光电课程设计报告

课程设计总结报告

课程名称：《光电技术》课程设计学生姓名：汤备

系别：物理与电子学院专业：电子科学与技术指导教师：徐代升

2010年 07 月02日

目录

一、设计任务书 (3)

1、课题 (3)

2、目的 (3)

3、设计要求 (3)

二、实验仪器 (3)

三、设计框图及整体概述 (4)

四、各单元电路的设计方案及原理说明 (4)

NE定时器构成多谐振荡器作调制电源 (5)

1、用555

NE电路结构 (5)

（1）555

NE定时器组成的多谐振荡器 (5)

（2）由555

（3）发射端电路 (6)

LF放大器构成接收放大电路 (6)

2、用353

（1）光放大器 (7)

（2）光比较放大器 (7)

五、调试过程及结果 (8)

1、调试的过程及体会 (8)

2、调试结果 (8)

六、设计、安装及调试中的体会 (9)

七、对本次课程设计的意见及建议 (9)

八、参考文献 (10)

九、附录 (10)

1、整体电路图 (10)

2、课程设计实物图 (10)

3、元器件清单 (11)

一、设计任务书

1、课题

光电报警系统设计与实现。

2、目的

本课程设计的基本目的在于巩固电子技术、光电技术、感测技术以及传感器原理等方面的理论知识，从系统角度出发，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力，并养成严谨务实的工作作风。通过个人收集资料，系统设计，电路设计、安装与调试，课程设计报告撰写等环节，初步掌握光电系统设计方法和研发流程，逐步熟悉开展工程实践的程序和方法。

3、设计要求

（1）基本要求

NE构成占空比为0.5多谐振荡器作发光二极管的调制电源，并对参用555

LM构成比较放大器进行报警电路设计；画出所数选择进行分析说明；选用324

做实验的全部电路图，并注明参数；记录调试完成后示波器输出的各测量点电压波形。

（2）扩展要求（选做）

分析影响作用距离的因素，提出提高作用距离的措施；设想光电报警系统的应用场合，并根据不同应用提出相应电路的设计方案。如需要闪烁报警，电路如何设计？

二、实验仪器

多功能面包板………………………………………………………………1块TDS.60MHz.1Gs s双通道数字存储波示器………………………1台1002

YB A A直流稳压电源…………………………………………………1台

17333

万用表………………………………………………………………………1台

三、设计框图及整体概述

光电报警系统是一种重要的监视系统。目前其种类日益增多。有对飞机、导弹等军事目标入侵进行的报警系统；也有对机场、重要设施或危禁区域防范进行报警的系统。红外报警系统是各种报警器中使用最多的一种，它是利用在红外波段的光电探测器制作的一种光电探测系统。常用的红外报警器，按其工作方式可分为被动式和主动式两种。

被动式红外报警器只有接收部分，当有人和物体进入其监视范围之内时，人或物体发出的红外辐射被相应的红外探测器接收后，经过信号放大和处理，就会发出报警。

主动式红外报警器的原理框图如图1所示。由红外光源发出的红外辐射被红外探测器接收，红外辐射信号变为电信号，经信号放大和处理电路后送报警电路。这种报警器实际上分成发送和接收两部分，分开放置。当没有人和物体进入这两部分之间，红外辐射没有被阻挡时，报警处于一种状态，不报警。一旦有人或物体进入这两部分之间。红外辐射被阻挡，报警器立即翻转到另一种状态，即可报警。

图1 主动式红外报警器原理框图

一般来说，被动报警系统的保密性好，但是设备比较复杂；而主动报警系统可以利用特定的调制编码规律，达到一定的保密效果，设备比较简单。考虑到元器件及其他设备要求，本课程设计采用主动式红外报警器工作方式。

四、各单元电路的设计方案及原理说明

NE定时器构成多谐振荡器作调制电源

1、用555

555定时器是一种应用方便的中规模集成电路, 广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。

NE电路结构

（1）555

555NE 定时器的内部电路由分压器、

电压比较器1C 和2C 、简单SR 锁存器、放电三极管T 以及缓冲器G 组成，555NE 集成电路的内部结构如图2所示，管脚图如图4所示。

图2 NE555集成电路的内部结构图

图3 NE555 集成电路管脚图

（2）由555NE 定时器组成的多谐振荡器

NE555集成电路的内部结构可参看图2。用它构成占空比为0.5的多谐振荡器原题图如图4所示。下面对照电路图简述其工作原理及参数选择。

当3脚为高电平（略低于Vc 时），输出电压将通过R1对C1充电。A 点电压按指数规律上升，时间常数为R1C1。

当A 点电压上升到上限阙值电压（约2Vc/3时），定时器输出翻转成低电平（略大于0V ）。这时，A 点电压将随C1放电而按指数规律下降。当A 点下降到下限阙值电压（约Vc/3）时，定时器输出变成高电平，调整R2的阻值得到严格的方波输出。

用NE555组成振荡器来驱动发光管时，要注意发光管上串联一个限流电阻。使输出电流小于或等于发光管的最大正向电流F I 。若振荡器输出电压为Vo ，则限流电阻R 取值为 8

7 6 5

1 2 3 4

NE555

F F O I V V R -≥ 如果限流电阻低于上述公式所得值，或未加限流电阻，则会造成发光管和定时器烧毁。

图4 多谐振荡器

（3）发射端电路

如图4，当，，Ω=Ω=k 1002R k 101R C1=0.1F μ,C2=0.01F μ,)117.1(/1f C R ≈时，输出方波的占空比满足设计要求，即为50%。占空比为50%的方波发射电路如图5所示。

图5 发射端电路图