火灾报警电路的设计模电课程设计报告.docx

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.可修编.

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※ 2010 级电子信息工程 ※

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※模拟电子技术课程设计※

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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、部专 业

指导教师

12 月16 日

通信与电子工程学院电子信息工程专业

011

年

一、设计任务及要求：

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

三、成绩

验收盖章

2011年12月

日

设计目的

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。

了解火灾报警器的组成及工作原理。

熟悉火灾报警器的设计、制作，与操作。

了解protel2004或Multisim的使用方法以及实现仿真。

设计思路

设计一个火灾报警器电路:

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。

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。

将已经选择好的各部分电路组合使之构成完整的电路图。

设计过程

方案论证

信惠更差分

信

惠更

差分

单门限

声光

号

斯

放大

电压

报警

源

电桥

电路

比较器

电路

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。

电路设计

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

D2D3

D2

D3

0°

TS_PQ4_12

XMM1

3

MDA980-2

2.2mF

100μF

2.2mF

100μF

1N4001GP

U3LM7812CT

1N4001GP

U1LM7805CT

V1

220Vrms

50Hz

T1

4

2

D1

1

C2

LINE VREGVOLTAGE

COMMON

C1

XMM2

C3

LINE VREGVOLTAGE

COMMON

C4

图2直流稳压电源

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。

VDD5V

VDD

5V

R1

1kΩ

R3

1kΩ

1kΩ

R4

1kΩ

差分放大电路设计

图3惠更斯电桥

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R比较电压值为±12V。

引入负反馈，构成差分比例运算电路。VCC和VEE为

3

1kΩVCC

1kΩ

VCC

1kΩ

R1

12V

U1

1kΩ

R2

OPAMP_5T_VIRTUAL

VEE

-12VR4

1kΩ

图4差分放大电路

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R、R

1 2

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