LM358是將兩個(gè)運(yùn)算放大器集成在一起的集成電路，因此稱為雙運(yùn)算集成電路。其的封裝形式有塑封8引線雙列直插式、貼片式和圓形金屬殼封裝等。普遍應(yīng)用于信號(hào)放大、電壓比較電路中。下文介紹基于LM358的聲控延時(shí)開關(guān)電路設(shè)計(jì)
1.LM358特性
LM358的內(nèi)部功能框圖及各引腳功能如圖1所示，LM358內(nèi)部的兩個(gè)運(yùn)放電路a和b各自獨(dú)立，互不影響，因此應(yīng)用靈活。
圖1 LM358的內(nèi)部功能框圖及引腳功能
在應(yīng)用LM358時(shí)，通常有單電源供電和雙電源供電兩種供電形式，分別如圖2(a)和(b)所示。
圖2 LM358應(yīng)用時(shí)的兩種供電形式
單電源供電時(shí)，電阻R2、R3阻值應(yīng)相等，兩個(gè)電阻的取值范圍為30～100kΩ。參看圖2(a)，這時(shí)運(yùn)算放大器的增益由R4/R1的比值決定。雙電源供電時(shí)，電阻R1，R2阻值應(yīng)相等。參看圖2(b)，這時(shí)運(yùn)算放大器的增益由R3/R1的比值決定。可見，LM358無論應(yīng)用于單電源供電，還是應(yīng)用于雙電源供電，其運(yùn)算放大器的增益均可根據(jù)制作中的要求設(shè)計(jì)相關(guān)電阻器的阻值來確定。
2.聲控延時(shí)開關(guān)電路設(shè)計(jì)
2.1電路功能
聲控延時(shí)開關(guān)電路能通過聲音來控制電氣設(shè)備的開或關(guān)，還有延時(shí)功能。
2.2電路組成
用LM358制作的聲控延時(shí)開關(guān)電路如圖3所示，主要由電源電路、聲音信號(hào)拾取電路、音頻信號(hào)處理電路、驅(qū)動(dòng)電路、控制電路等組成。
圖3 LM358制作的聲控延時(shí)開關(guān)電路
電源電路由220V電源、開關(guān)S、電阻器R1、降壓電容器C1、整流二極管VD1、穩(wěn)壓二極管VD2、濾波電容器C2組成。
聲音信號(hào)拾取電路由可調(diào)電位器RP，電阻器RI、話簡B組成。
音頻信號(hào)處理電路由LM358、電阻器R4~R7.電容器C3和C4、二極管VD3~VD5組成。
驅(qū)動(dòng)電路由電阻器R8~R9、三極管VTI和VT2組成。
控制電路由電磁繼電器K、二極管VD6組成。
2.3工作原理
在用LM358制作的聲控延時(shí)開關(guān)電路接通220V交流電源電壓后，220V交流電壓經(jīng)降壓電容器C1降壓，整流二極管VDI整流，穩(wěn)壓二極管VD2穩(wěn)壓。濾波電容器C2濾波后，在C2上取得上正下負(fù)約6V的低壓直流電源，供以LM358為核心的聲控開關(guān)電路使用。
在圖3中，LM358內(nèi)部運(yùn)放a被設(shè)計(jì)為一個(gè)放大器，運(yùn)放b被設(shè)計(jì)為一個(gè)電壓比較器。當(dāng)聲控延時(shí)開關(guān)處于無聲響環(huán)境時(shí)，話筒B處于靜止工作狀態(tài)，集成電路LM358的3腳無音頻信號(hào)(交流信號(hào))輸人，不能觸發(fā)LM358內(nèi)部運(yùn)算放大器a工作，LM358的1腳無交流信號(hào)輸出，也無信號(hào)經(jīng)電容器C3、二極管VD4送到LM358的6腳，電壓比較器b的反向輸入端便經(jīng)電阻器R4接地線，偏置為低電壓，而電壓比較器b的同向輸人端就由電阻器R7、二極管VD5偏置為0.7V，于是控制LM358C的7腳輸出高電壓。經(jīng)電阻R8給三極管VT1加正向偏置電壓，使VT1處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，三極管VT2因無偏置電壓而截止，電磁繼電器K不動(dòng)作，其中觸點(diǎn)開關(guān)K-1斷開，燈泡H不亮。
當(dāng)有響聲時(shí)，話筒B便將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為音頻電信號(hào)，經(jīng)R1送到集成電路LM358的3腳，進(jìn)人運(yùn)算放大器a的正向輸入端，經(jīng)運(yùn)算放大器a放大后，從a輸出端LM358的1腳輸出音頻交流信號(hào)，再經(jīng)C4、VD3、VD4、C3組成的倍壓整流電路后，變成高電壓信號(hào)。由LM358C的6腳送到電壓比較器b的反向輸人端。由于R7、VD5分壓通過LM358C的5腳給電壓比較器b的同向輸入端提供的偏置電壓只有0.7V，就使得比較放大器b的輸出端通過LM358的7腳輸出低電壓，此時(shí)的三極管VTI因無偏置電壓而截止，三極管VT2則由于電阻器R9、R10正偏置而導(dǎo)通電流，電磁繼電器K得電使其中的開關(guān)K-2吸合，于是燈泡H點(diǎn)亮。
另外，適當(dāng)選擇電容器C3和電阻器R4的值，可使LM358的6腳輸入端的高電壓保持一段時(shí)間，即可以控制延長燈泡點(diǎn)亮的時(shí)間。電容器C3的容量越大，電阻器R4的阻值越大，延時(shí)時(shí)間也就越長。
若將該聲控延時(shí)開關(guān)安裝于樓梯，則可實(shí)現(xiàn)人走完樓梯后自動(dòng)關(guān)燈。
3.電路元件選擇
在制作圖3中聲控延時(shí)開關(guān)時(shí)，A選用LM358型雙運(yùn)算放大集成電路，可與NE532、μPC358C、μPC1251、TA75358P、HA17358、HA17358、GL358、AN1358S、AN6532、MB47358、LA6358、M5223、BA10358等型號(hào)集成電路直接代換使用。VI1、VT2選用9013型硅NPN三極管。VD1選用反向耐壓為1000V的1N4007型硅整流二極管;VD2選用穩(wěn)壓值為6V的2CW54型穩(wěn)壓二極管;VD3~VD6均可選用1N4148型硅開關(guān)二極管。
R1選用RJ-1W型金屬膜電阻器;R2~R10均選用RJ-1/8W金屬膜電阻器。RP選用WH5型小型合成碳膜可調(diào)電位器。C1要求選用CBB-630V聚丙烯電容器，C2、C3、C4均選用CD11-16電解電容器。
B選用CRZ2-113F型駐極體電容話簡。K選用4098或JZC-22F型工作電壓為6V的小型電磁繼電器。
4.后期調(diào)試
制作完圖中的聲控延時(shí)開關(guān)后，要試驗(yàn)性地調(diào)整可調(diào)電位器RP，調(diào)整方法為：在普通聲強(qiáng)的情況下。該開關(guān)不動(dòng)作;在有較響的聲音時(shí)，使聲控延時(shí)開關(guān)能夠起控。反復(fù)調(diào)整使兩種情況兼顧即可。
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