光电报警器报告

目录

1 设计任务描述 (2)

1.1 设计题目：光电报警器 (2)

1.2 设计要求 (2)

1.2.1 设计目的 (2)

1.2.2 基本要求 (2)

1.2.3 发挥部分 (2)

2 设计思路 (3)

3 设计方框图 (3)

4 各部分电路设计及参数计算 (4)

4.1RC振荡器电路设计及其参数计算 (4)

4.1.1 RC振荡器电路设计 (4)

4.1.2 RC振荡电路参数计算 (4)

4.2功率放大电路设计及其参数计算 (5)

4.2.1功率放大电路设计 (5)

4.2.2功率放大器的参数计算 (6)

4.3 报警电路设计 (7)

4.4.1 报警电路的原理 (7)

4.4. 报警电路的参数计算 (7)

5 工作过程分析 (8)

6 元器件清单 (8)

7 主要元器件介绍 (9)

7.1集成运算放大器 (9)

7.1.1引脚图 (9)

7.1.2 参数 (9)

7.1.3 功能介绍 (9)

7.2光耦合器 (9)

7.2.1 内部结构图 (9)

7.2.2 功能表 (10)

7.2.3 功能介绍 (10)

7.3 半导体三极管2N2222A (10)

7.3.1引脚图 (10)

7.3.2 功能表 (11)

7.3.3 功能介绍 (11)

小结 (12)

致谢 (13)

参考文献 (14)

附录A1 逻辑电路图 (15)

沈阳工程学院课程设计论文

1 设计任务描述

1.1 设计题目：光电报警器

1.2 设计要求

1.2.1 设计目的

（1）掌握光敏传感电路的构成、原理与设计方法；

（2）掌握平衡式RC振荡器的设计方法。

1.2.2 基本要求

(1) 光敏电路的高电平最少5V，能有效抑制噪声干扰；

(2)采用BJT平衡式RC振荡器形成脉冲，频率200-400Hz。

(3) 输出电流幅度最少200mA，能够驱动喇叭发声。

1.2.3 发挥部分

(1)光耦隔离；

(2)多路输入集成；

(3)其他

光电报警器

2 设计思路

由《光电报警器》这个题目，我必须理解这个系统的工作原理，由光电报警器的字面意思了解，该系统利用光学和电学的物理原理来进行报警，利用光线来探测是否有人进入报警区，利用声音来对保安人员进行提醒。

对于光电报警器的设计思路是：首先我们需要声音来报警，则需要一个扬声器，而扬声器发声的条件是：输入的信号必须具有一定高的频率，所以我设计了一个RC振荡器，让它产生一定频率的信号;其次，输入的信号具有足够强的电流的强度，用以驱动扬声器发声，所以必须设计功率放大器，来放大RC振荡产生的信号。

要使的报警器能够报警，需要设计一个报警回路，来控制扬声器发声。对电路的要求是：在无人进入报警区时，报警回路须切断信号的流通；当有人进入报警区，报警回路使得信号流通，使得扬声器报警。；我利用发光二极管发出一束光线，照射光敏三极管，使得RC振荡器产生的信号接地，即扬声器无法获得信号，当有人挡住二极管发出的光线时，光敏三极管的电阻迅速增大到几兆欧几十兆欧，则光敏三极管相当于开路，信号通过功率放大器使得扬声器报警。

3 设计方框图

沈阳工程学院课程设计论文

4 各部分电路设计及参数计算

4.1RC振荡器电路设计及其参数计算

4.1.1 RC振荡器电路设计

图4.1 RC振荡器电路图

此电路由两部分构成，一部分为选频网络，一部分为放大电路。采用5V直流电源提供

=1/RC这样一个频率成分。这种微弱的信号经能源。由于电路中存在噪声，其中包括w=w

过放大电路放大，通过正反馈的选频网络，使输出的幅度越来越大，最后受电路中非线性元件的限制，使震荡幅度自动地稳定下来。为了改善电路中输出电压幅度的稳定问题，在放大电路的负反馈里采用非线性元件来自动调节反馈的强弱以维持输出电压恒定。

4.1.2 RC振荡电路参数计算

根据课程设计要求输出信号频率在200Hz-400Hz,

所以采用R=20kΩ C=20uf

在RC振荡器之后接一个示波器，波形图如下图，

光电报警器

由T1-T2=4.897ms，则周期T=4.897ms，频率f=204Hz，输出电流有效值I=4.27mA

符合课题的基本要求。

4.2功率放大电路设计及其参数计算

4.2.1功率放大电路设计

图4.2 功率放大电路

功率放大电流有很多种，有甲类、乙类、甲乙类功率放大电路，本次使用甲类功率放大器，对RC振荡器产生的音频信号进行放大，此次进行电流放大，使得达到扬声器的

沈阳工程学院课程设计论文

电流要求。静态时：1T 、2T 两管发射结电位分别为二极管1D 、2D 的正向导通电压降，致使两管均处于微弱导通状态，有较小的静态电流CQ I 。动态时：1D 、2D 交流电阻很小，可认为交流短路。存在较小的静态电流，每个导通时间大于半个周期基本不失真。

根据要求图中三极管Q 点等参数基本一致，二极管采用相同规格的。

4.2.2功率放大器的参数计算

VDD=12V VSS=-12V 0P =2

RL U /L R =0.624W

V P =2DD V *OM V /πL R =0.819W

η=0P /V P =76.2%

放大系数V A =136.804/4.27=32 选择3C 时，应满足C>(5~10)/2πL R L f

L f =204Hz L R =10Ω

所以3C 应选择10uf

图4.2.1 输入电流 图4.2.2 输出电流