火災(zāi)報(bào)警器的仿真設(shè)計(jì) 電子科技大學(xué)

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)警器的仿真設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 解春陽(yáng) 學(xué)號(hào)： 2014020910016教師姓名： 李朝海 日期： 2015.12.08一、 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)要求：通過(guò)兩個(gè)溫度傳感器獲得的電壓差實(shí)現(xiàn)火災(zāi)自動(dòng)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(shí)，電壓差增大，發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器鳴叫。設(shè)計(jì)指標(biāo):二、電路原理此火災(zāi)報(bào)警電路框圖如下 圖1 原理框圖1） 溫度傳感電路常溫下，硅管正向?qū)妷杭s為0.7V，當(dāng)流過(guò)二極管的正向電流固定時(shí)，溫度每上升1度，正向電壓下降大約2mV。所以可用1N4148型二極管作為實(shí)際溫度傳感器。仿真時(shí)用電壓源

2、ui1，ui2模擬溫度引起的電壓變化。2） 差分放大電路發(fā)生火災(zāi)時(shí)，溫度傳感器的電壓差可以迅速上升至幾十到幾百mV，根據(jù)后級(jí)的比較電壓（可選）確定放大倍數(shù)，通過(guò)差分放大器將電壓放大到大于比較電壓。 圖2 差分放大電路本次實(shí)驗(yàn)為使使電壓差放大10倍，R，Rf 分別取1K和10K，運(yùn)放采用UA741型集成運(yùn)放，其結(jié)構(gòu)圖如下圖3 UA741集成運(yùn)放3）電壓比較電路本實(shí)驗(yàn)采用單限比較器電路。如圖， 差分電路輸出的電壓從A2的正向輸入端輸入，與單限電壓比較器的閾值電壓UT進(jìn)行比較。,uo1<UT時(shí)，uo2=UOl；uo1>UT時(shí)，uo2=UOH。圖4 單限電壓比較器實(shí)驗(yàn)中VCC為10V，查詢

3、穩(wěn)壓管參數(shù)可得UZ=5.1V.由設(shè)計(jì)指標(biāo)，當(dāng)Ui2-UI10.2V,即UO12V時(shí)，單限比較器輸出高電平。所以不妨令UT=1V，此時(shí)R3可選9K，R4可選1K，即可滿足要求。為確保穩(wěn)壓管不被擊穿，需要加限流電阻R6，查詢參數(shù)得穩(wěn)壓管工作電流為75.44mA,此時(shí)取R6=100即可。4)聲光報(bào)警電路當(dāng)A2輸出為高電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通，發(fā)光。 此時(shí)對(duì)于LED支路，支路電壓為5.1V，查詢LED參數(shù)得工作電壓1.66V,工作電流15-20mA，由此可得R5=200。查詢蜂鳴器參數(shù)可知工作電壓9V，工作電流0.5A，三極管放大倍數(shù)>100，則基極電流IB<5mA，由，UBE=0.7V,可

4、得R6=1K圖5 聲光報(bào)警電路三、電路仿真和結(jié)果選取電子元件表1 元器件清單搭建仿真電路圖6 仿真電路仿真開(kāi)始，LED亮起，蜂鳴器發(fā)出響聲。用萬(wàn)用表測(cè)得蜂鳴器兩端電壓為9.896V，發(fā)光二極管兩端電壓為1.66V.仿真成功。四、電路加工及測(cè)試（可選）五、問(wèn)題解答1.R5的作用是什么？限流，防止電流過(guò)大燒毀穩(wěn)壓管2.R8的作用是什么？調(diào)節(jié)基極電流，使晶體管導(dǎo)通六、總結(jié)通過(guò)這一次火災(zāi)報(bào)警電路仿真設(shè)計(jì)，我感到了理論轉(zhuǎn)換為實(shí)際的復(fù)雜，也認(rèn)識(shí)到實(shí)踐要有理論作為支撐才能成功。在這一過(guò)程中既讓我加深了對(duì)電路原理和結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，也讓我進(jìn)一步掌握了對(duì)模電和仿真軟件的運(yùn)用。對(duì)于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的電路，需要注意劃分模塊連接調(diào)