武汉理工大学《模拟电子技术》课程设计说明书

1 理论分析

由电路原理图分析可知，声光控制路灯电路，包含了声音放大电路原理，光敏电阻的相关知识，以及稳压电路的相关理论，和可控硅电子开关等一系列的综合理论知识，现对部分理论知识作出相关分析。

1.1 放大电路的基本形式和放大作用

基本放大电路时放大电路中最基本的结构，是构成复杂放大电路的基本单元。基本放大电路一般是指由一个三极管或场效应管组成的放大电路。从电路的角度来看，可以将基本放大电路看成一个双端口网络。放大的作用体现在如下方面：

（1）放大电路主要利用三极管或场效应管的控制作用放大微弱信号，输出信号较输入信号在电压或电流的幅度上得到了放大，输出信号较输入信号的能量增大；

（2）输出信号的能量实际上是由直流电源提供的，只是经过三极管的控制，使之转换成输出信号能量，提供给负载。所以三极管或场效应管实质上是实现了能量控制与转换；

（3）输出信号与输入信号始终保持线性关系，要求信号的放大不能失真，即线性放大，放大电路的三极管和场效应管，必须工作在线性区；三极管工作在放大区，场效应管工作在饱和区。

1.2 稳压二极管工作原理

稳压二极管是一个特殊的面接触型的半导体硅二极管，其V-A特性曲线与普通二极管相似，但反向击穿曲线比较陡，稳压二极管工作于反向击穿区，由于它在电路中与适当电阴配合后能起到稳定电压的作用，故称为稳压管。

稳压管反向电压在一定范围内变化时，反向电流很小，当反向电压增高到击穿电压时，反向电流突然猛增，稳压管从而反向击穿，此后，电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端的电压的变化却相当小，利于这一特性，稳压管就在电路到起到稳压的作用了。而且，稳压管与其它普通二极管不同之处是其反向击穿具有可逆性的，当去掉反向电压稳压管又恢复正常，但如果反向电流超过允许范围，二极管将会发热击穿，所以，与其配合的电阻往往起到限流的作用。

稳压二极管(又叫齐纳二极管)，此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很少的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管

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主要被作为稳压器或电压基准元件使用。因此，稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压。

1.3 光敏电阻工作原理

光敏电阻式采用半导体制作，利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。

光敏电阻的工作原理。用于制作光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。

光敏电阻原理。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。

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2 设计原理

2.1 声光控制路灯电路原理图

图2.1.1 声光控制路灯电路原理图

2.2 原理说明

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图3.1.1 声光控节电路灯电路原理图

3.2 电气规则检查和生成网络表

当整个电路设计完成以后，要进行ERC检查。主要是检查电路图中是否有电气特性不一致的情况，如元件的序列号重复，出现两个R1等，ERC检查依据问题的严重性分别以错误(Error)或警告（Warning）信息来提示用户。

选择TOOLS菜单下的ERC项，在弹出的对话框中直接点击OK键即可进行ERC检查。ERC检查报告生成sheet1.ERC文件，提示没有任何错误。

网络表非常重要，它是PCB中自动布线的灵魂，也是原理图设计软件SCH与印刷电路板软件PCB之间的接口。所以必须生成网络表。选取设计菜单下的creat netlist选项，弹出对话框，直接点击OK键即可生成网络表文件sheet1.NET.

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