2021年光电越限报警器模电课设.docx

XXXX学院

20XX—20XX学年度下学期

《模拟电子技术基础》课程设计

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20XX年X月

光电越限报警电路

在有珍贵文物及危险物品存放的场所，如有人超越规定界线，造成危险或毁坏公物。在这些场所若安装光电越限报警器，当有人超越规定的界线时，立即发出报警，就能引起人们的注意，有利于保护文物或减少事故。实用的光电越限报警器，需要有适合的光学系统，光电报警器电路是报警器和光耦结合的小小的结合，它可以运用到各种生产线上，如纺纱工业的监测各个丝线的有无断点，并加以提示，也可以稍加改进，让其能够计数，记录生产进度，安全性能高，节约了人力资源﹐并且不易出错，还能运用到人力不能监测的环境。可见光电报警器的运用能延伸到各个行业。

一、设计任务

设计一种光电越限报警器：

用滑动变阻器模拟光敏电阻，模拟无光线时也就是滑动变阻器阻值变大时，蜂鸣器报警；反之有光线时，阻值变小，蜂鸣器不报警。

二、系统原理框图

三、系统方案选择

通过滑动变阻器控制输出的高低电平，当滑动变阻器阻值调到最小时，三极管的基极电流增加，发射结的电压增大，当超过三极管的导通电压（一般硅管为0.7V，锗管为0.3V左右）时，三极管就会导通，此时三极管相当于工作在开关的闭合状态，相当于直接接地，三极管Q1处于临界导通状态，Q2处于饱和状态，所以输出为低电平“0”，所以蜂鸣器不

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会报警；当滑动变阻器阻值调至最大时，三极管的发射结电压降低，达不到它的导通电压，三极管Q1处于截止状态，Q2也处于截止状态，此时相当于工作在开关的断开状态，电势接近电源电压即为高电平“1”，所以蜂鸣器报警。本过程中对该报警器的设计采用模块化结构，利用了部分模拟电路实现报警功能。

工作原理：

为了方便滑动变阻器控制蜂鸣器的状态，使用的电路与滑动变阻器有关联。当滑动变阻器阻值调到最大，三极管Q1处于临界导通状态，Q2处于饱和状态，蜂鸣器报警；当滑动变阻器阻值调至最小时，三极管Q1处于截止状态，Q2也处于截止状态，蜂鸣器功率达不到报警状态。

四、各单元电路的设计与计算

单元电路（放大电路）

放大电路：

电路中三极管Q2构成功率放大器放大音频信号,使喇叭发声，其中电阻为限流电阻。

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当接通电源的时候时，如果滑动变阻器阻值变小，三极管的基极电流增加，发射结的电压增大，当超过三极管的导通电压（一般硅管为0.7V，锗管为0.3V左右）时，三极管就会导通，此时三极管相当于工作在开关的闭合状态，相当于直接接地，所以输出为低电平“0”，电路产生的音频信号就不能送到后端的功放进行放大，也就不能发声报警;如果滑动变阻器阻值变大，三极管的发射结电压降低，达不到它的导通电压，三极管截止，此时相当于工作在开关的断开状态，电势接近电源电压即为高电平“1”，电路产生的音频信号传送到后端的功放进行放大，发出警报。

蜂鸣器报警：

因为此次设计有时需要报警，因此可以用前级电路的输出电平来控制蜂鸣器，当输入高电平时，蜂鸣器工作，反之，输入低电平时，蜂鸣器不工作。

五、电路的仿真调试过程

调试分模块进行：

检查电路的是否连通，接通电源，如果符合高低电平的要求则表示该部分电路正常，继续进行下一步。

将蜂鸣器接入电路中，连接完毕后，接着调大滑动变阻器阻值，此时蜂鸣器会报警，反之调小滑动变阻器阻值，此时蜂鸣器不报警，符合设计的要求，这一部分电路也正常，至此所有电路全部调试完毕。

调试成功后的电路的功能为：滑动变阻器阻值变大时，蜂鸣器报警；滑动变阻器阻值变

小时，蜂鸣器不报警。

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