電工電子實訓項目化教程課件：CD4069聲控報警電路組裝與調試

CD4069聲控報警電路

組裝與調試學習目標知識目標1.認識電路中的元件文字、圖形符號，能說出電路中的元件名稱、型號、作用；2.了解CD4069聲控報警電路的組成，會估算振蕩周期，會分析電路工作原理；3.學會安裝CD4069聲控報警電路，能夠使用萬用表測量相關參數(shù)，能調試電路的功能。能力目標1.能說出CD4069聲控報警電路的元件符號以及元件作用，會識別元件以及管腳；2.會使用Multisim軟件繪制并仿真CD4069聲控報警電路功能；3.具備完成CD4069聲控報警電路安裝、測量以及調試的能力；4.培養(yǎng)學生線上使用職教云、抖音、微信等在線課程平臺的能力。思德目標1.注重學生自主探究學習能力的培養(yǎng)，養(yǎng)成主動學習良好習慣；2.在任務實施過程中通過整理工作臺、打掃實驗室、清潔衛(wèi)生，培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)，踐行勞動教育。聲光報警廣泛用于防火、防盜、危險報警等方面應用，本項目是一種基于CD4069構成的聲音報警電路，采用CD4069構成的多諧振蕩器作為聲音發(fā)生器，用來作為聲音信號驅動蜂鳴器發(fā)聲。任務描述知識準備CD4069聲控報警電路CD4069聲控報警電路由CD4069六個反相器構成，其中每兩個反相器以及周圍的元件構成一個多諧振蕩器，所以在CD4069聲控報警電路中含有三個多諧振蕩器。1.認識CD4069聲控報警電路組成CD4069芯片實物圖CD4069芯片引腳圖CD4069是6反相器芯片，由六個CMOS反相器電路組成。1.認識CD4069聲控報警電路組成如圖所示，CD4069多諧振蕩器由兩個CD4069反相器、電阻RS、電阻R和電容C構成，兩個反相器串行連接，左邊的為輸入端，右邊為輸出端。CD4069多諧振蕩器構成2.認識CD4069多諧振蕩器兩個反相器中間的電壓與輸出電壓相反，所以加在電阻R和電容C兩端的電平邏輯相反，電阻R和電容C構成充放電電路。電阻RS為補償電阻可減少電源電壓波動對振蕩頻率的影響。CD4069多諧振蕩器構成2.認識CD4069多諧振蕩器CD4069多諧振蕩器電容充電通路設定左邊反相器為1，右邊為2，在某一個時刻，反相器1的輸入端VI為高電平，則反相器1的輸出端為低電平，經(jīng)過反相器2之后輸出高電平向電容充電。“1”“0”“1”“1”“1”t12.認識CD4069多諧振蕩器（充電）隨著電容兩端的電壓升高，反相器1的輸入端VI逐漸變?yōu)榈碗娖剑坏┑陀?/2VCC就會使非門翻轉，此時反相器1與反相器2中間為高電平。CD4069多諧振蕩器電容充電通路“1”“0”“1”VI“1”“1”t1“0”“0”t2“0”“1”“0”2.認識CD4069多諧振蕩器（充電）經(jīng)反相器2反相后向電容反向充電，達到條件之后再次翻轉，因此OUT端就會形成高低電平變化，周而復始形成振蕩。CD4069多諧振蕩器電容放電通路VI“1”“1”t3“0”“0”t2“0”“1”“0”“0”2.認識CD4069多諧振蕩器（放電）“1”“1”t1“0”“0”t2“1”“1”t32.認識CD4069多諧振蕩器左圖所示是一種最簡型多諧振蕩器。當電源電壓波動時，會使振蕩頻率不穩(wěn)定，一般在圖中增加一個補償電阻RS，用于在電源電壓變化時穩(wěn)定頻率。2.認識CD4069多諧振蕩器多諧振蕩器的振蕩器周期與兩個暫穩(wěn)態(tài)時間有關，兩個暫穩(wěn)態(tài)時間分別由電容的充放電時間決定。設電路中的第一暫穩(wěn)態(tài)和第二暫穩(wěn)態(tài)時間分別為T1、T2，根據(jù)以上分析所得電路狀態(tài)轉換時，VI的幾個特征值，可以計算電路振蕩周期的值?！?”“1”t1“0”“0”t2“1”“1”t33.估算多諧振蕩器振蕩周期

當VI由0V變化到

根據(jù)電容充電公式，所需要的時間為

，同理放電時間為

，將

帶入上式有

。3.估算多諧振蕩器振蕩周期CD4069聲控報警電路中六個反相器構成三個多諧振蕩器，這三個多諧振蕩器波形輸出端分別是TP1、TP2和TP3。44.分析CD4069聲控報警電路三個振蕩器的振蕩器周期相差甚多，其中TP1振蕩周期是TP2的10倍，TP2振蕩周期是TP3的幾十倍。當TP1處于振蕩周期的低電平時，U1C的輸入端電平由于TP1低電平的影響一直處于低電平，從而使TP2無輸出波形，所以TP2的輸出波形只在TP1振蕩周期的高電平期間有輸出波形。同理TP3的輸出只在TP2的振蕩周期的高電平期間有輸出波形。44.分析CD4069聲控報警電路電路中，由CD4069的6個反相器分別組成三個基本振蕩器，三個振蕩器產(chǎn)生的三個不同頻率的脈沖進行混合后，組成警笛發(fā)生器的警笛聲信號。4.分析CD4069聲控報警電路任務實施分類名稱型號與規(guī)格單位數(shù)量工具電工工具電烙鐵、鑷子、吸錫器、驗電筆、螺釘旋具（一字和十字）電工刀、尖嘴鉗等套1儀表萬用表MF47型或自定塊1示波器XC4320型臺11.任務準備分類名稱型號與規(guī)格單位數(shù)量電子元件萬能板15cm×9cm塊1CD4069CD4069芯片個1二極管1N4007個2蜂鳴器無源個1晶體管8050個1變阻器47KΩ個1電阻100KΩ個2電阻51KΩ個2電阻20KΩ個1電阻10KΩ個3電容10μF個1電容1μF個1電容0.01μF個1輔助材料焊錫絲0.8mm

若干松香

若干連接導線

若干1.任務準備（1）按照給定的原理圖，完成電路的繪制；（2）調整輸入電源電壓為DC5V，驗證電路功能。1.任務準備（1）先繪制元件位置及焊盤格數(shù)，必備鉛筆，尺子，橡皮等工具，注意元件引腳所在的焊盤要重點涂黑；（2）電路中元件的位置盡量按照原理圖位置布置；（3）元件排布要大小合適，電路布局合理，緊湊；（4）連接導線，用粗線連接，連接導線不能交叉；（5）寫上元件流水標號，并檢查所有圖紙，是否有漏畫或畫錯。2.繪制元件布置布線圖1.焊接步驟（1）根據(jù)元件明細表配齊元件并檢測；（2）清除元件引腳處的氧化層；（3）考慮元件在萬能板上的整體布局；（4）根據(jù)接線圖將元件從左到右焊接在萬能板上；（5）檢查焊接正確與否，是否有虛焊、漏焊。2.注意事項（1）整流二極管、電解電容、晶體管、CD4069等元件需要區(qū)分極性注意管腳的次序；（2）芯片的位置需要焊接底座，芯片安裝在底座上；（3）按照圖接線不能出現(xiàn)虛焊漏焊現(xiàn)象；（4）走線要求橫平豎直，不能走斜線板子上的走線要求貼板；（5）引入引出線或連接導線的線頭處長度不能超過1MM；（6）測量電壓時，須選擇適宜的量程而且注意交流與直流的區(qū)別，測直流時正負極不能接錯。3.線路安裝與調試3.安裝過程的安全要求（1）正確使用電烙鐵、螺絲刀、尖嘴鉗等工具，防止在操作過程中出現(xiàn)安全事故；（2）正確連接電源，以免短路或燒壞；（3）使用儀表帶電測量時，一定要按照儀表使用的安全規(guī)程進行。4.通電調試要求（1）上電之前檢查元件的走線是否正確；（2）檢查有極性的元件是否安裝正確；（3）使用工作臺上面的交流電輸出DC5V，接入電路中，并調試