畢業(yè)論文非觸摸式紅外電子功放

1、西 南 交 通 大 學 畢業(yè)設(shè)計（論文）非觸摸式紅外電子功放年 級: 2004級 學 號: 20040303110 姓 名: 趙國強 專 業(yè): 應(yīng)用電子 指導老師: 張清枝 二零零七年四月院 系 應(yīng)用技術(shù)學院 專 業(yè) 應(yīng)用電子 年 級 2004級 姓 名 趙國強 題 目 非觸摸式紅外電子功效 指導教師 ：張清枝 評 語 指導教師 (簽章)評 閱 人評 語 評 閱 人 (簽章)成 績 答辯委員會主任 (簽章) 年 月 日 畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書班 級 （2）班 學生姓名 趙國強 學 號 20040303110 專 業(yè) 應(yīng)用電子 發(fā)題日期：2007年4 月20日 完成日期：2007年5月10日

2、題 目 非觸摸式紅外電子功效 題目類型：工程設(shè)計 技術(shù)專題研究 理論研究 軟硬件產(chǎn)品開發(fā)一、 設(shè)計任務(wù)及要求要求同學在教師指導下，獨立完成一項給定的設(shè)計是任務(wù)，繪制要求的作品。通過對非觸摸式紅外電子的設(shè)計，完成整個方案的構(gòu)思、設(shè)計和效果圖繪制等設(shè)計全過程工作，要求同學能綜合應(yīng)用三年所學的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，開拓思路，展現(xiàn)才略，做到方案設(shè)計新穎，技術(shù)處理符合實際，能熟練制圖及靈活表現(xiàn)，鞏固所學專業(yè)知識，掌握設(shè)計方法和技巧。 二、 應(yīng)完成的硬件或軟件實驗調(diào)試電路；音效實驗；電路實驗；音量控制實驗； 三、 應(yīng)交出的設(shè)計文件及實物（包括設(shè)計論文、程序清單或磁盤、實驗裝置或產(chǎn)品等）反射式紅外傳感器；SC

3、9153；PT2389；CD4066；雙穩(wěn)態(tài)開關(guān) 四、 指導教師提供的設(shè)計資料主控制芯片和元件的介紹 五、 要求學生搜集的技術(shù)資料（指出搜集資料的技術(shù)領(lǐng)域）電路的制作過程 六、 設(shè)計進度安排第一部分 確定選題，收集素材，調(diào)研 （4 周）第二部分 對題目進行深入的理解和分析，進行設(shè)計創(chuàng)意構(gòu)思，完成部分手繪稿和電腦設(shè)計作品，完成設(shè)計說明 （6 周）第三部分 上交作品，經(jīng)過評審后，打印裝訂成冊，制作展板 （2 周）評閱及答辯 每位同學都必須參加 （1 周） 指導教師： 年 月 日系主任審查意見：審 批 人： 年 月 日注：設(shè)計任務(wù)書審查合格后，發(fā)到學生手上。 西南交通大學應(yīng)用技術(shù)學院 2007年制摘

4、 要本產(chǎn)品采用紅外反射式傳感器RPR220作檢測、CD4066作電子開關(guān)實現(xiàn)非觸摸控制、SC9153作電子音量控制、PT2389作音效處理并利用LED發(fā)光管作狀態(tài)指示。信號進入TDA1521進行功率放大后推動揚聲器發(fā)出聲音，電源控制用CD4027構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和可控硅作電子電源開關(guān)，具有上電自動復(fù)位和延時開關(guān)機功能。關(guān)鍵詞：CD4066； PT2389； SC9153； CD4027； 紅外反射傳感器AbstractThis product uses reflective infrared sensor RPR220 detection, CD4066 electronic switche

5、s to realize non touch control, SC9153 electronic volume control, PT2389 for audio processing and using LED as a status indicator. The signal into the TDA1521 power amplifier to drive the loudspeaker to sound, power control is composed of CD4027 flip-flop and a controllable silicon electronic power

6、switch, with automatic power on reset and delay switch machine function.Keywords: CD4066; PT2389; SC9153; CD4027; Infrared reflection sensor目 錄摘 要IVABSTRACTV第1章 緒 論11.1 本論文的背景和意義11.2 本論文的主要方法和研究進展11.3 本論文的主要內(nèi)容11.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排1第2章 電路的制作過程22.1 原件的選擇22.1.1 電容電阻的選擇2 運放的選擇.22.1.3 變壓器的選擇.42.1.4 敷銅板的選擇.42.1.5

7、 外殼的選擇.42.2用protelDXP2004進行電路設(shè)計62.3 制板62.4 元件的安裝8結(jié) 論9致 謝10參考文獻11附 錄 1 印制電路板布線原則12附 錄 2 技術(shù)參數(shù)13第1章 緒 論1.1 本論文的背景和意義近幾年來隨著人民綜合素質(zhì)的不斷提高，音響行業(yè)發(fā)展的十分迅速，從簡單的單聲道功放到7.1聲道高保真多音效功放經(jīng)歷了很多階段的發(fā)展，集合了眾多工程師、設(shè)計師的心血。雖然經(jīng)過多年的不斷努力音響行業(yè)逐步走向正規(guī)化，但還有些不盡人意的地方。具調(diào)查實現(xiàn)非觸摸的方法很多有人體感應(yīng)、紅外遙控、聲控、語音控制、靜電感應(yīng)等等，在這其中靜電感應(yīng)被韓國的一家公司用在了功放上，相應(yīng)價格也相當昂貴，

8、使音響愛好者望而卻步，而我們國家在這方面還是個空白，為此我就此問題作了進一步的研究。用反射式紅外傳感器RPR220價位低又能達到預(yù)期的效果。1.2 本論文的主要方法和研究進展1. 實現(xiàn)非觸摸式控制；2. 實現(xiàn)紅外線控制；3. 克服傳統(tǒng)功放的音量控制噪音；4. 克服傳統(tǒng)功放音調(diào)的煩瑣性；5. 克服傳統(tǒng)功放的不安全性；6. 實現(xiàn)操作的方便簡單和人性化。1.3 本論文的主要內(nèi)容本產(chǎn)品就控制方面的問題作了很好的改善，降低了其控制難度，解決了外形制作的局限性，為現(xiàn)代電子產(chǎn)品增加了神秘色彩，并拓展了反射式紅外傳感器的適用范圍。由于電路中加入了主電源的紅外控制增加了電子功放的安全性。為了防止在開機狀態(tài)下移動

9、而產(chǎn)生誤操作，增設(shè)了防誤操作電路，更有效地提高了功放控制的可靠性。1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排 首先介紹本論文的背景和相關(guān)方法途徑，然后簡要闡述電路的整個制作過程。第2章 電路的制作過程2.1 元件的選擇2.1.1 電容電阻的選擇在作音響電路時最重要的是要選好電容、電阻，電容質(zhì)量的好壞直接影響到電路的解析力和高頻部分的清晰度，而電阻的好壞直接影響到電路噪聲的大小。一般在選擇電容電阻時要遵循著幾個規(guī)則：濾波電容要容量大、漏電小、耐壓高，而耦合電容最好選用鉭電解電容,這類電容高頻特性極好，高頻補償電容要選用聚苯乙烯電容。電阻應(yīng)該選用金屬膜電阻，這類電阻電流噪聲極小，大功率電阻應(yīng)選用水泥電阻。2.1.2

10、 運放的選擇 運放的選擇在音響行業(yè)是很講究的，下面談一下我的看法，NE5532：確實有點膽味，解析力一般，高頻比較燥，低頻比較糊且肥。而op275和5532相比，膽性還重一點，解析力、低頻、音場更好一點，可以買貼片的來打磨聲卡用（特別是創(chuàng)新的），可以改善硬冷的數(shù)碼聲。EL2244：音色中性，音場比較寬，高頻還可以，中頻音樂味差，有人說解析力很高，其實是因為低頻量感少，中頻薄，高+頻顯得突出而已。要用好比較難。LT1057：兩端延伸不錯，速度、動態(tài)和解析力也挺好，就是屬冷色調(diào)，放出的音樂好象有種不食人間煙火的味道，讓你可以靜靜的聽，卻燃不起對音樂的那份激情。AD827：延伸非常好，解析力高，高頻

11、華麗，中頻純厚，低頻下潛和力度都不錯，音場向前后左右拓展，有了凹凸感（這一點比其它運放強），速度快，動態(tài)好，感覺很大氣，初換上此運放后確實有讓人為之一振的感覺。但在久聽之下，也發(fā)現(xiàn)很多問題，（1）雖然三頻段、音場很寬，氣勢足，大開大合，但總感覺結(jié)構(gòu)有點松，不夠緊溱，（2）人聲部份一般，有時大動態(tài)時，人聲被配樂聲淹沒（3）不夠細膩，屬于激情有余而柔情不足，（4）音樂味不夠。不過很多的人喜歡這種風格。當然買兩片來換換口味聽還是可以的，按我的感覺，用在AV功放上看DVD大片應(yīng)該很適合。OPA2604：感覺象5532的升級版，各方面都有很大提高，解析力不錯，音樂味更好，有膽味，聲底屬于較純厚且有點剛性

12、，綜合素質(zhì)很不錯。DY649：和2604比，解析力更好，高頻部份纖細而又柔美且泛音豐富，聲底沒2604厚，很清澈、細致的感覺，音樂畫面異常清晰，人聲部份圓潤通透、有種甜甜的感覺，人聲（特別是女聲）是它的強項。DY639：整體性稍弱于649，但更具備膽機特性，膽味更濃。DY669：和2604差不太多，純厚的聲音。AD712：解析力很好，清晰而又沒有音染的聲音，一種很透明的感覺，聲底細致，低頻量稍少。屬于典型的監(jiān)聽風格。不過可能很多人都不大喜歡這種純凈水的感覺，還是加點味精好，大概是我已前玩過音樂制作的原因吧，習慣了這種純純的監(jiān)聽味道，挺感興趣。AD712（金封）：金封的和陶封的比，感覺解析力更好

13、，聲底更純厚點，低頻彈跳感下潛度都有所加強，音場定位感不錯。剛開始聽時感覺好象人聲清淅度還不如陶封的，吃了一驚，后來反復(fù)比較才發(fā)現(xiàn)，因為陶封的高頻比較沖、直白、聲底薄，人聲顯得亮，所以有這種感覺，還是金封的耐聽度更高。不過，不太推薦使用，因為現(xiàn)在金封的找不到拆機件了，只有買全新的，要75元，這個價位可以買到更好的型號了。AD797：值得試試，人聲很親切，在朋友家測完后立刻被扣下來了。拆機件45元。其它還有更高檔的627，2111（要100元），DY2000、AD927（好象沒聽說過）以后有機會再試，特別是有個店家極力推薦的號稱“打遍天下無敵手”的金封OPA2604（要價200元/個）很有點吸引

14、力。（1）實際上到了2604這一級別，解析力、音場、音樂性等各項指標也都相當不錯了，高檔運放都很有特點，主要還是看自已的音樂口味來選擇。（2）先后去了幾個地方測，不同的功放測的感覺不全一樣，看來電路設(shè)計還是最重要的，我朋友的一臺英國CD機聲音很好，就是用八片5532組成運放的。（3）搭配很重要，我自已有個斯巴克CD機和AD10的耳機（聲染很重），又渾又厚高頻還刺耳平時怎么聽都不是味，已閑置很久了，于是把手上的運放挨個組合測試，拆騰了一晚上，最后CD機的兩個2604換成了DY649，耳放上5532換成了712（1057也可以），再聽耳機，清淅、透明，細節(jié)豐富、低音有力，特別是人聲部份非常突出。感

15、覺變了一副耳機。借了朋友的K501試，則感覺827+DY649組合最好。在制作產(chǎn)品時是要考慮成本的，因此我選擇了便宜效果又好的NE5532。2.1.3 變壓器的選擇音響中最好的變壓器應(yīng)該是環(huán)形變壓器，它功率大、效率高，具有低噪聲、無漏磁、低噪聲等優(yōu)點。由于我的峰值功率不太高我選擇了一個雙12V、單8V功率在80W左右的變壓器。 2.1.4 敷銅板的選擇敷銅板分為好多種有紙板、環(huán)氧樹脂板、玻璃絲纖維板等多種類型板。其中紙板最便宜，機械強度差。由于它的可塑性強容易切割，對電路影響也不大，所以我選用了紙板。2.1.5 外殼的選擇1. 我理想中的外殼是一個玻璃球，因為我的靈感來自電影魔戒中的水晶球，所

16、以用玻璃外殼更能體現(xiàn)功放控制的神秘性，在裝飾上更容易實現(xiàn)燈光的模糊效果，不過由于制作難度太大我用紙盒代替，功能一樣可以實現(xiàn)只是外觀不是很好看，等批量生產(chǎn)時就可以制作隨意的外形進行設(shè)計。圖21、22是預(yù)想中的外殼3D圖和我的外殼CAD設(shè)計圖：圖21 外形3D預(yù)覽圖 圖22 AutoCAD外殼設(shè)計圖2.2 用protelDXP2004進行電路設(shè)計進行PCB板的設(shè)計，首先需要規(guī)劃電路板的大小以及確定電路板的層數(shù)。電路板尺寸過大，一方面成本增加，另一方面會使印制導線長度增加，導致阻抗增加，抗噪聲能力降低；電路板尺寸過小，一方面會增加安裝難度，另一方面會導致散熱不好，相互影響加大。確定合理的電路板尺寸是

17、很必要的。對于電路板的制作而言，板的層數(shù)越多，制作程序就越多，成品率就降低，成本也相對提高。所以在滿足電器功能要求的前提下，應(yīng)盡可能選用層數(shù)較少的電路板。大面積敷銅主要有兩種作用。一種使用于屏蔽來減小外界干擾，另一種作用是利于散熱。使用大面積敷銅應(yīng)局部開窗口，防止長時間受熱時，銅箔與基板間的粘合劑產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體無法排除，熱量不易散熱，以致產(chǎn)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。電源線要加寬，電源和信號要分開，由于是手工鉆孔手工焊接，所以要加大焊盤并將焊盤內(nèi)徑減小便于鉆孔。在打印設(shè)置里要將打印的板層設(shè)為純黑色并選中打印孔復(fù)選框如果需要鏡像打印還要選中鏡像復(fù)選框。對于雙面板應(yīng)設(shè)置兩個板層，一個層面設(shè)置鏡像打印另

18、一個層面設(shè)置為正常打印，將它們用虛擬打印機打印出來放置在word里，尺寸應(yīng)和實際尺寸相同，然后用激光打印機打印在轉(zhuǎn)印紙上，為了熱轉(zhuǎn)印成功應(yīng)盡量把磨調(diào)黑些。2.3 制板首先，將打印出的圖紙對貼在經(jīng)剪裁已打磨好的敷銅板上，經(jīng)過轉(zhuǎn)印機轉(zhuǎn)印后放置在平板上自然冷卻后，輕輕撕去轉(zhuǎn)印紙將帶有圖形的腐銅板放在三氯化鐵溶液里進行腐蝕。腐蝕好后用清水沖洗干凈，然后用細砂紙輕輕打磨掉上面保護層，最后在電路板上刷上一層松香飽和溶液，電路板就制好了。圖23、24、25是打印后的效果圖圖23 主板的兩面效果圖 圖24 紅外電源的效果圖 圖25 紅外控制板2.4 元件的安裝雖然樣機是雙面板，但實際是兩塊單面板合并成的，所以

19、元件腳應(yīng)長一點，這樣方便安裝。在安裝前應(yīng)用1mm的鉆頭鉆空，然后將兩塊板合并起來看一下用沒有漏鉆或?qū)ξ徊粶实?。由于是業(yè)余條件，所以沒有采用沉銅工藝，而是利用焊接鐵絲連接兩面，焊接時要先焊接主要元件再焊接其他的。由于雙面板兩面都要焊接，所以元件腳應(yīng)留有一定的余量便于頂層焊接，需要注意的是濾波電容應(yīng)緊貼線路板表面在底層焊接，如果電路沒設(shè)計好的話還要跨線。當然如果有條件的話安裝時最好打印一份彩圖對這這樣安裝起來不容易安錯。結(jié) 論在這次畢業(yè)設(shè)計中讓我對電子行業(yè)有了一個比較全面的了解，讓我學到了很多在課堂上不可能學到的東西，并鍛煉了我獨立考慮問題的能力，讓我把我所學過的東西全面的運用起來，并讓我養(yǎng)成了做

20、事細心、勤于思考的習慣，把復(fù)雜的問題簡單化，鍛煉了我換位思考的能力，使我對電子行業(yè)產(chǎn)生了更濃厚的興趣。在步入高科技時代的我國，電子行業(yè)和計算機行業(yè)正不斷的靠近慢慢的融為一體，軟件的發(fā)展又極為迅速，隨著虛擬儀器的不斷涌現(xiàn)電路的測試也越來越方便，計算機輔助設(shè)計又成為了當代電路設(shè)計的主流工具，所以我要不斷努力的學習計算機軟件趕上時代的步伐，為此我已經(jīng)學習了ProtelDXP、EWB、AutoCAD、KilC51等軟件，以后可能還會接觸到更多有關(guān)電路設(shè)計的軟件我都會努力學習的。要為科技的發(fā)展貢獻一份微薄的力量。致 謝在這期間輔導老師和同學們給了我莫大的支持，我要衷心地感謝他們，特別要感謝我的輔導員張清

21、枝老師，她不僅給了我技術(shù)方面的支持還給了我設(shè)備方面的支持。參考文獻 1 參考網(wǎng)站：21ICSEARCH (電子元器件，芯片搜索) 中國電子市場網(wǎng)-IC-PDF資料資料下載2陳竹.作者.用CMOS集成電路制作家用電器開關(guān).2006年電子報合訂本 .電子科技大學出版社.P2753李俊婷.主編.計算機輔助設(shè)計與Protel DXP M高等教育出版社. 2006年2月第一版 P65P87、P104P116 4李雅軒.主編.模擬電子技術(shù)M西安：科技大學出版社.2004年7月第6次印刷.P32P39 P43102 5王仁道.主編.數(shù)字電子技術(shù)M科學出版社.2004年8月第一版.P93 附 錄 1 印制電路板布線原則 布線和布局是密切相關(guān)的兩項工作，布局的好壞直接影響著布線的布通率。布線受布局、板層、電路結(jié)構(gòu)和電性能要求等多種因素影響，布線結(jié)果又直接影電路板性能。進行布線時只有綜合考慮各種因素，才能設(shè)計出高質(zhì)量的印制線路板。1.印制電路板