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摘要: 电路图简介: 春节燃放烟花爆竹是我国老百姓的传统习俗。这里介绍的电子爆竹非常有趣:当你按下爆竹顶端的小型按钮开关时,它便会发出长约20s的“噼噼 ——啪啪——”爆竹声来。这种新颖的电子“爆竹”与传统火药爆竹相比较,具有安全、无污染、可重复使用等特点,是逢年过节喜庆时的理想电子小装置。
春节燃放烟花爆竹是我国老百姓的传统习俗。这里介绍的电子爆竹非常有趣:当你按下爆竹顶端的小型按钮开关时,它便会发出长约20s的“噼噼 ——啪啪——”爆竹声来。这种新颖的电子“爆竹”与传统火药爆竹相比较,具有安全、无污染、可重复使用等特点,是逢年过节喜庆时的理想电子小装置。
一、工作原理
电子爆竹的电路如图所示。它主要采用了模拟声集成电路A,所产生的爆竹声十分逼真,可以达到以假乱真的地步。
SB为小型按钮开关,起触发A内部电路工作的作用。平时,电路处于静态不工作状态,整个电路耗电十分微小,实测总电流仅为1μA左右。每当有人按动一下SB时,A的触发端TG就会获得正脉冲电信号,A内部电路受触发工作,其输出端OUT便会输出一遍长达20s的内储模拟爆竹声电信号,经晶体三极管VT功率放大后,推动扬声器B发出响亮的爆竹声。
电路中,R1是A的外接振荡电阻器,其阻值大小影响爆竹声的速度快慢和音调高低。电容器C主要用于滤去模拟声集成电路A所输出信号中一些不悦耳的谐波成分,使爆竹声更加清脆响亮。电阻器R2主要起限流作用,可有效防止个别β值过高的功率放大三极管产生自激现象。
二、元器件选择
A选用KD-5601型模拟声集成电路,它采用黑胶封装形式制作在一块尺寸约为23mm&TImes;14mm的小印制电路板上,并给有外围元件焊接脚孔,使用很方便。KD-5601的主要参数:典型工作电压为3V,触发端允许输入电压范围VSS-0.3~VDD+0.3V,音频输出端驱动电流≥1mA,静态耗电 ≤1μA,使用温度范围-10℃~60℃。
VT选用9013或3DG12、3DX201、3DK4型硅NPN中功率三极管,要求电流放大系数β>100。
R1、R2均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C用CT4D型独石电容器。B用φ29mm&TImes;9mm、8Ω、0.25W超薄微型动圈式扬声器,以减小体积、方便安装。
SB可用6mm&TImes;6mm小型轻触开关,亦可用KAX-1型按钮开关。G用两节5号干电池串联(须配塑料电池架)而成,电压为3V;如嫌扬声器发声小,可将电压提高到4.5伏,即用三节5号干电池串联后供电。
光电隔离介绍
光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。
这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。
图1.光电隔离器工作原理
由于光耦合器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。所以,它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加计算机工作的可靠性。
光耦合器的主要优点
信号单向传输,输入端与输出端完全实现了电气隔离隔离,输出信号对输入端无影响,抗干扰能力强,工作稳定,无触点,使用寿命长,传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件,现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离 、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中,利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路,通过调节控制端电流来改变占空比,达到精密稳压目的。
光电隔离电路的作用
是在电隔离的情况下,以光为媒介传送信号,对输入和输出电路可以进行隔离,因而能有效地抑制系统噪声,消除接地回路的干扰,有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等好处,使其在强-弱电接口,特别是在微机系统的前向和后向通道中获得广泛应用。
图2. 光电隔离器应用
电压、电流、温度、压力、应力及流量等测量是工业及过程控制应用中的重要组成部分。此类应用环境常会涉及危险级电压、瞬态信号、共模电压及不稳定地电位,可能会损坏测量系统,降低测量精度。为了克服以上缺陷,工业应用中的测量系统设计会加入电气隔离。本白皮书集中讨论模拟测量中的隔离,解答隔离应用中的常见问题,还将涉及不同隔离方式的技术实现。
实现隔离的方法
隔离要求信号通过隔离阻障传输,不能有直接电气连接。常用的非接触式信号传输器件有发光二极管(LED)、电容、电感等。此类器件的基本原理即是最常见的三种隔离技术:光电、电容、及电感耦合。LED能在通电时发光。光电隔离利用LED与光电探测设备实现隔离阻障,通过光来传输信号。
光电隔离电路
光电探测设备接受LED发出的光信号,再将其转换成原始电信号。光电隔离是最常用的隔离方法。使用光电隔离的优势是能够避免电气与磁场噪声。而缺点则是传输速度受限于LED的转换速度、高功率散射及LED磨损。
型号 | 厂商 | 价格 |
---|---|---|
EPCOS | 爱普科斯 | / |
STM32F103RCT6 | ST | ¥461.23 |
STM32F103C8T6 | ST | ¥84 |
STM32F103VET6 | ST | ¥426.57 |
STM32F103RET6 | ST | ¥780.82 |
STM8S003F3P6 | ST | ¥10.62 |
STM32F103VCT6 | ST | ¥275.84 |
STM32F103CBT6 | ST | ¥130.66 |
STM32F030C8T6 | ST | ¥18.11 |
N76E003AT20 | NUVOTON | ¥9.67 |