火灾报警器的仿真设计-电子科技大学

1、火灾报警器的仿真设计 - 电子科 技大学电子科技大学模拟电路基础应用设计报告设计题目：火灾报警器的仿真设计学生姓名：解春阳 学号： 2014020910016教师姓名：李朝海 日期： 2015.12.08设计任务设计要求： 通过两个温度传感器获得的电压差实现火灾自动报警。? 正常情况下，电压差为零，发光二极管不亮，蜂鸣器不响? 当有火情时，电压差增大，发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫 设计指标 :二、电路原理此火灾报警电路框图如下图 1 原理框图1) 温度传感电路常温下，硅管正向导通电压约为 0.7V ，当流过二极管的正向电流固定时，温 度每上升 1 度，正向电压下降大约 2mV。所以可用 1N41

2、48型二极管作为实际 温度传感器。仿真时用电压源 ui1 ，ui2 模拟温度引起的电压变化。2) 差分放大电路发生火灾时， 温度传感器的电压差可以迅速上升至几十到几百 mV，根据后级 的比较电压（可选）确定放大倍数，通过差分放大器将电压放大到大于比较 电压。Rf(u I2u I1 )图 2 差分放大电路本次实验为使使电压差放大 10 倍， R，Rf 分别取 1K和 10K，运放采用UA741型集成运放，其结构图如下图 3 UA741 集成运放3）电压比较电路本实验采用单限比较器电路。如图， 差分电路输出的电压从 A2的正向输入端输入，与单限电压比较器的阈值电压 UT进行比较UTR4R3 R4V

3、CCuo1UT 时， uo2=UOH。实验中 VCC为10V，查询稳压管参数可得 UZ=5.1V.由设计指标，当 Ui2 -UI1 0.2V, 即 UO12V 时，单限比较器输出高电平。所以不妨令 UT=1V，此 时 R3 可选 9K，R4 可选 1K，即可满足要求。为确保稳压管不被击穿， 需要加限流电阻 R6，查询参数得稳压管工作电流为 75.44mA,此时取 R6=100即可。4）声光报警电路当 A2 输出为高电平时，发光二极管导通，发光。此时对于 LED支路，支路电压为 5.1V ，查询 LED参数得工作电压 1.66V, 工作电流 15-20mA， 由此可得 R5=200 。查询蜂鸣器

4、参数可知工作电压 9V，工作电流 0.5A，三极管放大倍数 100，则基极 电流 I B5mA，由图 5 声光报警电路U Z U BER6三、电路仿真和结果选取电子元件，UBE=0.7V,可得表 1 元器件清单搭建仿真电路图 6 仿真电 路 仿真开始，LED亮起，蜂鸣器发出响声。 用万用表测得蜂鸣器两端电压为 9.896V， 发光二极管两端电压为 1.66V. 仿真成功。四、电路加工及测试（可选） 五、问题解答1.R5 的作用是什么？限流，防止电流过大烧毁稳压管2.R8 的作用是什么？调节基极电流，使晶体管导通六、总结通过这一次火灾报警电路仿真设计， 我感到了理论转换为实际的复杂， 也认 识到实践要有理论作为支撑才能成功。在这一过程中既让我加深了对电路原理 和结构的认识，也让我进一步掌握了对模电和仿真软件的运用。对于结构较复 杂的电路，需要注意划分模块连