无源停电报警器

无源停电报警器

摘要

这里介绍的停电报警器不需要备用电池，当220V交流电网停电时，它就会发出长约5min急促的“嘟-嘟-”报警声。它是根据光电耦合器4N25的性能，来改变具有振荡器功能与非门CD4011的工作状态,当起振时陶瓷片B就会发出报警声音。它可用于装有自动打铃装置学校的传达室中，知道停电后，可采用人工打铃保证学校作息时间不受影响。

关键字：关键字：无源报警器、光电耦合器4N25、CD4011

目录

第一章前言 (1)

第二章电路原理及主要功能模块 (2)

2.1电路原理图及其工作原理分析 (2)

2.2振荡电路模块 (3)

2.3整流电路模块 (5)

2.3光电耦合电路模块 (7)

第三章电路集成块和集成芯片基本功能介绍 (9)

3.1二输入端四与非门CD4011集成电路 (9)

3.2光电耦合器4N25 (11)

第四章元器件选择及其分析介绍 (14)

4.1电容 (14)

4.2电阻 (15)

4.3二极管 (16)

4.4压电陶瓷片 (18)

第五章电路装置、调试及其故障分析 (19)

5.1 元器件检测 (19)

5.2 面包板调试其电路功能 (19)

5.3 印刷电路板的规划及其元器件的安装 (19)

5.4 手工焊接 (20)

5.5电路的调试、故障分析及其结果 (21)

第六章结束语 (22)

6.1论文总结 (22)

6.2工作展望 (22)

参考文献、资料索引 (23)

致谢 (24)

第一章前言

在电子科学技术高速发展的今天，电子产品越来越多的应用在我们的日常生活中，像日常我们工作所用的电脑、手机等等，这些高科技产品给我们带来了极大的方便，这要归功于科学技术的高度发达。如今，日常生活也越来越走向电子化。

无源停电报警器是我们所要做的毕业设计课题。它的电路主要包括振荡电路、整流电路和光电耦合电路三大部分。无源停电报警器涉及到《模拟电子技术》、《数字电子技术》中的相关知识。特别是对一些电路的分析都涉及到《模拟电子技术》中所讲到的知识以及面对电路时的分析方法、思路。通过对本设计的模块式的分开分析、设计，如整体电路是有振荡电路、整流电路、光电耦合电路组成。我们把原本复杂的电路简单化、部分化，最后再把每部分有机的结合起来，这样大大提高了工作效率，同时思路是相当明确。

毕业设计是重要，但更重要的是设计是的思路、方法，我们不能单纯的拿一个产品与另一项产品作比较。我们面对课题要深深挖掘它所包含的知识点，所含的问题，认真总结解决问题的方法。面对常用的一些元件电阻、电容、集成电路等等，我们要把他们有机的结合在一起，争取创造出更多的实验成果。

第二章电路原理及主要功能模块

本章主要详细分析电路的工作原理及其各功能模块的工作原理，还介绍了有关功能模块的设计方案、设计思想。

2.1 电路原理图及其工作原理分析

（1）无源停电报警器的电路原理图如图所示：

图2-1无源停电报警器的电路原理图

（2）无源停电报警器的电路的工作原理：

图中，A2即与非门A-D组成两个频率不等的振荡器，电路起振时，压电陶瓷片B 就会发出“嘟-嘟”报警声响。VD1-VD5、C1和C2组成电容降压桥式整流稳压电路，当220V电网正常供电时，C2两端输出15V左右的直流电。

直流电一路经R1使LED发光，表示电网供电正常；另一路经R2注入光电耦合器A1的1脚，使光电耦合器内藏发光管通电发光，因而光电耦合器内藏光敏三极管导通。A1的5脚为低电平，使与非门A的输入端8脚也为低电平，有与非门的基础知识输出端4脚输出低电平，这时振荡器停振，压电陶瓷片B无声；真流电的第三条支路是经VD6向C5充上约15V直流电，为C5存储电荷。

一旦220V交流电网停电，C2储存电荷通过R1和LED泄放，很快降到0V。这时有电指示灯LED熄灭。同时，A1的内藏发光二极管也随之熄灭，光敏三极管截止，5脚输出高电平，使与非门A的输入端8脚也为高电平有与非门的基础知识输出端4脚输出高电平，所以A2的两个振荡器起振，B就发出“嘟-嘟-”报警声。

A2报警所需要电源来自电容C5储存的电荷，这时二极管VD6截止，C5储存电荷不会送到VD6左边电路去。C5储存电荷只供A2使用，由于C5容量很大，且A2是CMOOS电路耗电极小，C5储存电荷足可供压电陶瓷片B发声5min之久，已满足使用要求。当电网恢复供电时，LED又点亮，A1的5脚输出低电平，振荡器停振，C5又充满电荷。

2.2 振荡电路模块

此模块电路是无源停电报警器电路的主题电路，它是A2即与非门A-D组成两个频率不等的振荡器，正是这部分电路的输出决定陶瓷片B的效果。

通常振荡电路有4部分组成：放大电路、反馈网络、稳幅环节、选频网络组成。其中反馈电路是正反馈电路，放大器的输入端外加输入信号Ui为一定频率和幅度的正弦波，此信号经过放大器放大输出信号Uo,而它又作为反馈网络的输入信号，在反馈网络的输出端产生反馈信号Uf。如果把反馈信号Uf，作为输入端的输入信号Ui输入放大器，当Ui与Uf的大小相等且相位相同，输入端可维持一定频率和幅度的信号Uo的输出，从而实现自激振荡。

为了使振荡电路输出一个固定的频率正弦波，要求自激振荡只能在某一频率上产生，而在其他频率上不能产生，因此振荡电路必须有选频网络，使得只有通过选频网络输出的信号Uf和Ui相同的条件而产生自激振荡，而其他的频率不能满足条件产生不了自激振荡。

（1）电路构成及工作原理

①电路构成

图2-2 振荡电路

其中电解电容C5是“电源”，当220V交流电断电时，它所存储的电荷为振荡电路供电。图中所示与非门B与R4,C3构成振荡器；与非门D与R5,C4构成振荡器；由于数值有差别，所以是两个频率不同的振荡器，即构成振荡电路。陶瓷片B是振荡的电路的输出端，有声音效果。

②电路的工作原理

它是有与非门B、R4、C3组成的振荡器，以及与非门D、R5、C4组成的振荡器，其原理如下：用门电路组成的多谐振荡器，它们最主要的用途是用来作时钟脉冲发生器，用来驱动计数器或脉冲分配器，使电路的各组成部分能够按照所设定的工作程序有条不紊地工作。用与非门和或非门组成的多谐振荡器如图所示。其振荡周期T=2．2R2·C1。

图2-3 与非门振荡器