cd4011聲光控電路圖詳解（延時(shí)開關(guān)電路）

　　集成電路CD4011是一個(gè)包含4個(gè)與非門的CMOS電路，每個(gè)與非門有2個(gè)輸入端一個(gè)輸出端。當(dāng)兩輸入端有一個(gè)輸入為0，輸出就為0。只有當(dāng)輸入均為1時(shí)，輸出才為1。當(dāng)兩個(gè)輸入端都為0時(shí)，輸出是1。

　　本文主要介紹CD4011制作的聲光控延時(shí)開關(guān)電路，分別從發(fā)工作原理、元器件的選擇、安裝與制作、調(diào)試以及故障檢測(cè)與檢修方面來(lái)詳細(xì)介紹，一起來(lái)了解一下。

　　聲光控延時(shí)開關(guān)的電路原理圖見圖1所示。電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路cd4011，其內(nèi)部含有4個(gè)獨(dú)立的與非門vd 1～vd4，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。

　　顧名思義，聲光控延時(shí)開關(guān)就是用聲音來(lái)控制開關(guān)的“開啟“，若干分鐘后延時(shí)開關(guān)“自動(dòng)關(guān)閉”。因此，整個(gè)電路的功能就是將聲音信號(hào)處理后，變?yōu)殡娮娱_關(guān)的開動(dòng)作。明確了電路的信號(hào)流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個(gè)單元，由此可畫出圖2所示的方框圖。

　　結(jié)合圖2來(lái)分析圖1。聲音信號(hào)（腳步聲、掌聲等）由駐極體話筒bm接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)c1耦合到vt的基極進(jìn)行電壓放大，放大的信號(hào)送到與非門（vd1）的2腳，r4、r7是vt偏置電阻，c2是電源濾波電容。

　　為了使聲光控開關(guān)在白天開關(guān)斷開，即燈不亮，由光敏電阻rg等元件組成光控電路，r5和rg組成串聯(lián)分壓電路，夜晚環(huán)境無(wú)光時(shí)，光敏電阻的阻值很大，rg兩端的電壓高，即為高電平間t=2πr8c3，改變r(jià)8或c3的值，可改變延時(shí)時(shí)間，滿足不同目的。vd3和vd4構(gòu)成兩級(jí)整形電路，將方波信號(hào)進(jìn)行整形。當(dāng)c3充電到一定電平時(shí)，信號(hào)經(jīng)與非門vd3、vd4后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開關(guān)閉合；c3充滿電后只向r8放電，當(dāng)放電到一定電平時(shí)，經(jīng)與非門vd3、vd4輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開關(guān)斷開，完成一次完整的電子開關(guān)由開到關(guān)的過程。

　　二極管vd1～vd4將交流220v進(jìn)行橋式整流，變成脈動(dòng)直流電，又經(jīng)r1降壓，c2濾波后即為電路的直流電源，為bm、vt、ic等供電。

　　原理圖：

　　線路板圖：

　　用聲光控延時(shí)開關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開關(guān)，只有在天黑以后，當(dāng)有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時(shí)，樓道燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，提供照明，當(dāng)人們進(jìn)入家門或走出公寓，樓道燈延時(shí)幾分鐘后會(huì)自動(dòng)熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會(huì)亮，可以達(dá)到節(jié)能的目的。聲光控延時(shí)開關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公樓、教學(xué)樓等公共場(chǎng)所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，適合廣大電子愛好者自制。

　　ic選用cmos數(shù)字集成電路cd4011，其里面含有四個(gè)獨(dú)立的與非門電路。內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖3，vss是電源的負(fù)極，vdd是電源的正極?？煽毓鑤選用1 a／400v的進(jìn)口單向可控硅1 00-6型，如負(fù)載電流大可選用3a、6a、10a等規(guī)格的單向可控硅，單向可控硅的外形如圖4所示，它的測(cè)量方法是：用r&TImes;1檔，將紅表筆接可控硅的負(fù)極，黑表筆接正極（如印制板圖所示），這時(shí)表針無(wú)讀數(shù)，然后用黑表筆觸一下控制極k，這時(shí)表針有讀數(shù)，黑表筆馬上離開控制極k這時(shí)表針仍有讀數(shù)（注意觸控制極時(shí)正負(fù)表筆是始終連接說(shuō)明該可控硅是完好的。駐極體選用的是一般收錄機(jī)用的小話筒，它的測(cè)量方法是：用r&TImes;100檔將紅表筆接外殼的s、黑表筆接d，這時(shí)用口對(duì)著駐極體吹氣，若表針有擺動(dòng)說(shuō)明該駐極體完好，擺動(dòng)越大靈敏度越高；光敏電阻選用的是625a型，有光照射時(shí)電阻為20k以下，無(wú)光時(shí)電阻值大于100mq，說(shuō)明該元件是完好的。二極管采用普通的整流二極管1n4001～1n4007。總之，元件的選擇可靈活掌握，參數(shù)可在一定范圍內(nèi)選用。其它元件按圖1所示的標(biāo)注即可。

　　準(zhǔn)備好全套元件后，用萬(wàn)用表粗略地（因出廠前已測(cè)量過）測(cè)量一下各元件的質(zhì)量，做到心中有數(shù)。焊接時(shí)注意先焊接無(wú)極性的阻容元件，電阻采用臥裝，電容采用直立裝，緊貼電路板，焊接有極性的元件如電解電容、話筒、整流二極管、三極管、單向可控硅等元件時(shí)千萬(wàn)不要裝反，注意極性的正確，否則電路不能正常工作甚至燒毀元器件。印刷電路圖如圖5所示。

　　調(diào)試前，先將焊好的電路板對(duì)照印刷電路圖認(rèn)真核對(duì)一遍，不要有錯(cuò)焊、漏焊、短路、元件相碰等現(xiàn)象發(fā)生。通電后，人體不允許接觸電路板的任一部分，防止觸電，注意安全。如用萬(wàn)用表檢測(cè)時(shí)，只用將萬(wàn)用表兩表筆接觸電路板相應(yīng)處即可。

　　本電路調(diào)試時(shí)請(qǐng)先將光敏電阻的光擋住，將ab分別接在電燈的開關(guān)位上，用手輕拍駐極體，這時(shí)燈應(yīng)亮，若用光照射光敏電阻，再用手重拍駐極體，這時(shí)燈不亮，說(shuō)明光敏電阻完好，這時(shí)即告本套件制作成功。若不成功請(qǐng)仔細(xì)檢查有無(wú)虛假錯(cuò)焊和拖錫短路現(xiàn)象。

　　調(diào)試中可能會(huì)出現(xiàn)以下故障。應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行檢修。

　?。?）晚上聲音小時(shí)白熾燈EL不亮，當(dāng)聲音很大時(shí)燈才亮。這是聲音信號(hào)輸入電路靈敏度降低所致。其原因可能是話筒MIC靈敏度降低、電容C1容量減小、三極管T1、電阻R2、R3等元件參數(shù)改變等等。檢修時(shí)，可適當(dāng)減小電阻R1的阻值以提高M(jìn)IC的靈敏度。增大電阻R2和減小電阻R3的阻值，以降低三極管T1的靜態(tài)工作點(diǎn)。也可用一個(gè)等值電容與C1并聯(lián)，觀察效果是否改變等方法，提高聲音輸入電路的靈敏度。

　?。?）晚上白熾燈EL經(jīng)常誤觸發(fā)而發(fā)光。這一般是聲音信號(hào)輸入電路靈敏度太高所致。檢修時(shí)對(duì)該部分電路的元件與上述（1）進(jìn)行相反調(diào)整。

　?。?）白天有聲音時(shí)白熾燈EL便亮。這是光信號(hào)輸入電路的故障。檢修時(shí)，檢查光敏電阻Rg是否接收光線不足，可采用清除光敏電阻Rg處灰塵，檢查光敏電阻Rg的位置是否正確，光敏電阻Rg是否開路，適當(dāng)增大電阻R4的阻值，降低與非門1的1端輸入電平等辦法加以解決。

　?。?）晚上有聲音時(shí)白熾燈EL也不亮。其原因是聲音信號(hào)輸入電路在有聲音時(shí)不能輸出高電平，光信號(hào)輸入電路輸出低電平，集成電路IC1損壞等造成的。檢修時(shí)，在有聲音信號(hào)時(shí)測(cè)量與非門1的2端是否為高電平，在無(wú)光時(shí)測(cè)量與非門1的1端是否為高電平。若不是高電平說(shuō)明故障在相應(yīng)的輸入電路，若是高電平應(yīng)檢查集成電路IC1的邏輯關(guān)系是否正確。

　　（5）白天和晚上白熾燈EL均長(zhǎng)亮。其原因一般是雙向可控硅T2被擊穿。檢修時(shí)，斷電后用萬(wàn)用表的電阻擋測(cè)量T2兩個(gè)陽(yáng)極之間的電阻，若在1KΩ以下，則說(shuō)明雙向可控硅T2已經(jīng)被擊穿，應(yīng)更換。

　?。?）白熾燈EL點(diǎn)亮的延時(shí)時(shí)間不合適。若燈亮的延時(shí)時(shí)間縮短了，有可能是電容C3漏電或者是容量減小所致，可用一只相同的電容嘗試。若嫌延時(shí)時(shí)間不夠，可適當(dāng)增大電阻R8的阻值，或者增大電容C3的容量。反之，減小電阻R8的阻值或者電容C3的容量即可。