声控灯的分析与制作

知识应用

放大是最基本的模拟信号处理功能，大多数模拟电子系统中都应用了不同类型的放大电路。检测外部物理信号的传感器所输出的电信号通常是很微弱的，这些能量过于微弱的信号一般很难作进一步分析处理，所以需要进行小信号放大。针对不同的应用，需要设计不同的放大电路。

本任务主要以声控灯为例来理解小信号放大电路的工作原理。因此需要放大器对这些很弱的信号进行各种处理和放大。

声控灯在日常生产和生活中的应用广泛，图2.43所示为某声控灯的原理图，图中话筒将声音信号转变为电信号的变化，经过两级放大电路后驱动LED发光。

图2.43　声控灯的电路原理图

图2.43所示的声控灯电路原理图，具体原理为当话筒端有声音（可以用击掌来进行实验）时，话筒将声音信号转化为电信号，此信号送入VT1的基极进行放大，放大的信号再送入VT2放大，从而使VT2瞬间导通，二极管VD1发光，从而完成声控开灯的功能。图中R4、R5对VT2进行预偏置，使其处于接近（临界）导通状态，从而提高电路的灵敏度。VT2工作于开关状态，进行电流放大。

应用拓展

1.语音前置放大电路

由于各种信号源，如话筒、电唱盘等送来的信号很弱，不足以推动扬声器发声。如家用音响系统往往需要把声频信号功率提高到数瓦或数十瓦。因此，首先需要前置放大器对这些很弱的信号进行各种处理和放大。

1）语音前置放大器的主要技术指标

由于输入信号非常微弱，为改善信噪比、提高扩音器性能，因而要求语音前置放大级输入阻抗要高，输出阻抗要低，频带宽度要宽，噪声要小。本任务要制作的语音前置放大器的性能指标如下。

（1）工作电压：12 V。

（2）最大输入信号：＞50 mV。

（3）电路增益：30 dB。

（4）电路噪声：＜1 mV。

（5）失真：＜0.05%。

（6）频响：（200Hz～100 kHz）±3 dB。

2）语音前置放大器电路工作原理分析

最基本的小信号放大器通常是以三极管为核心，同时为了能得到好的性能，通常会增加各种负反馈，图2.44所示为语音前置放大器的电路原理图。

图2.44　语音前置放大器原理图(www.xing528.com)

（1）工作原理。

图2.44是由3个三极管组成的多级小信号放大器，VT1与VT2组成电压增益放大器，VT3为射极输出器，没有电压增益，电路虽然为三级直接耦合，但调整相对简单，VT1与VT2本级都有一定的交直流反馈，VT1的基极电流是通过R2取自正比于VT2的在R10上的电压降。采用这种相互偏置电路，主要是解决晶体管因温度的变化致使设置的静态工作点也随之变化的问题，因此这种电路比其他单管电路的稳定性好。

（2）元件清单。

语音前置放大器的元件清单如表2.7所示。

表2.7　语音前置放大器元件清单

（3）电路装配图。

语音前置放大器的装配图如图2.45所示。

图2.45　语音前置放大器装配图

自测习题

1.填空

（1）三极管有_______个工作区域，分别是_______、_______、_______；声控灯电路中的三极管工作在_______工作区域，语音前置放大电路中的三极管工作在_______工作区域。

（2）语音前置放大器有_______级放大电路，第一级的电路组态是_______（共集、共基、共射），此外最后一级的组态是_______（共集、共基、共射），采用的目的是_______。

（3）语音前置放大器中C4、R3的作用是______________；C1、C2、R4的作用是______________；VD2、R5的作用是_____________________。

自测习题答案