高低電平報(bào)警器

1、長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 題目 ： 高低電平報(bào)警器專(zhuān)業(yè) ： 自動(dòng)化班級(jí) : 080301班姓名 : 朱曉龍 ： 20080208 宋 揚(yáng) ： 20080186 李 瑩 ： 20080176 張家聚 ： 20080198指導(dǎo)教師 ： 蒲春華 2010年6月25日 2010年7月1日一.技術(shù)指標(biāo)及要求1當(dāng)輸入電壓或時(shí)電路報(bào)警。2VI為015V步進(jìn)電源，步進(jìn)1V。3VCC=15V.二、設(shè)計(jì)方案 根據(jù)技術(shù)要求，此報(bào)警器可由以下幾部分組成，首先要產(chǎn)生輸入電壓VI：015V的步進(jìn)電源；第二部分是比較器，將VI與報(bào)警門(mén)限電平相比較，由于該報(bào)警器要求有兩個(gè)門(mén)限電平，即或電路報(bào)警，而時(shí)電路不報(bào)警，所

2、以這里選用窗口比較器；第三部分則為報(bào)警電路。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖: 015V步進(jìn)電源報(bào)警電路窗口比較器 015V3、 設(shè)計(jì)原理1、015V步進(jìn)電源電路設(shè)計(jì)直流穩(wěn)壓電源組成框圖 由于要求輸出015V步進(jìn)電源，在此選用三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器CW317。CW317 輸出電壓范圍為1.25V37V，為了能滿(mǎn)足技術(shù)要求輸出015V，可再選用一片CW337（輸出-1.25-37V），使之輸出-1.25V，與CW317的+1.25V相加，從而使輸出電壓達(dá)到0V。 CW317、CW337外形及引腳排列該電路由整流部分、濾波部分、穩(wěn)壓部分和同相加法器組成。 整流部分的作用：實(shí)際是將變換后的交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)閱畏较虻拿}動(dòng)電壓

3、。直流電路的任務(wù)是將交流電變?yōu)橹绷麟姟Ｍ瓿蛇@一任務(wù)主要是靠二極管的單向?qū)щ娮饔?。因此二極管是整流電路的關(guān)鍵元件。濾波電路的作用：對(duì)整流電路輸出的脈動(dòng)直流進(jìn)行平滑，使之成為含交變成份很小的直流電壓。濾波電路用于濾去輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成。由于電抗元件在電路中有儲(chǔ)能作用，并聯(lián)的電容C在電源供給的電壓升高時(shí)，能把部分能量存儲(chǔ)起來(lái)，而當(dāng)電壓降低時(shí)，就能把能量釋放出來(lái)，使負(fù)載電壓比較平滑，即C具有平波作用。在這個(gè)電路中，C是C1和C5。 三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器CW317的作用：它的內(nèi)部電路有比較放大器、偏置電路、電流源電路和帶隙基準(zhǔn)電壓VREF等，它的公共端改接到輸出端，器件本身無(wú)接地端。

4、所以消耗的電流都從輸出端流出，內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓接至比較放大器的同相端和調(diào)整端之間。它的特點(diǎn)是輸出電壓連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍較寬。R2的大小根據(jù)輸出電壓調(diào)節(jié)范圍確定。C2和C6是用來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償、防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激振蕩和抑制電路引入的高頻干擾。C3、C4和C7是用來(lái)減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。同相加法器的作用：該電路是求和電路，和從同相輸入.參數(shù)計(jì)算：圖中用4個(gè)開(kāi)關(guān)的不同組合方式來(lái)調(diào)節(jié)CW317的輸出電壓Vo1已知VREF是CW317的基準(zhǔn)電壓，其值為VREF=1.25V,且 VO=VREF(1+R2/R1), 所以 ,改變即可改變，根據(jù)上式，可以很容易的推導(dǎo)出四個(gè)開(kāi)關(guān)不同的閉合方

5、式下Vo1的值。由于R2的取值范圍是（01200），根據(jù)上面的公式計(jì)算得的取值范圍是：1.25（1+0）V1.25（1+1200/100）V，即=(1.2516.25)V。而CW337的輸出電壓始終為-1.25v。A1組成同相加法器，根據(jù)電路圖，由虛短和虛斷的概念可得：A1組成同相加法器，根據(jù)電路圖，由虛短和虛斷的概念可得：-33個(gè)方程式聯(lián)立得，由的范圍可得的變化范圍是（015）V其它電阻和電容的大小由經(jīng)驗(yàn)可得。2. 窗口比較器的設(shè)計(jì): 窗口比較器電路圖 根據(jù)技術(shù)要求，Vl=1/5Vcc=3V,Vh=4/5Vcc=12V.工作過(guò)程如下： 1、當(dāng)VI>Vh時(shí)，D1導(dǎo)通，V0為低電平； 2、

6、當(dāng)VIVl時(shí)，D2導(dǎo)通，V0為低電平； 3、當(dāng)Vl<VI<Vh時(shí)，D1、D2都不導(dǎo)通，為高電平。3、報(bào)警電路的設(shè)計(jì)我們采用發(fā)光二極管報(bào)警，當(dāng)電壓超過(guò)限度時(shí)二極管閃爍。電路圖如下： 圖示電路中VI為窗口比較器的輸出，U3組成矩形波發(fā)生器，U4為單限比較器。U4的同相輸入端是一個(gè)連續(xù)變化的以零電位為對(duì)稱(chēng)的三角波，其幅度為 V=R3/(R2+R3)V。 周期為 T=2RCln(1+2R3/R2) 窗口比較器的輸出電壓與三角波相比較，當(dāng)1/5Vcc<VI<4/5Vcc時(shí)，VI為高電平。注意應(yīng)使VI>V，此時(shí)V。為低電平，發(fā)光二極管和蜂鳴器均不工作,。當(dāng)VI4/5Vcc或V

7、I1/5Vcc時(shí)，VI為低電平，經(jīng)過(guò)單限比較器，V。為正負(fù)相間的矩形波。當(dāng)正電平到來(lái)時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光；當(dāng)負(fù)電平到來(lái)時(shí)，發(fā)光二極管熄滅。這樣，只要矩形波發(fā)生器頻率適當(dāng)，就可看到發(fā)光二極管連續(xù)閃爍。蜂鳴器發(fā)出嘟嘟聲。四、優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) ： 整個(gè)工作系統(tǒng)完整、穩(wěn)定，安全可靠。缺點(diǎn) ： 電路線(xiàn)路較復(fù)雜，不容易連線(xiàn)。 元件清單: 變壓器 1個(gè) TSPQ4-10 雙15v 20w 調(diào)整管 1個(gè) 1A電流 穩(wěn)壓塊CW317 1塊 (北京全友微電子有限公司） 穩(wěn)壓塊CW337 1塊 (北京全友微電子有限公司） 運(yùn)放vA741(uA741) 5塊 （深圳市宏勝達(dá)電子有限公司） 二極管IN4001 2個(gè) （深圳南

8、柏實(shí)業(yè)有限公司） 發(fā)光二極管 1個(gè)、 蜂鳴器 1個(gè)，穩(wěn)壓管ZPD10 2個(gè)電阻、100k 7個(gè)，80k 1個(gè)，160k 1個(gè)， 320k 1個(gè) 640k 1個(gè),15k 9個(gè)，45k 1個(gè)， 300k 1個(gè)， 100 2個(gè)。電容 100u 3個(gè)，470u 2個(gè)，0.1u 2個(gè)，1.0u 1個(gè)。 導(dǎo)線(xiàn)若干。五 安裝與調(diào)試六 性能測(cè)試與分析七 結(jié)論與心得此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問(wèn)題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。比如在設(shè)計(jì)報(bào)警電路時(shí)，由于對(duì)在三角波與方波之間的轉(zhuǎn)換的內(nèi)容不是很清楚，這就導(dǎo)致了我無(wú)法順利的連接電路，通過(guò)仔細(xì)研究課本上有關(guān)的內(nèi)容，查資料，這次課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多，不僅是鞏固了先前學(xué)的模電、數(shù)電的理論知識(shí)，