激光圖案控制

1、-作者xxxx-日期xxxx激光圖案控制【精品文檔】激光圖案控制電路14344024 陶禹良1、 實驗目的本實驗通過對激光圖案控制電路的焊接，熟悉并了解這種電子元器件，熟練掌握電路焊接的基本技巧和電路的布局方式，鍛煉排查故障的能力，增加對電子技術的了解。2、 實驗原理激光圖案發(fā)射儀是由氦氖激光管、高壓電路、兩個小電機和控制電路組成。激光管在直流高壓（幾千伏）的作用下，發(fā)射激光，射到其中一個小電機的鏡片上再反向到另一個小電機的鏡片上，然后再反射出去。根據(jù)兩個小電機轉動的速度比不同，就會形成不同的圖案，我們要設計的控制電路就是控制兩個小電機的轉動速度比。1. 電機轉速控制電路的設計思路要使電機轉動

2、就得有驅動電路；要使電機轉速不同，即要求驅動電壓不同，因此就得有分壓電路；要使激光管的激光有多個圖案，就得有多路分壓，因此就要有多路輸出的脈沖分配器；脈沖分配器需要輸入信號，若要自動改變激光圖案，就要應用一個多諧振蕩器作信號源；若用聲音控制圖案變化，就得用拾音機把聲音信號轉變?yōu)殡娦盘枺缓蠼?jīng)過放大器放大，再整形為脈沖信號傳輸?shù)矫}沖分配器；若要增加激光圖案，可用一個簡單的方法：控制其中一個小電機可正轉、反轉，這樣激光圖案數(shù)量就會增加一倍，因此就得用一個控制電機反轉電路；為提供上述各部分電路的工作電壓，就需要一個直流穩(wěn)壓電源。根據(jù)上述內容可以畫出控制電路原理圖圖12. 控制電路各部分的設計1） 直

3、流電源采用15V交流電源作為輸入，經(jīng)過橋式整流器使波形全部變?yōu)檎?，載經(jīng)過7812的整流作用和電容低通高阻的特性，最終輸出12V穩(wěn)恒直流電壓。電路圖如下 圖22）自動振蕩器該電路采用555集成塊，該電路設計主要根據(jù)振蕩頻率選擇電阻電容參數(shù)，其頻率視激光圖案變化時間間隔而定通常要求約10s變化一次。電路圖如下圖33） 脈沖分配器該電路根據(jù)需要脈沖圖案的個數(shù)而決定，可用十進制計數(shù)分配器4017集成塊。實驗中使用3,2,4,7高電平有效輸出端口，并且將10端口連接15端口”Reset”，構成四進制計數(shù)器，當3,2,4,7為高電平時，對外輸出12V電壓。電路圖如下圖44） 分壓電路分壓電路由兩路組成，

4、一路電壓為固定值，另一路電壓可用電位器調節(jié)。當兩電機的轉速比為整數(shù)使，輸出的激光圖案穩(wěn)定。當3,2,4,7為高電平時，對應的那一路二極管會導通，電路電路就會選擇這一路的分壓比，進而分為兩路送到驅動電路，對于其他情況同理，一共4個。電路圖如下圖55） 驅動電路分壓后的兩路信號送到324進行放大和整流，固定端送到下方的放大器中，經(jīng)過集成運放和晶體管放大電路送到M2接口，另一路送到上方的放大電路中并將輸出送到繼電器中進行電壓反轉操作。其中兩個三極管5609對電流其兩級放大作用，并聯(lián)起來是為了保證電路的穩(wěn)定性和對稱性。電路圖如下圖66） 控制電機反轉電路該電路用D觸發(fā)器、三極管和繼電器構成。4013是

5、一個雙D觸發(fā)器，當4017的3腳電平變化的時候，D觸發(fā)器都發(fā)生變化，使4013的1腳電平狀態(tài)發(fā)生變化，然后引發(fā)繼電器的開合狀態(tài)的變化。因為兩個繼電器是1的常開端和2的常閉端。故當繼電器的狀態(tài)發(fā)生變化時，可使電機接口M1的電平狀態(tài)發(fā)生翻轉。這樣利用一個4013使電機發(fā)生反轉，就可使原來4017的4路輸出的基礎上產生8個不同圖形。電路圖如下圖77） 放大電路、整流電路和拾音器在聲控模式下由4017提供觸發(fā)源。咪頭接收聲波，并產生脈沖電流，經(jīng)過324二級放大產生較大電流，再通過555集成塊整形為矩形波。同時拾音器的靈敏度可以通過調節(jié)電位器的阻值進行調整。電路圖如下 圖83、 實驗內容1. 設計布局并

6、焊接電路按原理電路圖上的標示的器件，將實物器件分辨出來，尤其要注意電阻阻值、二極管的正反方向、電容的正反方向。在進行焊接之前進行合理布線。首先是直流電源的布線，盡可能將其分布在一角，將地線橫貫電路板中間，而把火線分布在電路板四周，因為之后的每一部分電路都需要直流電源，這種分布方式可以使各組分可以較容易連接到直流電源，為接下來的布線提供方便。之后按照各組分的作用順序依次布線，每布完一部分后再將此部分焊接，然后進行檢測，各組分的位置盡量讓各組分之間的連接變得方便。對于元件的放置，盡量在柵格上并且相互平行或垂直排列，輸入和輸出元件盡量遠離。連接元件的導線要沿柵格放置，盡量不要斜著連接，同時導線盡可能

7、拉直，在保證美觀的同時防止導線與路徑周圍的元件和導線有接觸。2. 電路調試和故障排除電路焊接完成后裝上所有芯片，檢測接口M1和M2的電壓變化，M1應當是在兩個值之間跳動，而M2是在4個值之間跳動。電壓無誤后將接口M1和M2接到電機上，接上15V交流電源，打開氦氖激光管先調到自動擋，會發(fā)現(xiàn)每隔8s圖案發(fā)生一次變化，一共有8個圖案，再調到聲控擋，每敲擊一次咪頭圖案發(fā)生一次變化，一共有8個圖案。如果在檢測電壓時不滿足條件，需要進行故障排除。首先檢查電路布線是否有誤，需要對每一條線進行追蹤，一般情況下會在此步發(fā)現(xiàn)電路中少接入元件、少焊一條線、元件接入錯誤等問題。有幾個極容易錯誤的地方：（1）電路中的地

8、線沒有接入；（2）繼電器的焊腳與電路圖中的標示不同，容易焊錯；（3）三極管在沒有標示的情況下容易焊錯；（4）二極管和電解電容的接入方向發(fā)生錯誤；（5）芯片焊接由于相鄰端點距離很近，容易出現(xiàn)短接。4、 實驗結果電路焊接完成后裝上所有芯片，檢測接口M1和M2的電壓變化，M1應當是在兩個值之間跳動，而M2是在4個值之間跳動。電壓無誤后將接口M1和M2接到電機上，接上15V交流電源，打開氦氖激光管先調到自動擋，會發(fā)現(xiàn)每隔8s圖案發(fā)生一次變化，一共有8個圖案，再調到聲控擋，每敲擊一次咪頭圖案發(fā)生一次變化，一共有8個圖案。5、 實驗心得和建議通過本課程的學習，對各種元件有了一些基礎認識，提高了動手能力，同時學會了電路板的布局和焊接技巧，另外對電路的調試和排查故障的能力得到很大提升。對課程的建議有