低频电子线路火灾报警电路课程设计

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1、 低频电子线路低频电子线路 课课 程程 设设 计计 书书 低频电子线路课程设计 2 一、设计目的 1、通过解决某一实际问题，加深和巩固课程所学理论知识和实践技 能，掌握模拟电子线路的一般设计方法。 2、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。 3，当环境温度的差值大于 1时，电路产生声、光报警信号。 4，学会使用 Protel 绘制原理图和电路板。 二、设计思路 1、 火灾发生前后， 通过改变电阻的阻值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、差分式放大电 路、单门限电压比较

2、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。 4、画出电路原理图生成电路板。 三、设计过程 1、设计方案 该电路主要由差分放大电路、电压比较器、声光报警电路组成。 基本框图如下图所示： 正常时两温度传感器所产生的输出电压几乎相等，电路不发出报警 信号放大和变换电路 信号源 执行机构 低频电子线路课程设计 3 信号。有火情时，安装在金属板上的传感器因金属导热快而温度升 高快，安装在塑料壳体内的传感器温度上升较慢，使得两个传感器 的输出信号之间产生电压差。当电压差值增大到一定数值，电路动 作发出报警信号。没有火情时，(ui1ui2)数值小，差分放大电路的 输出电压小于

3、电压比较器的阀值电压 uo1UT ， 电压比较器输出低 电平 uo2 = UOL ，电路不报警。 Ui1 Ui2 2、基本电路和工作原理 基本电路如图所示： 工作原理：ui1、ui2为温度传感器输出信号。N1、R1、R2、R3、 R4 构成差分比例运算放大器。N2、R5、R6 构成单值电压比较器， 其阀值电压UT由 R5、R6 的分压确定。 Uo1 Ur 差分放大电路 电压 比较器 声光报警器 Uo1 -Vcc -Vcc 低频电子线路课程设计 4 正常情况时ui1、ui2 两个信号的差值很小，放大器 输出uo1 UT ，故 uo2 0，电路不报警。 发生火灾时(ui1ui2 )的差值增大，放大

4、器输出uo1 UT ， 故 uo2 0，VD 和 VT 导通，电路报警. 四、电路的设计与计算 1，设计电路 （1）放大器的选择 选择 LM358 放大器，从网上查得其基本参数如下： 直流电压增益高(约 100dB) 。单位增益频带宽(约 1MHz) 。电源电 压范围宽：单电源(330V)；双电源(1.515V) 。低功耗电流，适 合于电池供电。低输入偏流。低输入失调电压和失调电流。共模输 入电压范围宽，包括接地。差模输入电压范围宽，等于电源电压范 围。输出电压摆幅大（0 至 Vcc-1.5V） 选择 LM324 放大器，从网上查得其基本参数如下： 运放类型：低功率 带宽:1.2MHz 针脚数

5、:14 工作温度范围:0C to +70C 封装类型:SOIC 3dB 带宽增益乘积:1.2MHz 变化斜率:0.5V/s 器件标号:324 器件标记:LM324AD 增益带宽:1.2MHz 工作温度最低:0C 工作温度最高:70C 放大器类型:低功耗 温度范围:商用 低频电子线路课程设计 5 电源电压最大:32V 电源电压最小:3V 芯片标号:324 表面安装器件:表面安装 输入偏移电压最大:7mV 则可确定其工作电压为正负 15V。 （2）发光二极管的选择 上网查询可选择 BT301 发光二极管，其基本参数如下所示： 参数 型号 最大耗 散功率 /W 最大工 作电流 /mA 正向电 压 /

6、v 反 向 电压 /V 反向电 流 /uA 波长 /nm 发光 颜 色 材 料 封 装 结 构 BT301 0.09 120 2 5 200 650 红 GaAsP =7.8 mm 当温度偏差 1时，Vo2=+Vcc Vd 可由最大限制电流 Idmax 和最大导通工作电流 Idmin max 8 Id R Vcc Vd min8/ 2 1 IdRVcc 则有： 125 12.0 8 A Vcc R 5.37 2.0 5.7 8 mA V R 可取 R8=800 （3）蜂鸣器的选择 上网查得型号分别为 HY12-1P 、HY12-2P 、HY12-3P 蜂鸣器的 低频电子线路课程设计 6 参数： Type Unit HY12-1P HY12-2P HY12-3P Rated Voltage V 1.5 3 5 Operating Voltage V 1-3 3-6 3-8 *Rated Current(MAX) mA 30 15 10 *Min Sound Output at 10 cm dB 85 85