1、项目四项目四 制作熄火报警电路制作熄火报警电路任务任务1 认识光敏器件认识光敏器件任务任务2 学习反馈与振荡学习反馈与振荡操作指导操作指导看一看看一看:熄火报警电路的实物示意图 熄火报警可应用于对光照有、无的检测，并在无光照射时实现自动报警，所以又称为无光报警电路。用于冶炼行业可作为炉膛熄火报警装置a）实物示意图 b）组成框图图4-1 熄火报警电路电路由两部分组成 报警电路：报警电路：由两只晶体管及其它元件构成振荡报警电路，直接驱动扬声器发出报警声。光控开关：光控开关：由光敏晶体管等元件组成光控开关。元器件选择序号分类名称型号规格数量1VT1光敏晶体管3DU12VT2晶体管901113VT3、
2、VT5晶体管901324VT4晶体管3AX8115R1电阻47K16R2电阻1K17RP电阻100K18C1电容100F/10V19C2电容0033F110BL扬声器8 0.25W 111G干电池15412其他连接线、万能板或印制电路板表表4-1 4-1 元器件明细表元器件明细表任务任务1 认识光敏器件认识光敏器件一、了解功能一、了解功能1.常用的分立光敏器件图形符号2.认识功能观察有无光照时灯泡的变化将三个元件分别接入二、工作原理 1.光敏二极管光敏二极管（光电二极管）它工作在反向电压下，是一种光电转换器件。光照时供给晶体管的基极电流较大，晶体管VT饱和，JD继电器线圈得电吸合，开关触点接通
3、，灯泡亮。反之，无光照时VT 截止，开关触点断开，灯泡灭。2.光敏晶体管光敏晶体管内部结构可等效成图4-3所示形式。3.光敏电阻光敏电阻 主要特性是：主要特性是：无光照时暗电阻较大，在1.5M以上；有光照时电阻可下降至几千欧姆以下。123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:19-Feb-2008Sheet of File:D:MyDesign.ddbDrawn By:只有两个电极，即发射极和集电极图4-3使用时同普通晶体管一样，集电极与发射极间要施加正确的工作电压。学习要点 光敏元件主要是利用其对光的敏感性工作的。使用时要注意它的工作条件
4、：1光敏二极管工作在反向电压下，无光照时其反向电流很小或接近为零。2光敏晶体管两电极间和普通晶体管所加电压极性相同。3光敏电阻所加电压不分极性。任务任务2 学习反馈与振荡学习反馈与振荡一、连接振荡电路一、连接振荡电路 a）原理图 b）印制板图图4-5振荡电路原理图及印制板 将元件正确地焊接在印制板上，按下按钮，扬声器就会发出“笛”“笛”的报警声。二、工作原理1.主要元件作用主要元件作用 R3是偏置电阻是偏置电阻，它保证两只晶体管静态时工作在放大状态。R4与与C3的串联电路的串联电路一端连着输出回路，一端连着输入回路，它可以把输出的信号返送至输入端，这样的电路称为反馈电反馈电路。路。反馈定义：反
5、馈定义：把放大电路输出的一部分或全部返送到输入端的过程称为反馈反馈。2.振荡电路组成框图：振荡电路组成框图：包括两部分 放大电路 反馈电路 放大倍数：放大倍数：；反馈系数：反馈系数：3.电路的振荡过程是：电路的振荡过程是：当开启电源瞬间，晶体管各极电压和电流将由无到有并增大。假设VT3的基极电位升高，则有：通过反馈过程，振荡幅度不断增大，最终受晶体管及电源的限制，使输出限制在一定幅度上。ioUUA ofUUF（VT3）Vb3 Vc3 Vb4 Ib4 Ic4 Vc4 Vb3 通过反馈电路后 4.正反馈与 负反馈（1）定义：）定义：我们把这种输出信号反馈到输入端后对放大器的净输入信号有增强作用的反
6、馈称为正反馈正反馈；反之，有削弱作用的反馈称为负反馈负反馈。（2）判断方法：）判断方法：一般用瞬时极性法。（3）举例：）举例：1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:19-Feb-2008Sheet of File:D:MyDesign.ddbDrawn By:R2VT1VT2BL3VR1C1.先假设输入端为+2VT1放大后反相为-4.经R2、C反馈后反馈信号为+3VT2放大后为+加在VT1管BE间的信号为两信号之和反馈信号与输入信号相位相同为正反馈+_+（4）反馈信号与输入信号作用的四种情况）反馈信号与输入信号作用的四种情况 a）正反馈 b）
7、负反馈（5）振荡电路稳定振荡必须满足如下两个条件：）振荡电路稳定振荡必须满足如下两个条件：）相位平衡条件：）相位平衡条件：指反馈信号必须与输入信号同相位，即反馈极性必须是正反馈。）幅度平衡条件：）幅度平衡条件：AF=1。若AF1，电路将不能振荡。多用于振荡电路主要用在放大电路中用来改善电路的性能学习要点：学习要点：1振荡电路由放大电路和正反馈电路组成，若要构成正弦振荡还应有选频电路。2分析判断维修振荡电路要检查偏置电路是否正确，工作状态是否正常，反馈极性是否正确。3稳定振荡的两个条件，即相位平衡条件和幅度平衡条件。想一想：分析图4-9 所示两个电路能否振荡 解：对于49a图）首先看偏置电路是否
8、合理。该电路设计合理，只要R1参数合适，晶体管能正常工作。）用瞬时极性法判断是否满足正反馈。电路中R2与为反馈元件。经判断满足正反馈。因此该电路可以振荡。解：对于49b图该电路偏置合理，并满足正反馈，可以振荡。1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:19-Feb-2008Sheet of File:D:MyDesign.ddbDrawn By:R2R1CVT2VT1+_+123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:19-Feb-2008Sheet of File:D:MyDesign.dd
9、bDrawn By:Rb2ReRb1CbCeCVTVCC+_ 正弦波振荡器 图4-11是几种常见的正弦波振荡电路 a）b）c）d）123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-Mar-2008 Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:R1Re2Rc2Rc1C3VT2+VCC+Rb12Rb11C4Rb21Rb22Ce2VT1C5Re1RfC2C1R2123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-Mar-2008 Sheet of File:
10、D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:MRb2ReRb1CbCeCVTVCC_+_L1N1L2N2L3N3UiUfUo+RL1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:9-Mar-2008 Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:VCC.Rb1Rb2CbReVTCL1L2123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:9-Mar-2008 Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:RPVT
11、1VT243K9.1K4.3K4.3K1.5K0.1uF0.1uF+_+10VUoBC 图图4-11 a所示为所示为RC振荡器又叫单臂电桥振荡器。振荡器又叫单臂电桥振荡器。它由VT1、VT2两级共射极放大电路和R1、C1、R2、C2串并联电路构成的具有选频功能的反馈网络组成。当R1=R2R；C1=C2C时，串并联电路的幅频特性和相频特性如图 4-12 b、c所示）串并联电路）幅频特性）相频特性4-12 RC串并联电路的幅频特性和相频特性RCfo21 图图4-11 b、c所示为所示为LC振荡器。振荡器。其放大电路均采用了共射极放大电路，所不同的是集电极电阻换成了的并联电路，这就构成了具有选频功能
12、的调谐放大电路。图图4-11 d所示为石英晶体振荡器。所示为石英晶体振荡器。）图形符号）内部结构 ）实物外形图4-15石英晶体振荡器外形及图形符号LCf210 石英晶体压电效应和压电谐振：石英晶体压电效应和压电谐振：如果在石英晶片两电极间加上直流电压，晶体将产生机械形变；反之，如果在晶片上施加机械压力，晶片表面会产生电荷。这种现象称为晶体的压电效应晶体的压电效应。在一般情况下，这种机械振动和交变电场幅度是极其微小的，只在外加交变电压的频率等于石英晶片的固有振动频率时，振幅才会急剧增大，这种现象称为压电谐振压电谐振。其体积越小，谐振频率越高。石英晶体的等效电路和频率特性如图石英晶体的等效电路和频
13、率特性如图4-16所示所示图4-11 d所示电路为串联型石英晶体振荡器。S是串联谐振电路的频率P是并联谐振电路的谐振频率 石英晶体振荡器的实用电路有两种类型：石英晶体振荡器的实用电路有两种类型：一类是串联型一类是串联型 另一类是并联型另一类是并联型并联型石英晶体振荡器并联型石英晶体振荡器操作指导操作指导 1.认识熄火报警电路的结构与工作过程认识熄火报警电路的结构与工作过程工作过程：工作过程：由VT4、VT5及其他它元件构成振荡报警电路。R3和C2构成正反馈电路。只要接通电源，不需外加输入信号，便能产生一定频率、一定波形的交流信号输出，并推动扬声器发出声音报警，改变电容C2的参数可改变音调。由光
14、敏晶体管VT1和晶体管VT2、VT3等元件组成光控开关。当无光照时，VT3饱和导通，振荡电路得电报警；有光照时VT3截止，报警停止。1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:9-Mar-2008 Sheet of File:D:wengaoMyDesign.ddbDrawn By:RPEVT2VT3VT5VT4R3C1C2R2R1VT1BL改变光控灵敏度 2.安装电路安装电路1）按图4-18连接电路，电路板可用万能板或印制板。2）元件选择见表4-1，先进行数量及型号核对，再进行元件检测、整形，并做好记录。3）焊接与连线，如图4-18 a所示，电
15、路元件采用卧式安装。3.调试与检测电路调试与检测电路（1）通电前检查）通电前检查 认真检查装配电路，若采用图4-18 b)印制板参考图，应将A、C断口焊好，确认无误后方能加电调试。（2）调测分两步进行）调测分两步进行1）先临时短路VT3的集电极和发射极，然后加入直流电源，扬声器若发出“笛笛”的声音为正常。若不响可先断开C2，再检查VT4、VT5各电极电位，正常情况晶体管应工作在放大状态，如不正常，通过改变R1的阻值达到要求。然后焊好C2，即可正常。2）去掉短路线，用白炽灯照射光电晶体管，扬声器应不响，如响可调节RP使声音停止。然后用黑胶布盖住光敏三极管，喇叭发出报警声。反复调节几次使其灵敏度满足要求。（3）数据测量与波形观察）数据测量与波形观察表4-2各晶体管三个电极的电位电位/V晶体管报警时不报警时测试中出现的故障及排除方法VeVbVcVeVbVcVT1VT2VT3VT4VT54.训练与思考 1）根据测得的数据，分析VT2、VT3两只晶体管在两种情况下的工作状态。2）VT4、VT5在两种情况下的电压是不同的，但在报警状态下测出的并不是晶体管的实际静态值，该情况对实际有什么提示作用？VT1集电极电位在两种状态下的电压变化是什么原因引起的？在无光照时，断开C2或更换不同参数的电容，观察报警器的声音变化，并分析原因。4）感兴趣的同学还可以分别断开A或C点，并观察现象、分析原因。
