电子科技大学模电课程设计报告——火灾报警电路

1、电子科技大学模电课程设计报告火灾报警电路作者：日期：电子科技大学模拟电路基础应用设计报告设计题目：火灾报警电路学生姓名：学号：教师姓名：日期：一、设计任务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。二、电路原理根据设计要求，把设计的电路分成以下三个模块（图1）：图 1 电路方框图电路详细构成如下：放大微弱电压信号判断是否需要报警报警指示1. 二极管温度传感器仿真时，可用电压源ui1 、ui2 模拟温度引起的电压变化，但可用二极管作为实际的温度传感器。常温下，硅二极管正向导通时的导通电压约

2、为0.7v。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 。图 2 二极管温度传感器 2. 差分电压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。因此选择图三这样的电路可将微弱的电信号放大10 倍左右。图 3 差分电压放大电路)(12iifouurru? 3. 单限电压比较器差分电路输出的电压从u2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。图 4 单限电压比较器cctohotoolotovrrruuuuuuuuu?4342121;时，时， 4.声光报警电路声

3、光报警电路由一个报警器、一个闪烁报警灯电路和一个放大电路组原设计中，是用红色led灯亮时表明发生火灾，但是闪烁的警示灯具有更好的警示效果。当 u2输出为高电平时，晶体管t 导通，蜂鸣器鸣叫，同时闪烁报警灯电路也开始闪烁。图 5 声光报警电路三、电路仿真和结果1. 选择的器件及其参数选用的元器件型号和数量(表 1) 表 1 选用的元器件型号和数量元件型号数量集成运算放大器ua741 3 个三极管2n2222a 1 个二极管稳压二极管1n4733a 4 个一般二极管1n4148 2 个发光二极管led 2 个1k4 个10k3 个9k1 个电阻1003 个13.5k 1 个20k1 个3k1 个1

4、k1 个电容0.01uf 1 个报警器蜂鸣器1 个2. 电路仿真将上述元件按照个执行功能连接，得到直流稳压电路，如图6 图 6 仿真电路图（1）产生温度电压差将其中一个二极管的工作温度调高（60）图 7 调整二级管工作温度（2）测量蜂鸣器波形和警示灯波形 a. 蜂鸣器波形蜂鸣器的波形要比蜂鸣器开启电压（9v）大，蜂鸣器才会开始工作图 8 测量蜂鸣器波形电路图 9 蜂鸣器工作电压波形则由波形图可知，输出电压为15v左右，蜂鸣器可正常工作，通过仿真也可听见蜂鸣器发出响声。b. 报警灯电路波形要时此电路报警灯闪烁，而且是两个灯交替闪烁，以起到警示效果，所以需要输出一个方波电压图 10 测量报警灯波形

5、电路图 11 报警灯电路波形输出的是方波图形，可以使两个报警灯交替闪烁，达到较好的警示效果，但是从图中也看出报警灯闪烁还是有一定延迟，不能和蜂鸣报警器同步。图 12 报警灯交替闪烁图本次仿真达到预期任务：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。所以本次仿真获得成功。四、电路加工及测试（可选）1. 焊接过程注意事项(1) 焊接时，应该遵循先焊小元件，如电阻和二极管等；后焊大元件，如电容。(2) 焊接时间不宜过长， 特别是在焊接 mc4558 和二极管的时候， 防止高温改变元件参数。2.

6、 阐明所用的测试仪、测试方法用到的测试仪器有直流电源，示波器。测量时，用示波器检测波形，需要的直流电压和方波信号是否达标。五、问题解答如何减小闪烁报警灯的报警延迟？可适当调高 r13的阻值，在 10k以上时，可近似看作没有延迟。六、总结本次电路设计具有很大的实用性， 我们生活的房屋中， 都安装有火灾报警器，火灾报警器在发生火灾时发出警报，让人们安全撤离， 减少人员伤亡， 所以在本次电路设计时， 也考虑到发生火灾时的气温会很高，因而设置二极管工作温度为60。同时为了在发生火灾时， 反应出情况的紧急， 我也将原先的二极管电路变为二极管交替闪烁报警电路，这样可以使报警器的报警效果更好。通过本次电路设计，了解了有关差分放大电路、方波发生器的原理，并将其做成模拟电路， 在实际生活中， 可大大减少人们生命财产安全受到损失，但是电路也有一些缺陷没有排除， 首先是报警灯电路的报警延迟，火灾发生时， 一分一秒都是万分宝贵的， 有延迟就可能造成损失。 虽然调高 r13电阻可减少延迟， 但也不能完全消减延迟， 同时，增大电