《模擬電路基礎(chǔ)》應(yīng)用設(shè)計(jì)報(bào)告火災(zāi)報(bào)警電路課程設(shè)計(jì)

1、電子科技大學(xué)模擬電路基礎(chǔ)應(yīng)用設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目： 火災(zāi)報(bào)警電路設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： ifonedayyou 學(xué)號： 教師姓名： 日期： 2015.12.6一、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個火災(zāi)報(bào)警電路通過兩個溫度傳感器獲得的電壓差實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動報(bào)警。正常情況下，電壓差為零，發(fā)光二極管不亮，蜂鳴器不響。當(dāng)有火情時，電壓差增大，發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器鳴叫。二、電路原理 為實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警電路的工作，共需要以下幾個電路： （1）二極管溫度傳感器 （2）電壓放大電路 （3）單限比較電路 （4）聲光報(bào)警電路 1）隨溫度的升高，熱敏電阻的阻值逐漸減小，通過兩熱敏電阻阻值變化 引起的壓差控制第一級運(yùn)放的輸入輸出。 2） 電壓差通過比

2、例運(yùn)放放大，并與第二級運(yùn)放反向輸入電壓相比較，形成單限 比較器。3） 通過第二級運(yùn)放正向輸入端電壓的變化，使單限比較器輸出不同的電平，來 控制發(fā)光二極管和蜂鳴器的工作與否。從而就控制了報(bào)警電路的工作與否。4）電路導(dǎo)通后，發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器報(bào)警。1.總體電路：ui1和ui2分別來源于兩個溫度傳感器，它們安裝在室內(nèi)同一處，一個安裝在金屬板上產(chǎn)生ui1，另一個安裝在塑料殼體內(nèi)部產(chǎn)生ui2.正常情況下，兩個溫度傳感器產(chǎn)生的電壓相等，ui1=ui2，發(fā)光二極管不亮，蜂鳴器不響。有火情時，金屬板上的溫度傳感器因金屬導(dǎo)熱快溫度上升較快，塑料殼內(nèi)的溫度傳感器溫度上升慢，使得ui1與ui2產(chǎn)生電壓差。差值電

3、壓增大到一定數(shù)值時，發(fā)光二極管發(fā)光且蜂鳴器鳴叫報(bào)警。分析：a1引入了負(fù)反饋，構(gòu)成運(yùn)算電路；a2沒有引入反饋，工作在開環(huán)狀態(tài)下，組成電壓比較器；后面分立元件為聲光報(bào)警電路及其驅(qū)動電路。 1.二極管溫度傳感器：以二極管作為溫度傳感器，將溫度變化轉(zhuǎn) 化為輸出電壓ui。 用恒定電流驅(qū)動二極管 輸出電壓ui 等于二極管的正向電壓 溫度上升時，二極管正向電壓下降，輸出電壓下降。 2.電壓放大電路：發(fā)生火災(zāi)時，溫度傳感器的電壓差迅速上升至幾十到 幾百mv, 通過差分放大器將電壓放大到大于比較電壓。 放大后得到第一級輸出電壓 3.單限比較電路：差分電路輸出的電壓從a2的正向輸入端輸入，與 單限電壓比較器（第二

4、級電路）的閾值電壓ut進(jìn)行比較。 當(dāng)uo1ut，uo2=uoh，輸出高電平，使發(fā)光二極管和晶體管導(dǎo)通。當(dāng)uo1ut，uo2=uol，輸出低電平，使發(fā)光二極管和晶體管截止。運(yùn)放輸出端可以用穩(wěn)壓管限幅，根據(jù)穩(wěn)定電壓和穩(wěn)定電流、負(fù)載電流可以 計(jì)算 限流電阻。4.聲光報(bào)警電路：當(dāng)a2輸出為高電平時，發(fā)光二極管導(dǎo)通，發(fā)光。 根據(jù)穩(wěn)定電壓和發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓（1.5-2v）、工作電流 （10-20ma）可以計(jì)算電阻r5。 當(dāng)a2輸出為高電平時，晶體管t導(dǎo)通，蜂鳴器鳴叫。 根據(jù)選擇的基極電流（ib）和穩(wěn)定電壓計(jì)算基極電阻r6。 運(yùn)放輸出端可以用穩(wěn)壓管限幅，根據(jù)穩(wěn)定電壓和穩(wěn)定電流、負(fù)載 電流可以計(jì)算限流電阻

5、。發(fā)光二極管的電流為id=(uoh-ud)/r7，晶體管基極電流ib=(uoh-ube)/r8，蜂鳴器電流為ic=ib。 若晶體管導(dǎo)通時處于飽和狀態(tài)，則ic=(vcc-uces/rl)=ib1203. 電路仿真與結(jié)果儀器選擇：運(yùn)放u1，u2選擇ua741；穩(wěn)壓管d1，d2選擇1n4733a;三極管選擇2n2222a;蜂鳴器選擇頻率為200hz.ui1=1.2v，ui2=1v，vcc=10v.r1=r2,r5為1k;r3(rf),r9為10k;r4為9k；r6為限流電阻100；從而，通過一級運(yùn)放后的輸出電壓o1=r3(ui1-ui2)/r1=2v第二級運(yùn)放有門限電壓ut=vcc*r5/(r4+r

6、5)=1v穩(wěn)壓二極管選用，因此，。發(fā)光二極管1.82，。由（）r7，可以得出r7=(uoh-ud)/id200;晶體管基極電流ib=(uoh-ube)/r8，ubd0.7v，ib約為幾毫安，故解得r8=(uoh-ube)/ib10k蜂鳴器電流即集電極電流ic=ib。 multsim仿真電路為： 如圖， ui1輸入到a1的同向端為1.2v，ui2輸入到反向端為1v。 當(dāng)uo2為高電平，發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，與此同時晶體管t導(dǎo)通，蜂鳴器鳴叫 若令ui1=ui2,即為溫度傳感器的電壓差為零（正常狀況），結(jié)果如圖 可以看到uo2位低電平，發(fā)光二極管截止沒有發(fā)光，三極管t也截止，蜂鳴器不報(bào)警。4 總結(jié)在這

7、次設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中，我通過在網(wǎng)絡(luò)上查閱資料，了解了火災(zāi)報(bào)警電路的基本構(gòu)成部分，即差分放大電路、單限比較電路、聲光報(bào)警電路。根據(jù)設(shè)計(jì)好的原理圖，使用電路仿真軟件完成設(shè)計(jì)，使我從中學(xué)到了電路分析和設(shè)計(jì)的基本方法，包括：分析要求和技術(shù)指標(biāo)，確定方案，搜尋元器件，電路仿真和優(yōu)化電路，加工和調(diào)測，總結(jié)，修改。這次的制作，讓我能夠主動自覺的去思考，主動學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，培養(yǎng)了一定的自學(xué)能力，分析問題的能力和解決問題的能力，再動手的過程中也動了腦。而且還鞏固了一些電子儀器的正確使用。一方面我對電路設(shè)計(jì)技術(shù)專業(yè)知識有了進(jìn)一步的掌握并熟悉了更多電子儀器的使用方法，掌握電子電路的測試方法，了解常用電子器件的類型和特性，同時掌握如何合理選用電子器件的原則。有了更多對模擬電子技術(shù)綜合性訓(xùn)練的機(jī)會。另一方面對于動手能力的培養(yǎng)和敏捷思維方式的形成起到很大