loading12级电科专业《专业实验》安排表（2015下半年）
内容 班级 电科121 电科122 太阳能电池特性研究 黄瑞强 12周3 202 13周3 202 PN结特性 叶会亮 8周3 101 9周3 101 导热系数 罗 飞 11周3 205 12周3 205 二阶电路 邹文强 9周3 103 8周3 103 电源特性 邹文强 16周3 103 15周3 103 声光电路 黄瑞强 15周3 207 16周3 207 数字万用表 刘燕勇 13周3 205 14周3 205 光电传感器 刘志勇 10周3 303 11周3 303 说明：14周3 （上课时间为第14周星期3；上课地点为物理实验室103教室。） 103
每一时间段实验为4学时，下午上课时间：14:30-17:30 每次实验上课前需认真预习相关实验内容并写好预习报告 每位学生准备8张16开实验报告纸，8张32开原始记录纸。 讲义份数：导热系数？份, 电源特性？份, 声光电路？份。 所开设实验的房间管理由各位老师自己承担。
理学院物理实验室 2015.09.06
实验三 声光控制电路特性的研究实验
声光双控延时开关不仅适用于住宅区的楼道中的路灯，而且也适用于工厂、办公室、教学楼等公共场所，它具有体积小，外形美观，制作容易，工作可靠等优点，而且降低能耗，节约能源，注重环保是当今世界的主潮流。此外，它在工业控制和智能家电方面也具有重要的应用。因此，对声光延时电路特性的研究对提升声光延时控制开关的性能具有重要意义。然而，目前常用的声光延时电路特性实验装置一般采用220V高压电，学生实验安全性较差。此外，因光敏电阻特性差异造成的整体电路的稳定性较差。本实验基于低压电源，分析测量声光控制电路的基本特性。 【实验目的】
1、了解与非门逻辑电路基本原理和其在放大电路中的应用； 2、掌握声音控制和光敏控制电路的基本工作原理和特性；
3、设计出一种稳定性和灵敏度好的声光控制灯电路，并测定其基本特性。 【实验仪器】
声光控制电路特性实验仪、数字示波器、数字万用表等 【实验准备知识】
1、 声光控制电路基本原理分析
本实验电路主要由以下模块组成：降压单元、整流滤波单元、声控单元、光敏组件、信号放大单元、延时单元、触发单元等模块组成。 降压 电路整流滤 波电路 声控 单元 放大 电路 光敏 电路 延时 电路 受控 单元 （1） （2） （3） （4）
降压单元：采用降压变压器，将220V交流高压电转化成12V低电压。 整流滤波单元：通过4个二极管D1-D4构成的全波整流电路和由RC构成
的滤波电路，将交流电压变成安全的直流电压给声光控制电路提供工作电压。
声控单元：由驻极体话筒将声音信号转化成电信号。
光敏组件：由光敏电阻RG和分压电路R5，R6，RW1构成，将光强信号
转化成电信号。通过调节RW1可分析不同的光敏电阻下声光控制电路的灵敏度等特性。
（5） （6）
信号放大单元：利用与非逻辑门和反馈电阻R4，将较微弱的驻极体产生
的信号进行放大，以推动触发延时电路工作。
触发延时电路：由电阻R7a、R7b、R7c、R7d、电容C4和逻辑门U5组成，
用于放大电路输出的电压去推动触发延时电路工作，以控制受控开关闭合时间，达到控制受控元件时间长短的目的，实现声光控制。
图2声光控制电路实验接线图
电路图说明：
本实验装置主要电路为：由D1～D4组成的桥式整流电路，将变压器降压后的交流12V电压转化为直流电压后，经R1降压，C1滤波，得到约5V的直流电压供IC和MK等工作，R3为MK提供偏置电压，R4为使IC1工作于放大状态，由于IC1与IC2相连，所以IC2也工作在放大状态，C2和C3为耦合电容。R6与RW1串联后再与光敏电阻RG并联，再通过R5对IC2输出的信号进行分压，以触发非门IC3，IC4，IC5，IC6工作，D6向C4单向充电，R7a、R7b、R7c、R7d和C4决定延时长短，R8和C5使IC6翻转关断。单向可控硅受IC6输出电平的触发控制，R2为限流保护电阻。
光线明亮，光敏电阻RG的阻值小，IC3输入电位很低，即使MK送来的声音电信号经过放大后也不足以使IC3输入端成为高电平，最终IC6输出为低电平而不能触发可控硅G，灯不亮。
光线暗，光敏电阻RG的阻值较大，IC3输入端对地电阻使其输入端的电位为低电平的范围的某一固定值。由MK送来的声音电信号经过放大后(其放大倍数由电阻RW4确定)与IC3输入端固定电平值叠加后使IC3输入端出现高电平，而最终使IC6输出高电平，触发可控硅G，灯亮。此时IC4输出的高电平迅速通过D5对C4充电，达到某一高电平值。之后选取C4a或C4b或C4c通过R7a、R7b、R7c、R7d放电。由于R7a、R7b、R7c、R7d阻值很大，放电速度很慢，以致IC5输入端能够维持一定时间高电平，IC6出维持可控硅G导通所需触发电平值，从而保持一定的受控时间，时间长短可以由C4与R7（R7a~R7d）的乘积调节。
元件参数：R1=180KΩ 、R2=100Ω 、R3=4.7KΩ 、R4=100K+330KΩ(电位器)、R5=27KΩ、R6=100KΩ、RW1=120KΩ、R7a=5.1MΩ、R7b=5.1MΩ、R7c=5.1MΩ、R7d=5.1MΩ,RG：光敏电阻、C1=100μF、C2=0.1μF、 D5: IN4148 、 C3=330PF 、C4=1μF /16V、C5=1μF /16V、 IC : 4069 、D1~D4: IN4007 MIC 磁极性话筒 【实验内容提示】
1、 声音控制电路灵敏度的调节与特性分析。
通过调节电位器R4W的电阻值，改变由与非门U1构成的放大电路的放大倍数，从而调节声音控制的灵敏度，利用示波器测量U1的输出端13测量孔的信号波形。观察其随声音大小变化以及R4W变化时的波形变化情况。4069与非门逻辑电路的特性分析
通过测量有声有光、无光时各与非门输出端的电压值，确定声光控制电路电平逻辑关系。 2、 光敏控制电路的特性测量
测量有光、无光时对应的光敏电阻上的电压变化情况，通过改变电位器RW1，观测光敏开关的灵敏度。 3、 时延电路的特性分析
观察接入不同电阻R7时，灯亮到灯灭所需的时间长短。 4、 与非门逻辑电路原理分析
通过测量各与非门输入输出的电压，分析与非门逻辑电路的工作原理。 【实验结果分析与思考】 1、放大电路的设计：
连接实验点10、11，放大电路反馈电阻R4、R4W。分别改变R4W到合适的阻值使得电路控制开启的最小幅值为3.0V，最大幅值为9.0V。用万用表测量其电阻大小，用示波器观测振荡信号、绘制其波形，观测U1、U2输出端的幅值与波形。 2、光控电路的设计：
光控电路由RG、 R6、 RW1及U3、U4等组成。实验时改变RW1的大小，使RG在正常光线与遮光时能正常开启工作，用万用表测量R4、RW1、RG的阻值用示波器观测U3、U4输入端与输出端各点的波形并绘制。 3、延时控制电路的设计
延时电路由R7、C4、U5、U6等组成，设计时改变R7的阻值并用万用表测量其大小得到不同的延时，记录下延时开关时间，用示波器观测U5输入端与输出端、U6输出端的波形并绘制。
4、连接线路，设计一种放大端信号最小幅值为5.0V，开启频率为200-2000HZ，延时时间为12S的声光控制电路。
5、简述晶闸管（可控硅）开关电路的工作原理。用万用表测量控制端导通时的电压与电流的幅值，用示波器观测可控硅触发信号、可控硅振荡触发信号波形。
6、在实验时你设计的声光控制电路如果无法工作，请分析是什么原因造成的，你是如何解决问题的？
声光控制电路特性的研究实验
数据原始记录纸
姓名 学号 班级
1、在交流16V的情况下： 桥式整流滤波之后输出： 分压整流滤波之后输出： 2、在RW1最大的情况下： 光敏电阻： 暗阻 亮阻 3、振荡频率 4、出发信号频率 5、触发电平
6、延迟电路最大电压 小灯泡熄灭时电压 7、延迟时间：
教师签名： 实验日期：