火灾报警电路的设计模电课程设计.doc

模拟电子技术课程设计报告书 课题名称 火灾报警电路的设计 姓 名 学 号 院、系、部 通信与电子工程学院 专 业 电子信息工程专业 指导教师  2011年 12 月16 日 一、设计任务及要求： 设计任务： 采用差分式放大电路，单门限电压比较器，LED显示灯，蜂鸣器模块设计了一种智能火灾报警器，可以实现声光报警、故障自诊断等功能。 要 求： 1. 在正常情况下，声光报警电路部分不工作（即发光二极管不发光，蜂鸣器不报警）。 2.当有火情时，声光报警电路部分工作,驱动发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫报警。 3.采用Multisim10.O进行仿真，验证和完善设计方案。 指导教师签名： 2011年12月 日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2011年 12 月 日 三、成绩 验收盖章 2011年12月 日 火灾报警电路的设计 1 设计目的 （1）通过运用模拟电子技术的相关知识设计一个元件，来达到熟悉相关知识件的目的。 （2）了解的组成及工作原理。 熟悉的设计制作。 了解。 设计一个火灾报警器电路: （1）火灾发生前后，通过改变电阻的组织来实现声光报警电路的发生，然后，运用发光二极管，蜂鸣器等元件将报警结果表现出来。 （2）选择最具优势的各部分电路，如：直流稳压电路、惠更斯电桥、差分式放大电路、单门限电压比较电路等电路的选择。 （3）将已经选择好的各部分电路组合使之构成完整的电路图。 3 设计过程 3.1方案论证 该火灾报警器是有惠更斯电桥，差分放大电路，单门限电压比较器，声光报警电路组成，其原理框图如图所示： 图1火灾报警器原理框图 它的工作原理：通过第一部分惠更斯电桥电路的热敏电阻，采集温度变化信号，使之转变为电信号。再到第二部分的差分式放大电路的比例运算放大器，由电阻引入负反馈，构成差分比例运算电路。接着到第三部分单门限电压比较电路，如果输出的电压大于单限电压比较器的阈值电压，则就可以通过单限电压比较器，然后作用在发光二极管LED灯和蜂鸣器上。但如果差分放大器输出的电压小于阈值电压，则电流不会通过单限电压比较器，此时二极管工作在低电平状态，就不会有任何警报。最后到第四部分声光报警电路，当输入电压达到发光二极管LED灯和三极管正常工作电压时，二极管LED灯发光，蜂鸣器发声，实现报警，否则，不能实现报警。 3.2电路设计 （1）直流稳压电源的设计 直流稳压电源的设计如图2所示。 工作原理：由图2所示为火灾报警电路的第一部分——直流稳压电源。它是由电源变压器、整流电路、芯片三部分组成的。电路中XMM1输出电压为5V，XMM2输出电压为12V。 图2直流稳压电源 （2）惠更斯电桥电路设计 惠更斯电桥电路如图3所示。 工作原理：由图3所示为火灾报警电路的第二部分——惠更斯电桥电路。R2代表的是热敏电阻，采集温度变化信号，使之转变为电信号。 图3惠更斯电桥 （3）差分放大电路设计 差分放大电路设计如图4所示。 工作原理：由图4所示为火灾报警电路的第三部分——差分放大电路。U1为比例运算放大器，由R3引入负反馈，构成差分比例运算电路。VCC和VEE为比较电压值为±12V。 图4差分放大电路 （4）单限电压比较器电路的设计 单限电压比较器电路的设计如图5所示。 工作原理：由图5所示为火灾报警电路的第四部分——单限电压比较器电路。由图中R1、R2可以得出阈值电压，也就是说当从差分放大电路出来的电压大于阈值电压的时候才会由电流从单限电压比较器中流过。输出的直流电压作用于输入端1，如果输出的电压大于单限电压比较器的阈值电压，则就可以通过单限电压比较器，然后作用在发光二极管LED灯和蜂鸣器上。但如果差分放大器输出的电压小于阈值电压，则电流不会通过单限电压比较器，此时二极管工作在低电平状态，就不会有任何警报。 图