(shù)字萬用表電阻檔檢測電容器的方法，對于未設(shè)

100、置電容檔的儀表很有實(shí)用價值。此方法適用于測量0.1μF～幾千微法的大容量電容器。</p><p>　　將數(shù)字萬用表撥至合適的電阻檔，紅表筆和黑表筆分別接觸被測電容器Cx的兩極，這時顯示值將從“000”開始逐漸增加，直至顯示溢出符號“1”。若始終顯示“000”，說明電容器內(nèi)部短路；若始終顯示溢出，則可能時電容器內(nèi)部極間開路，也可能時所選擇的電阻檔不合適。檢查電解電容器時需要注意，紅表筆（帶正電）接電容器正極，黑表筆

101、接電容器負(fù)極。</p><p>　　4.3原件安裝與硬件調(diào)試</p><p><b>　　原件安裝</b></p><p>　　元器件安裝時采用電烙鐵手工焊接方法將元件按電路圖焊接，安裝時應(yīng)注意：本設(shè)計中的照明電路，整流電路，指示燈，延時電路以及觸發(fā)電路中的元件都應(yīng)合理布局。避免焊接時交叉短路以及確保電路板美觀程度。焊接時不要直接焊接芯片，注意

102、錫的用量、確保焊點(diǎn)光滑整潔，節(jié)約資源以及焊接時間不要太長，以免燒壞元器件</p><p><b>　　硬件調(diào)試</b></p><p>　　萬能線路板元件連接成功后，發(fā)現(xiàn)本電路出現(xiàn)以下故障：</p><p>　　故障一：人體觸摸后電路沒有反應(yīng)，電燈不亮。</p><p>　　分析：用萬用表測量各點(diǎn)電壓，發(fā)現(xiàn)各點(diǎn)電壓均正常

103、，懷疑觸發(fā)信號過小電路無法觸發(fā)工作。</p><p>　　解決方案：在555的2腳加入C1815的三極管（放大人體觸發(fā)電流）后電路觸發(fā)能工作，電燈發(fā)亮。</p><p>　　故障二：排除故障一后，發(fā)現(xiàn)人體觸摸觸發(fā)端，電路延時一分鐘左右后繼電器有動作，但是電路仍然工作，電燈依然發(fā)亮。</p><p>　　分析：繼電器動作，但是電路仍然工作，說明繼電器有動作，但斷開后有

104、繼續(xù)閉合，懷疑繼電器斷開瞬間產(chǎn)生的很大電磁干擾，促使觸發(fā)端，接收到高頻信號觸發(fā)，555輸出端繼續(xù)輸出高電平。</p><p>　　解決方案：在觸發(fā)端至地，接一個幾十皮發(fā)的電容，觸摸后，延時一分鐘左右電路斷開，電燈熄滅，電路正常工作。</p><p><b>　　第五章 總 結(jié)</b></p><p>　　觸摸開關(guān)已經(jīng)在早些年就服務(wù)于大眾了，但

105、是對于相關(guān)知識了解甚少。在本次的開關(guān)設(shè)計中，充分運(yùn)用所學(xué)的模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)知識、以及搜集的大量資料。明白了觸摸開關(guān)的基本原理，并且用所學(xué)知識對一些電路圖改進(jìn)，使其性能更加優(yōu)良。</p><p>　　在對觸摸延時開關(guān)分析、制作的過程中，很好的鞏固了之前學(xué)到的模擬電子相關(guān)知識。重新學(xué)習(xí)了整流電路的相關(guān)內(nèi)容，對全波整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路有了更深刻的認(rèn)識，不僅會熟練的運(yùn)用計算公式，而且通過軟件仿真技術(shù)觀察各階段電路

106、的變化，對各階段電路的波形有更形象的體會。</p><p>　　此電路用到了晶閘管的門極觸發(fā)原理，在之前對晶閘管方面的學(xué)習(xí)只是皮毛，樓道觸摸開關(guān)電路的設(shè)計之中又用到了晶閘管的控制機(jī)理。經(jīng)過查閱大量的資料，現(xiàn)在掌握了晶閘管的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、以及管腳判別方法，對以后的電路設(shè)計有很大的幫助。</p><p>　　為了使觸摸開關(guān)電路的設(shè)計更為直觀，在設(shè)計過程中用到了很多次計算機(jī)仿真技術(shù)。從對系

107、統(tǒng)整體電路的仿真，到各單元電路的仿真，都做了詳細(xì)的數(shù)據(jù)、波形、效果記錄。經(jīng)過計算機(jī)仿真對電路功能的實(shí)現(xiàn)，做出了觸摸開關(guān)的實(shí)際產(chǎn)品，對動手實(shí)踐方面有了很大的提高。</p><p>　　因?yàn)樗鶎W(xué)知識、能力和水平所限，在本次觸摸開關(guān)的設(shè)計過程中可能存在很多疏漏、欠妥和錯誤之處，希望能夠多加指正，以便以后不斷改進(jìn)。</p><p><b>　　致  謝</b><

108、;/p><p>　　這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，是所有曾經(jīng)指導(dǎo)過我的老師、幫助過我的同學(xué)和一直支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵的結(jié)果。我要在這里對他們表示深深的謝意！</p><p>　　首先，要特別感謝我的指導(dǎo)老師XX。XX老師在我畢業(yè)論文的撰寫過程中，給我提供了極大的幫助和指導(dǎo)。從開始選題到中期修正，再到最終定稿，XX老師給我提供了許多寶貴建議。XX老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度

109、，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物和為人處世的道理。</p><p>　　其次，要感謝***校區(qū)所有曾經(jīng)給我們XXX班任課的老師，老師們教會我的不僅僅是專業(yè)知識，更多的是對待學(xué)習(xí)、對待生活的態(tài)度。</p><p>　　第三，感謝我的父母親，你們是我力量的源泉，只要有

110、你們，不管面對什么樣的困難，我都不會害怕，謝謝你們對我的支持與鼓勵！</p><p>　　第四，感謝我的室友及其他好友，因?yàn)橛心銈兊膸椭?，我的論文得以順利完成。感謝你們，大學(xué)三年給我了那么多的幫助與鼓勵，在我不開心的時候，總能讓我開心起來。不會忘記，大學(xué)三年里我們一起度過的歡樂時光，那些開心的日子，總是那么令人難以忘懷。</p><p>　　最后對老師，同學(xué)和家人再次致以我最衷心的感謝！教