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1、南华大学电气工程学院 电子技术课程设计任务书设计题目： 玻璃破碎报警器 专 业： 本12通信01班 学生姓名: 范文武 学号: 20124400130 起迄日期: 2014年12月9日 2014年12月30日 指导教师: 黄智伟 教研室主任： 王 彦 电子技术课程设计任务书1课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：一、课程设计内容 题目：玻璃破碎报警器要求：电源电压DC12V，利用压电陶瓷传感器作为玻璃破碎检测传感器，利用语音芯片完成声音报警。注：可以采用HTD27A-1或FT27型压电陶瓷片，晶体管或者OP等芯片制作。 二、课程设计要求1. 综合运用已学习过模拟电路和数字
2、电路等知识，阅读相关集成电路芯片资料和相关文献，了解电子电路设计的有关知识，方法和特点，掌握基本的电子电路设计和芯片使用方法。2. 一人一题，所设计的电路必须制作成功，并且全部或者部分通过计算机仿真。课程设计必须自己独立完成，不得从网上下载，一经发现该课程成绩记零分。3. 课程设计设计说明书（报告）应包括有： 电路工作原理分析 电路元器件参数设计计算 电路调试说明 电原理图和PCB图（必须自己画） 元器件装配图（必须自己画） 元器件清单 自己的收获和体会 要求字数不得少于3500字 要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel等软件绘制电原理图（SCH）、元器件布局图和印制电路板(PCB)
3、。 4. 所有的文档和表格必须采用Word形式。5. 同类型的设计题可以组成一个设计组，组员之间可以开展研究与讨论。雷同者均计0分。6. 阅读有关芯片英文参考资料，理解资料内容。7. 英文资料中的曲线、参数、方框图、引脚端封装等图（不包括电原理图和PCB图）可以直接采用（pdf文档中的图可放大300倍后裁剪到Word文档中），图中的英文可以采用英文（中文）方式翻译在图下。8. 英文资料中的一些词，如果翻译拿不准，可以采用英文（中文）方式标注。9. 设计资料中的有关的公式可以直接采用。10. 课程设计结束，需要交制作的作品、文字稿和电子稿，采用Word文档形式。11. 成绩评定： 按ABCDE分
4、档，其中：优秀为A，良好为B，中等为C，及格为D，不及格为E。 课程设计设计说明书占60%，实物制作占40%。2对课程设计成果的要求包括图表（或实物）等硬件要求：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。3主要参考文献：（1） 黄智伟全国大学生电子设计竞赛技能训练M北京：北京航空航天大学出版社，2011（2） 黄智伟全国大学生电子设计竞赛制作实训M北京：北京航空航天大学出版社，2011（3） 黄智伟全国大学生电子设计竞赛系
5、统设计M北京：北京航空航天大学出版社，2011（4） 黄智伟全国大学生电子设计竞赛电路设计M北京：北京航空航天大学出版社，2011（5） 黄智伟全国大学生电子设计竞赛 常用电路模块制作M北京：北京航空航天大学出版社，2011（6） 黄智伟等.基于NI multisim的电子电路计算机仿真设计与分析M北京：电子工业出版社，2007（7） 黄智伟.印制电路板（PCB）设计技术与实践M北京：电子工业出版社，2009（8） 高吉祥等.电子技术基础实验与课程设计M北京：电子工业出版社，2002（9） 吴运昌.模拟集成电路原理与应用M广州：华南理工大学出版社，2001年（10） 谭博学等. 集成电路原理及
6、应用M北京：电子工业出版社，2003（11） 魏立军.CMOS 4000系列60种常用集成电路的应用M北京：人民邮电出版社，1993（12） 杨宝清.实用电路手册M北京：机械工业出版社.2002 （13） 陈有卿.报警集成电路和报警器制作实例M人民邮电出版社1996 （14） 肖景和.红外线热释电与超声波遥控电路M人民邮电出版社.20034课程设计工作进度计划：序号起 迄 日 期工 作 内 容1. 2014.12.9开始资料查找和阅读22014.12.9-2014.12.14电路方案选择，电路设计和计算，电路仿真32014.12.14-2014.12.17材料购买，电路设计和PCB设计4201
7、4.12.17-2014.12.24PCB制作，电路元器件安装52014.12.24-2014.12.25作品调试62014.12.30结束课程设计设计说明书写作主指导教师王彦日期： 2014年12 月 9日至2014年12月30日目 录引言.1第一章 设计内容.21.1设计要求.21.2 电路工作原理分析.21.3电路元器件参数设计.3第二章 玻璃破碎报警器仿真.52.1 基于NI MULTISIM的电子电路仿真图.52.2 PCB原理图.52.3 PCB布线图.6第三章 总结.6第四章 心得体会.6参考文献.8附录一 元件清单.9 引言 在很多安全场合，比如文物防盗、博物馆防盗和重要机密或
8、重要文件保存，都需要设置玻璃破碎报警器来保证其安全，当然，现在很多家庭也装玻璃破碎报警器来防盗。目前采用最多的就是压电式玻璃破碎报警器，它具有使用频带宽、灵敏度高、结构简单、工作可靠、质量轻、测量范围广等许多优点。 第一章 设计内容1.1 设计要求电源电压DC12V，利用压电陶瓷传感器作为玻璃破碎检测传感器，利用语音芯片完成声音报警。注：可以采用HTD27A-1或FT27型压电陶瓷片，晶体管或者OP等芯片制作。 1.2 电路工作原理分析电路结构图：图1 玻璃破碎报警器电路原理：玻璃破碎报警器的电路见图1。压电陶瓷片B将碎发的振动信号或响声转换成电信号，这个极其微弱的电信号经过由三极管VT1和V
9、T2构成的直耦式放大器放大后，利用C2从VT2的集电极上取出放大信号，然后经二极管VD1、VD2倍压整流后使VT3导通。VT3导通后在R4两端产生的压降使单向可控硅VS导通并锁存，于是语言报警喇叭HA通电反复发出“抓贼呀”喊声。这时，只有按一下SB，方可解除警报声。该装置的电源是由电源变压器T将220V市电降压为12V，经QD全桥整流、C5滤波后供给整机工作。为了防备交流电中断，还增加了12V电池组。这样，当电网停止供电时，G自动续接供电，当电网复电后，G自动停止供电，始终让报警电路处于准备状态，十分实用可靠。这里由于制作设备的关系，电源我就直接用了8节干电池代替。1.3电路元器件参数设计 元
10、器件选择与制作：HA选用LQ46-88D型语言报警喇叭。振动传感器B采用HTD27A-1或FT27型压电陶瓷片（正品），并配用薄形塑料谐振腔即可，它对碎发响声与振动很敏感，而对缓慢变化的声响无效。VS用1A、100V单向可控硅，如MCR 100-1型等。VT1VT3均用9014或3DG8型硅NPN三极管，要求200。VD1VD3用1N4001型硅二极管。QD用QL-lA/50V整流全桥，亦可用四只1N4001型二极管替代。T选用220V/12V、5W电源变压器，要求长时间轻载运行不发热。G可用普通5号干电池八节串联而成。RP用WH7型微调电阻器。R1R4均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C1、
11、C2和C3均用CD11-16V型电解电容器，C4用CT1型瓷介电容器，C5用CD11-25V型电解电容器。SB用普通常闭型自复位按钮开关，亦可用KWX型微动开关代替。B在具体安装时，为了迷惑外人，可在玻璃橱窗内帖上一些装饰画或字，将B用强力胶粘贴在装饰画或字上，使人从外面看不出里面安有报警装置，然后用两根细导线将B接至主机上去。调整RP阻值，可以微调信号放大器的增益，使报警器的灵敏度合乎使用环境要求。 压电陶瓷片的原理 压电陶瓷片具有正压电效应：压电陶瓷片在外力作用下产生扭曲、变形时将会在其表面产生电荷，且产生的电荷量Q与作用力成正比，Q=33dF，33d为陶瓷的压电系数，F为极化方向作用力。压电传感器还具有一个重要特点：只能用于测量动态变化的信号，高频响应较好。 玻璃破碎时会产生10k15k的高频声音信号，该信号可使压电传感器的压电元件产生正压电效应。因而压电陶瓷片可对玻璃破碎信号进行有效检测，并对10kHz以下的声音有较强的抑制作用，从而检测玻璃是否发生破碎。玻璃破碎声发射频率的高低、强度的大小同玻璃的厚度、材料有关。使用石英玻璃在25、湿度25%时的破碎频率为12kHz。 第二章 玻璃破碎报警器仿真 2.1 基于NI MULTISIM的电子电路仿真图 图2.1 multisim仿真图 说明：信号发生器代替压电陶瓷片发出3KHZ的正弦波 2.2 PCB原理图 图2.2
