声光呼叫器论文.doc

声光呼叫器论文

编号

淮安信息职业技术学院

毕业论文

题 目
声光呼叫器的制作

学生姓名
***
学 号
********
系 部
电子工程学院
专 业
电子信息工程技术
班 级
******
指导教师
******
顾问教师

二〇一二年六月

II
淮安信息职业技术学院毕业设计论文
摘 要
随着科技的发展，人们生活水平的提高。人们追求更好的生活与就医条件，本文通过对单稳态电路、功放电路、报警电路的分析，制作了简易的声光呼叫器。本文中对声光呼叫器的设计原理、功能电路的作用、元器件的选择、电路板的焊接与制作、电路的调试等环节进行了阐述。以及对声光呼叫器的使用作了介绍，对相关重要的元器件进行了详细的说明，对相关元器件的识别与检测方法作了详细介绍。以及声光呼叫器在现代生活带来的便利，对病人的及时救助做了介绍。

关键词：单稳态电路、功放电路、报警电路、HFC9561、声光呼叫器

目 录
目 录
摘 要 I
前言 1
第一章 设计原理简介 3
1.1工作原理 3
1.2电路介绍及电路图 3
1.3元器件清单 3
第二章 主要功能电路分析 6
2.1单稳态电路 6
2.1.1 单稳态电路的基本概念 6
2.1.2 单稳态电路 6
2.1.3 单稳态电路的特点 6
2.1.4 单稳态电路的典型应用 7
2.2功放电路 8
2.2.1功放电路的简介 8
2.2.2 功放电路的工作原理 8
2.2.3 功放电路的重要参数 9
2.3报警电路 10
第三章 元器件的选择 12
3.1元件选择 12
3.2电容 12
3.2.1 电容的基础知识及性能指标 12
3.2.2 电容的选用常识 13
3.3电容器检测的一般方法 13
3.4二极管 14
3.4.1 二极管基础知识 14
3.4.2二极管的选用常识 16
3.4.3二极管检测方法 16
3.5三极管 17
3.5.1 三极管的定义及简介 17
3.5.2 三极管的选择 17
3.5.3 三极管的测试 18
3.6 HFC9561B的选用 19
3.7 555电路 19
3.7.1 555电路的引脚 19
3.7.2 555电路的工作原理 19
3.7.3 555电路的应用实例 20
第四章 电路的制作及电路调试 24
4.1制作与调试 24
4.2 焊接的操作要领 24
4.3声光呼叫器使用方法 28
第五章 总结与展望 30
致谢 32
参考文献 34

IV
前 言
前言
随着中国经济和社会的不断发展,人们的生活水平在不断的提高,娱乐,旅游等服务也随之迅速发展起来,由于服务行业之间的竞争日益激烈,服务的及时性往往成为了决定一个服务场所档次高低的重要因素,企业的发展靠着创新的理念,服务理念及服务设施的更新,也意味着企业的创新发展。所以，我们倡导把主动服务化为按需服务的理念，以创造更好的生活环境，因此，一个新兴的服务中继产品—呼叫器产品就孕育而生并渐渐发展起来。
近年来，呼叫器得到了很大的发展，尤其是调频FM技术的应用，使得呼叫器在医院、大厦、服务等大型场所的应用成为可能。呼叫器不能单独使用，必须与接收器、控制中心、主机、特定接收器等共同使用，呼叫器的每一个按键都可设定特定的代码，一般为数字，代表特定的位置和呼叫信息，当这些代码信息最终传递给接收器后，可通过LED、LCD、声音等方式表达出来。
呼叫器主要用于以下场所，如：茶楼、足疗室、洗浴、餐饮美容院、宾馆、高档会所等。第三代调频语音无线呼叫器系统是一个集无线数据接收、语音录制、编解码技术和语音发射及播放技术无线通讯系统，系统由调频无线呼叫器、无线呼叫对讲控制中心和无线对讲机等设备组成。可现无线语音群呼、组呼和一对一呼叫，可实现普通话、方言、英文等多语种呼叫。呼叫的对应关系和内容可根据需要定制，系统的呼叫器容量为2055个，无线信号发射距离为半径8000米（空旷距离），兼容所有品牌所有频段的对讲机。该系统广泛用于：餐厅、咖啡厅、洗浴中心、宾馆酒店、茶楼、养老院、工厂、银行、超市、办公、学校、会所、社区物业和公检法等行业。
随着生活水平的提高，人们对自己的保健状况提出了更高的要求，保健医疗器械的日益小型化和普及化正应了社会的发展需求。声光呼叫器是一款简易报警装置，病患者在无人处疾病突然发作倒地时，需要及时呼救。如果病人身上带有本文介绍的声光呼叫器，一旦急病突发，摔倒在地，本呼叫器就会发出报警声，通知周围的人给予最及时的抢救。

34
第一章 设计原理简介

第一章 设计原理简介
1.1工作原理
该声光呼叫器的电路原理图包括姿势测定开关、单稳态触发电路、呼叫声发生器和功放电路。平时，水银开关Hg直立着，其中触针a,b未接通，IC1的②脚电位高于2/3电源电压，这时IC1处于复位状态，而它的③脚输出低电平，因此音响发生器电路IC2没有电源不工作，整机处于等待状态。一旦病人突发急病，栽倒在地，造成水银开关Hg横卧，使触针a,b通过导电的水银而接触，这时，IC1的②脚电平立即变为零，于是IC1触发置位，而IC1的③脚由低电平变为高电平，音响集成电路IC2获得电源而工作，发光二极管LED1和LED2闪光（闪烁的周期为0.35 s）。由IC2 O/P端输出的音频信号经VT1和VT2放大后，推动扬声器Y发出宏亮的声音呼唤人们抢救。如图1-1所示。
1.2电路介绍及电路图
电路由NE555定时器组成单谐振荡器，作为电路是脉冲源，控制第二级多谐振器电路。呼叫器一般有两个频率的声音信号，一个高频，一个低频。第一级NE555组成低频声音信号，第二级FHC9561组成高频声音信号。如图1-1所示。

图1-1声光呼叫器的电路原理图
1.3元器件清单
表1.1 元器件清单
R1
10K
C1
0.01u
LED1
电源
6v
R2
2M
C2
10u
LED2
扬声器
Y8
R3
27K
C3
0.01u
Hg

R4
240K
NE555

VT1
9013

R5
1K
HFC9561

VT2
3AX81

第二章 主要功能电路分析
第二章 主要功能电路分析
2.1单稳态电路
2.1.1 单稳态电路的基本概念
单稳态电路只有一个稳定状态，触发翻转后经过一段时间会回到原来的稳定状态，一般作固定脉冲宽度整形。
数字电路的信号只有两种状态：逻辑低或逻辑高，即通常所说的0状态或1状态、0电平或1电平。　 　　
单稳电路指的是该电路的输出信号只能在一种状态（逻辑高或低）下是稳定的，而当电路的输出处在另一种状态下时不能稳定的保持住，会自动的回到稳定的状态。 　　
当然，双稳电路就是说电路的输出信号在两种状态下（0或1）都可以稳定的存在。 　　
单稳（电路）触发器同“RS触发器”、“JK触发器”、“D触发器”等（后几种为双稳态的触发器）构成数字电路中基本的触发器类型，单稳电路也是数字电路中的基本电路。
注：在看数字电路的资料时，有时看到“三态”的字样，三态指的是除了前面说的逻辑状态0、逻辑状态1以外，还有称为“高阻态”的第三种的状态。“高阻态”指（信号）线呈高阻抗状态，就象信号线“断开”一样。“高阻态”应理解为“电路”的一种状态而不是“信号”的一种状态（数字信号只有0或1）。
2.1.2 单稳态电路
如图2-1所示。

图2-1 单稳态电路
2.1.3 单稳态电路的特点
　 （1）只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。
　　（2）它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。
　　（3）其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。
（4）它的计时精确度高、温度稳定度佳
2.1.4 单稳态电路的典型应用
单稳电路的应用是十分广泛的，一般用来产生一定时间宽度的（正或负）脉冲信号。
单稳态：有些大型商场有一种带有弹簧的门，平时它是关着的，当你走过来，用手推它时，他就被你推开了，你走过去后，他又自动弹回去，关上了。这个门，就只有一个稳定状态，就是关门，但你施加外力时，它可以改变状态，但是当外力撤销时，改变的状态不能够保持住，所以这个状态是不稳定的，他又自动回到了那个稳定的状态。
对于这种只有一个稳定状态的，我们称它为单稳态。
单稳态电路：电路只能保持在一个稳定状态上，当施加触发脉冲时，电路翻转，变为另一个状态，但这个状态无法稳定。不管触发脉冲撤销与否，电路都要自动回到原来的稳定状态。下一个触发脉冲的到来，再次重复一下这个翻转又返回的动作。
单稳态电路典型应用实例就是楼道里的电灯，夜晚来临，楼道里漆黑一片，当你拍一下手，声音的触发信号，就会使灯泡点亮，但是这种状态保持不住，两分钟后，电灯自动恢复到熄灭状态（稳态）。这个灯就只有一个稳定状态，就是熄灭。所以是个单稳态电路。
所谓单稳态电路就是具有两种状态的电路,其中一种是稳定的状态(稳态),另一种是暂时稳定的状态(暂稳态).就像弹簧门一样。
弹簧门的关门是它的稳定状态,开门是它的暂时稳定状态,外力一撤,门就会自动恢复稳定状态.如果用单稳态电路控制门,那就不需要弹簧了,开门后,过几秒钟(时间由你定)门会自动关上,如果在单稳态电路的输入端加上红外传感器,那门就是全自动的了。
单稳态电路可用作：脉冲发生器、方波发生器、单稳态多谐振荡器、双稳态多谐振荡器、自由振荡器、内振荡器、定时电路、延时电路、脉冲调制电路、仪器仪表的各种控制电路及民用电子产品、电子琴、电子玩具等。单稳态电路的作用范围很广，但一般多应用于单稳态多谐振荡器 及无稳态多谐振荡器
2.2功放电路
2.2.1功放电路的简介
简称“功放”，作用是放大调音台或周边设备（信号处理设备）送来的低电平音频频信号，使它的输出功率足以驱动配接的扬声器负载。
现有的音频功率放大器都是以线性放大为基础的模拟类功放，即把连续变化的音频信号（称为模拟信号）直接进行线性放大。所用的放大器件为电子管和双极晶体管（即NPN和PNP型半导体晶体管，简称晶体管）两类。
按功放静态工作点的设置又可分为A类放大、A/B类放大和C类放三种。
2.2.2 功放电路的工作原理
功率放大电路是一种以输出较大功率为目的的放大电路。它一般直接驱动负载，带载能力要强。功率放大电路通常作为多级放大电路的输出级。在很多电子设备中，要求放大电路的输出级能够带动某种负载，例如驱动仪表，使指针偏转；驱动扬声器，使之发声；或驱动自动控制系统中的执行机构等。总之，要求放大电路有足够大的输出功率。这样的放大电路统称为功率放大电路。第一个三极管是共发射极放大，第二个是共集极放大，两个和在一起就组成了功率放大的作用，组成了功放电路。达到将声音放大的作用。如图2-2所示。

图2-2 功放电路图
第一个三极管是共发射极放大，第二个是共集极放大，两个和在一起就组成了功率放大的作用，组成了功放电路。达到将声音放大的作用。
功放的工作原理其实很简单，就是将音源播放的各种声音进行放大，以推动音响发出声音。
从技术角度看，功放好比一台电流的解制器。它将交流电转变成直流电，然后受音源播放的声音信号控制，将不同大小的电流，按照不同的频率传输给音响，这样音响就发同相应大小、相应频率的声音了。
由于考虑功率、阻抗、失真、动态以及不同的使用范围和控制调节功能，不同的功能放在内部的信号处理、线路设计和生产工艺上也各不相同。
2.2.3 功放电路的重要参数
（1）输入灵敏度，是指功放所需最小输入信号电平，它是要求将音源信号放大到足够推动后级功放所需要的必要条件。
（2）谐波失真度，这是功放一项极重要的指标，谐波失真是非线性失真的一种，它是放大器在工作时的非线性特征所引起的，失真结果是产生了新的谐波分量，使声音失去原有的音色，严重时声音发破、刺耳。谐波失真还有奇次和偶次之分，奇次谐波会使人烦躁、反感，容易被人感知。有些功放听起来让人感到烦躁，感觉疲劳，就是失真较大所引起的。对功放影响最大的就是失真度，一般高保真要求谐波失真在0.05%以下，越低越好。除了谐波失真外，还有互调失真，交叉失真，削波失真，瞬态失真，相位失真等，它们是影响功放质量的罪魁祸首。考核功效的优劣，首先要看它的失真度，像意大利Sinfoni（诗芬尼）功放的总的谐波失真就在0.01%以下。
（3）信噪比，数值越大越好，一般用（S/N）表示，用信号功率Ps与噪声功率Pn的比值的分贝数表示，S/N=10lgPs/Pn=20lgVs/Vn（db），式中Vs、Vn分别为信号电压与噪声电压。
信噪比与输入信号电平的增加，信噪比也逐渐加大，但当输入信号电平达到某一数值后，信噪比基本保持不变。按目前高保真要求，信噪比应达90dB以上为好，进口高档的功放机往往可达110-120dB，其性能可想而知了。有的信噪比后面有A计权字样，A计权是指将噪声信号通过加权网络后测得的结果，由于人们对于高、低频段的噪声相对来说不太灵敏，所以出现了这样的计权方式。计权噪声更加直观地代表人们实际感受到的噪声信号状况。总之，信噪比越大，表明混在信号里的噪声越小，放音质量越好，便重放音乐清晰，干净而有层次。
（4）频率响应，早期俗称功率带宽，指谐波失真不超过规定值时，功放的1/2额定功率频带宽度，即有高低端下跌-3dB的两个频率点之间所包括的频带，称之为功率带宽。
（5）阻尼系数，主要是对低频而言，是直接影响低音音质的极重要的技术参数。众所周知，喇叭的口径越大，低音相对就越好，但音盆越大其运动惯性也随之加大，此惯性使它很难与音频信号同步运动，往往表现出的声音混浊不清，尤其在100-400Hz低频，容易造成声染色，使人听起来模糊不清，很不自然。有些改装车的低音喇叭，低频信号强时颤振不止，低音拖尾严重，这就是音盆惯性所引起的。
在功放设计时，工程师对功放采取一些技术措施，如选择多管并联，低内阻（毫欧级）大功率管，提高工作电压，选择优质线材等，极力提高阻尼系数，使它能够针对喇叭惯性运动，产生“电阻尼”作用，使音盆的运动与音频信号同步运动，尽可能使音盆在驱动信号结束后很快恢复到零位（即中心位置），这种阻止效果就是阻尼系数，D=Rs/Ri，Rs=喇叭阻抗，Ri=功放输出内阻，D越大，音盆与信号同步效果就越好，低音就越纯越干净，重放效果就越好。
2.3报警电路
IC2选用集成电路HFC9561（如图2-3所示），此集成块具有KD9561的四种模拟声功能，还具有驱动两只发光二极管的端子，因此在发出音频信号的同时，还能驱动两只发光二极管（LED1和LED2）以0.35 s的周期闪光。

Osc1 Osc2
HFC9561

End o/p Vdd
图2-3 集成电路HFC9561

第三章 元器件的选择
第三章 元器件的选择
3.1元件选择
IC1选用时基集成电路NE555，LM555，µA555或5G1555等。IC2选用集成电路HFC9561，此集成块具有KD9561的四种模拟声功能，还具有驱动两只发光二极管的端子，因此在发出音频信号的同时，还能驱动两只发光二极管（LED1和LED2）以0.35 s的周期闪光。VT1要求β＞= 100，可采用9013，9014，3DG12等。VT2要求β＞=50，且穿透电流尽可能小。Y采用ф45mm的电动扬声器。水银开关宜用市售成品，若无，也可自制，也可用稀释的盐水代用。
3.2电容
3.2.1 电容的基础知识及性能指标
电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延 时。电容器通常叫做电容。 按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。如图3-1所示。

图3-1 电容
常用的电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃 釉电容等。
标称容量和允许误差：
电容器储存电荷的能力，常用的单位是F、uF、pF。电容器上标有的电容数是电容 器的标称容量。电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。常用固定电容允许误差 的等级见表 2。常用固定电容的标称容量系列见表3。一般，电容器上都直接写出其容 量，也有用数字来标志容量的，通常在容量小于10000pF的时候，用pF做单位，大于10000pF 的时候，用uF做单位。为了简便起见，大于100pF而小于1uF的电容常常不 注单位。没有小数点的，它的单位是pF，有小数点的，它的单位是uF。如有的电容上 标有“332”（3300pF）三位有效数字，左起两位给出电容量的第一、二位数字，而第 三位数字则表示在后加0的个数，单位是pF。
额定工作电压：在规定的工作温度范围内，电容长期可靠地工作，它能承受的最大直流电压，就 是电容的耐压，也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中，要注意所加的交流 电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。常用的固定电容工作电压有 6.3V、10V、 16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。
3.2.2 电容的选用常识
电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中，电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。使用电解电容的时候，还要注意正负极不要接反。不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容，滤波可以选用电解电容，旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象，并且核对它的电容值。安装的时候，要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到，以便核实。
3.3电容器检测的一般方法
（1）固定电容器的检测
检测10pF以下的小电容 。因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进 行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用 表 R×10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指 针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。
检测10PF～0.01μF固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。万用表 选用 R×1k挡。两只三极管的β值均为100以上，且穿透电流要小。可选用3DG6等型 号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极 e和集电极c相 接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触 A、B两点，才能明显地看到万用表指针的摆动。
对于0.01μF以上的固定电容，可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有 无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。
（2）电解电容器的检测
因为电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量 选用合适的量程。根据经验，一般情况下，1～47μF 间的电容，可用R×1k挡测量，大于47μF的电容可用R×100挡测量。
将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右 偏转较大偏度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转，直到停 在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际 使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百kΩ以上，否则，将不能正常工作。测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。
对于正、负极标志不明的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。 即先任意测一下漏电阻，记住其大小，然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。
使用万用表电阻挡，采用给电解电容进行正、反向充电的方法，根据指针向右 摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。
（3）可变电容器的检测
用手轻轻旋动转轴，应感觉十分平滑，不应感觉有时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时，转轴不应有松动的现象。
用一只手旋动转轴，另一只手轻摸动片组的外缘，不应感觉有任何松脱现象。 转轴与动片之间接触不良的可变电容器，是不能再继续使用的。
将万用表置于R×10k挡，一只手将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片 的引出端，另一只手将转轴缓缓旋动几个来回，万用表指针都应在无穷大位置不动。在旋动转轴的过程中，如果指针有时指向零，说明动片和定片之间存在短路点；如果 碰到某一角度，万用表读数不为无穷大而是出现一定阻值，说明可变电容器动片与定 片之间存在漏电现象多聚物。
3.4二极管
3.4.1 二极管基础知识
（1）二极管的主要参数
正向电流IF：在额定功率下，允许通过二极管的电流值。
正向电压降VF：二极管通过额定正向电流时，在两极间所产生的电压降。
最大整流电流（平均值）IOM：在半波整流连续工作的情况下，允许的最大半波电流的平均值。
反向击穿电压VB：二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。
正向反向峰值电压VRM：二极管正常工作时所允许的反向电压峰值，通常VRM为VP的三分之 二或略小一些。
反向电流IR：在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。
结电容 C：电容包括电容和扩散电容，在高频场合下使用时，要求结电容小于某一规定数值。
最高工作频率FM：二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。
（2）常用二极管
整流二极管
将交流电源整流成为直流电流的二极管叫作整流二极管，它是面结合型的功率器件，因结电容大，故工作频率低。如图3-2所示。

图3-2 二极管
检波二极管
检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件,它具有较高的 检波效率和良好的频率特性。
开关二极管
在脉冲数字电路中，用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管，它的特点是反 向恢复时间短，能满足高频和超高频应用的需要。
开关二极管有接触型，平面型和扩散台面型几种，一般 IF＜500 毫安的硅开关二极管，多采用全密封环氧树脂，陶瓷片状封装，如图3-3所示，引脚较长的一端为正极。

图3-3 硅开关二极管全密封环环氧树脂陶瓷片状封装
稳压二极管
稳压二极管是由硅材料制成的面结合型晶体二极管，它是利用 PN 结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点，来达到稳压的目的，因为它能在电路中起 稳压作用，故称为、稳压二极管（简称稳压管）其图形符号见图3-4。

图3-4 稳压二极管的图形符号
变容二极管
变容二极管是利用 PN 结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性电容元件，被广泛地用于参量放大器。
3.4.2二极管的选用常识
选用二极管要注意的几个方面：
（1）正向特性
另在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），管子不导通处于“死区”状态，当正向电压起过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧暗加。不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为 0.5-.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。
（2）反向特性
二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流。不同材料的二极管， 反向电流大小不同，硅管约为 1微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反 向电流受温度变化的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。
（3）击穿特性
当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿。这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1伏到几百伏，甚至高达数千伏。
（4）频率特性
由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路。导致二极管 失去单向导电性，不能工作，PN 结面积越大，结电容也越大，越不能在高频情况下工作。
3.4.3二极管检测方法
（1）普通发光二极管的检测
利用具有×10kΩ挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。正常时，二极管正向电阻阻值为几十至 200kΩ,反向电阻的值为∝。如果正向电阻值为0或为∞，反向电阻值很小或为0，则易损坏。这种检测方法，不能实地看到发光管的发光情况，因为×10kΩ挡不能向LED提供较大正向电流。如果有两块指针万用表（最好同型号）可以较好地检查发光二极管的发光情况。用一根导线将其中一块万用表的“+”接线柱与另一块表的“-”接线柱连接。余下的 “-”笔接被测发光管的正极（P区），余下的“+”笔接被测发光管的负极（N区）。两块万用表均置×10Ω挡。正常情况下，接通后就能正常发光。若亮度很低，甚至不发 光，可将两块万用表均拨至×1Ω若，若仍很暗，甚至不发光，则说明该发光二极管性 能不良或损坏。应注意，不能一开始测量就将两块万用表置于×1Ω，以免电流过大，损坏发光二极管。
3.5三极管
3.5.1 三极管的定义及简介
半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNP（或NPN）结构。中间的N区（或P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别叫基极B、发射极E和集电极C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。
3.5.2 三极管的选择
三极管的基本结构是两个反向连结的PN接面，如图3-5所示，可有pnp和npn 两种组合。三个接出来的端点依序称为发射极（emitter, E）、基极（base, B）和集电极（collector, C），名称来源和它们在三极管操作时的功能有关。图中也显示出 npn与pnp三极管的电路符号，发射极特别被标出，箭号所指的极为n型半导体， 和二极体的符号一致。在没接外加偏压时，两个pn接面都会形成耗尽区，将中性的p型区和n型区隔开。

图3-5 NPN与PNP型三级管
三极管9013的选用与常识
三极管9013引脚图，如图3-6所示。

图3-6 三极管9013引脚
三极管9013参数
最大耗散功率(PCM)：0.625W
最大集电极电流(ICM)：0.5A
集电极-发射极击穿电压(VCEO)：25V
集电极-基极击穿电压(VCBO)：45V
发射极-基极击穿电压(VEBO)：5V
集电极-发射极饱和压降(VCE)：0.6V
特怔频率(fr)：150MHZ
放大倍数：D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-300
3.5.3 三极管的测试
（1）判别基极和管子的类型
选用欧姆档的 R*100（或R*1K）档，先用红表笔接一个管脚，黑表笔接另一个管 脚，可测出两个电阻值，然后再用红表笔接另一个管脚，重复上述步骤，又测得一组 电阻值，这样测 3次，其中有一组两个阻值都很小的，对应测得这组值的红表笔接的 为基极，且管子是 PNP型的；反之，若用黑表笔接一个管脚，重复上述做法，若测得 两个阻值都小，对应黑表笔为基极，且管子是 NPN型的。
（2）判别集电极
因为三极管发射极和集电极正确连接时β大（表针摆动幅度大），反接时β就小得多。因此，先假设一个集电极，用欧姆档连接，（对NPN型管，发射极接黑表笔，集电极接红表笔）。测量时，用手捏住基极和假设的集电极，两极不能接触，若指针摆动幅度大，而把两极对调后指针摆动小，则说明假设是正确的，从而确定集电极和发射极。
（3）电流放大系数
β的估算 选用欧姆档的 R*100（或R*1K）档，对NPN型管，红表笔接发射极，黑表笔接集 电极，测量时，只要比较用手捏住基极和集电极（两极不能接触），和把手放开两种情况小指针摆动的大小，摆动越大，β值越高。
3.6 HFC9561B的选用
HFC9561B系CMOS大规模集成电路，它具有四种不同的声响效果以及直接驱动两只LED发光二极管的功能，用在报警器，警车玩具等方面具有更佳的效果。
表3.1 HFC9561B电气参数
项目
符号
参数
单位
直流电压
Vdd-Vss
-0.3~+5.0
V
输入电压
Vin-Vout
-0.3~+0.3
V
工作温度
Topr
-10-+60
V
贮存温度
Tstg
-55~+125
V
3.7 555电路
3.7.1 555电路的引脚
它是一种多用途的集成电路。只需外接少量阻容元件便可构成各种脉冲产生、整形电路，如施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等。
性能及特点：
双极型(TTL)
电源: 4.5 ~ 16 V
单极型(CMOS)
电源: 3 ~ 18 V
带负载能力强
3.7.2 555电路的工作原理
555电路又称时基电路，它是一种将数字电路和模拟电路结合制作在同一片硅片上的混合集成电路。555电路的简单化结构图如下：
它的内部有两个电压比较器C1和C2 、一个基本RS 触发器、一个晶体管和三个电阻组成的分压器。各引脚的功能如下图3-7所示。
555
1
2
3
4
8
7
6
5

图3-7 NE555集成方块引脚图
1 为接“地”端。
2 为低电平触发端。当 2 端的输入电压高于1/3Vcc时，C2 的输出为1；当输入电压低于1/3Vcc时，C2 的输出为0，使基本RS 触发器置1。
3 为输出端。最大输出电流达200mA，由此可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等。
4 为复位端。由此端加负电平可使555电路直接复位，输出为低电平。
5 是电压控制端。在此端可外加一电压以改变比较器的参考电压。不用时，经0.01mF 的电容接“地”,以防止干扰的引入。
6 为阈值端TH。当U TR大于U REF1时引起触发。
7 为放电端 D。也可以作为集电极开路输出端使用。
8 为正电源端，CMOS555电路可以采用3至18V的单电源工作，可以与其他运算放大器和电路共用电源。
555电路应用广泛，它可以构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器等既经济又简单实用的器件。
3.7.3 555电路的应用实例
（1）构成无稳态振荡器，如图3-8所示。

+
_
¥

+
_
¥
Q
5KW
5KW
5KW
8
4
5
2
7
1
3
C1
C2
6
T

S
R
UREF1
UREF2
uc1
uc2
0.1mF
+VCC
R1
R2
uC

图3-8 无稳态振荡器结构
该电路的工作原理为：
当电源接通时，它经R1和R2对电容充电，当UC上升到略高于2/3Vcc时，比较器C1的输出为0，将触发器置0，U0为0，晶体管V导通,电容器通过R2和晶体管放电，使uC下降。当uC下降略低于1/3Vcc时，比较器C2的输出为0，将触发器置1，U0又由0变为1。由于非Q=0，晶体管V截止,VCC又经R1 和R2 对电容充电。如此重复上述过程，在输出端就得到了矩形脉冲。
（2）构成施密特触发器（滞回比较器）
将555电路的2脚和6脚连接到一起作为输入端，5脚通过0.1uF的电容器接地，4脚和8脚相连接正电源，就构成了施密特触发器。
（3）构成单稳态触发器
单稳态触发器的特点:
①只有两种状态: 稳态和暂稳态；
②外来触发（窄）脉冲使: 稳态®暂稳态®稳态；
③暂稳态维持一端时间之后又自动返回到稳态；
④暂稳态持续时间仅取决于电路参数, 与触发脉冲无关。
单稳态触发器的暂稳态通常是靠RC电路的充、放电过程来维持的。
单稳态触发器分为积分型和微分型两种。
由555电路构成的单稳态触发器电路如下图3-9所示。

+
_
¥

+
_
¥
Q
5KW
5KW
5KW
8
4
5
2
7
1
3
C1
C2
6
T

S
R
UREF1
UREF2
uc1
uc2
0.1mF
+VCC
R1
uC
uI
uo

图3-9 单稳态触发器电路
该电路是利用电阻和电容构成积分电路来延时的。
工作原理如下：
①当电源接通后，无论电路原来处于什么情况，
均会自动进入稳定状态。
②当在输入端加一个触发脉冲时，由于UTR< UREF2, 所以比较器C2
的输出uc2变成低电平，U0变成高电平。
③当电容器的电压上升到UC= UTH= UREF1时，比C1较器C1的输出uc1变成低电平，晶体管V导通，电容器通过晶体管放电，使得UTR< UREF1，此时非R=非S=1，触发器保持原态不变，电路重新进入的稳定状态。
电路的工作波形如图3-10所示。
其中输出脉冲宽度tw，tw = RCln3 =1.1RC
uI
VCC
0
uC
0
2VCC/ 3
VCC
uO
tw

图3-10 电路的工作波形
单稳态触发器常用于脉冲整形和定时控制等方面。

第四章 电路的制作及电路调试
第四章 电路的制作及电路调试
4.1制作与调试
本电路制作容易。按照图4-1进行安装与焊接后，即可装入一只塑料药盒内（可用塑料烟盒或铝皮烟盒），盒面上写明“请揭盖拿药给我吃”或者“请向我家打电话，电话号码*******”等字样。在盒盖背面装一挂钩，挂在患者皮带或上衣口袋内。本机基本上可不要作任何调试即可。
图4-1 电路原理图
4.2 焊接的操作要领
（1）焊前准备
物料：含直接用料和辅料，留意焊接元件有否极性要求，元件脚有否氧化、油污等。焊接时，对焊接温度，时间有否特别要求；
工/器具：视焊接元件而定，应有锡线座、元件盒、焊枪、焊台、镊子、剪钳等。如有防静电要求，应注意采用防静电工/器具，同时操作员应戴好防静电手腕带；
（2）实施焊接
准备好焊锡丝和烙铁头，烙铁头要保持洁净；
步骤：烙铁头对准焊点→烙铁接触焊点→加焊锡→移开焊锡丝→拿开电烙铁
具体如下：
加热焊件（同时加热元件脚和焊盘）
熔化焊锡：当焊件加热到能熔化焊料的温度后，将锡线置于焊点，焊锡开始溶化并润湿焊点；
在焊点加入适当的焊锡后，移开锡线；
当焊锡完全湿润焊点后，以大致45°的角度移开烙铁；
以上过程对一般焊点在大约2～3秒钟完成，应注意在焊锡尚未完全凝固以前不要晃动接元件，以免造成虚焊。
（3）焊接后的处理
当焊接结束后，应检查有无漏焊、错焊（极性焊反）、短路、虚焊等现象，清理PCB板上的残留物如：锡渣、锡碎、元件脚等。
对焊点的基本要求：
①焊点应具有良