《烟雾报警器系统研究与设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《烟雾报警器系统研究与设计.doc（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录摘要：3一 前言3二 电路图4三 电路的组成4（1）电路检测器电路4（2）声光报警器电路4四 电路的工作原理4（1） 振荡模块5（2）前段电路模块5（3）光电耦合模块5五 光电耦合器6VLC内部结构和管脚排列6六 元器件的选择及其分析71电阻72电容83二级管84扬声器95开关106三极管107导线若干10七 电路装置，调试及其故障分析111元器件检测112电路板的规划及其元器件的安装11谢辞12参考资料12声光停电报警器摘要：该电路系统由电路检测器和声光报警器两部分组成，其系统电路是采用光耦合器来检测电路情况，当电网停电时就给声光报警器发出声光报警信号以提醒。 关键字：光电耦合器，无源报
2、警器 一 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.声光停电报警器就是其中的一个典型的例子，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. 声光停电报警器涉及到模拟电子技术和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.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
3、,同时思路是相当明确. 二 电路图 声光停电报警器的电路的原理图如图所示： 三 电路的组成 声光停电报警器主要由电检测器电路和声光报警器两部分组成。（1）电路检测器电路电检测器电路主要由二极管VD，电阻器R1，R2，电容器C1，发光二极管VL1和光耦合器VLC内部的发光一极管组成 。 （2）声光报警器电路声光报警器电路由VLC内部的光敏晶体管，电阻器R3，R4电容器C2，晶体管V1，V2，发光二级管VL2和扬声器BL组成。四 电路的工作原理 在电路正常时，交流220V电压经过VD整流，C1滤波后分为两路；一路经过R1限流降压后将VL1点亮；另一路径R2限流降压后将VLC内部的发光二极管点亮。V
4、LC内部的光敏晶体管受光照射后导通，使V1的基极变为低电平，由V1，V2和R3，R4，VL2组成的音频振荡器不振荡，BL不发声，VL2不发光。 当电路停电时，VL1和VLC内部的发光二极管熄灭，VLC内部的光敏晶体管截止，音频振荡器工作，BL发出报警声，VL2闪烁发光。（1） 振荡模块 此模块电路是声光停电报警器的主题电路，它是由V1，V2和R3，R4，VL2组成的音频振荡器正是这部分电路的输出决定BL和VL2接收的信号通常的振荡电路有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
5、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.（2）前段电路模块这部分的电路的主要作用是输出直流电压，通过电路把实际外电网中的220V
6、交流电整流成所用的直流电，整流后得到的电压约为15V的直流电。直流电基本分三条支路流动:直流电一路经R1使VT1发光，表示电网供电正常;另一路经R2注入VLC的1脚，使VLC内藏发光管通电发光，因而VLC内藏光敏三极管导通。VLC的5脚为低电平，输出低电平，振荡器停振，BL无声，VL2熄灭;真流电的第三条支路是经R4向C2充上约15V直流电。电路构成及工作原理电路构成整流稳压电路是有VD和C1组成电路。如上图所示图中最左端为220V交流电输入端，电容C1起电容滤波的的作用，二极管VD是整流稳压的主题，它有把常用交流电转换成本实验直流电的作用。形成电容滤波电路，可以获得平滑的直流电压。电路的工作
7、原理可归纳为二极管导通，截止的过程当二极管输入电压Ui上端为+时，VD导通，于是得到整流的效果，。发光二极管的工作此外此整流稳压电路模块包含一个:发光二极管的点亮功能。该功能具有指示作用，它的正常点亮表示电网正常供电。当外电网正常供电时，经过电路的作用后，电容C2的+端产生约+15V的直流电。直流电流过电阻R1，点亮发光二极管VL1这说明此时外电网220V，供电正常。如果外电网供电中断，电容C2所存储的电荷通过R4，VL2和 BL泄放，很快降到0V，所以VL1不亮。当外电网通电时，整流稳压电路产生+15V的直流电，VL1灯再次被点亮。 （3）光电耦合模块 这部分是可以说整个设计的控制部分，有承
8、前启后的作用。此模块的主要元件是光电耦合器VLC，它有着特殊的构造，对后面电路有控制作用。根据前面电路所提供的电流，VLC的输出端可以产生电平，这电平控制着后面的振荡电路。电路构成及工作原理1电路构成由电路图看出，光电耦合器VLC的输入端与电阻R2相连，光电耦合器的一引脚接地，其实这是一个发光二极管发光电路。光电耦合器的一引脚(内部接光敏三极管的集电极)接的是振荡电路部分。光电耦合器VLC是由发光二极管与光敏三极管封装在一起的。2电路的工作原理电路的工作原理可以说是特殊二极管与特殊三极管的联合作用。前段电路所产生的直流电经过R2流过光电耦合器的发光二极管，发光二极管会发光。光照在光敏三极管的光
9、敏部分，光敏三极管导通，三极管的集电极产生低电平，输出的为低电平，同样经过振荡电路，这时给BL和VL2的电信号为低电平，当外网220V电压中断，前段电路不能输出直流电，没有电流通过发光二极管，二极管不发光，光敏三极管截止，三极管的集电极产生高电平，同样经过振荡电路，这时BL和VL2的输入端B为高电平，所以发出报警声VL2闪烁。光敏三极管的工作原理和普通三极管的结构相类似。不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN结作为感光面，一般用集电结作为受光结，当有光照射在基区时，激发产生的电子-空穴对增加了少数载流子的浓度，使集电结反向饱和电流大大增加。因此，光敏二极管实质上是一种相当于在基极和集电极
10、之间接有光敏二极管的普通二极管。 五 光电耦合器 VLC光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管，光敏三极管等等。在光电耦合器输入端加电信号使发光源发光，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，这样就实现了电一光一电的转换。 VLC内部结构和管脚排列内部是一个发光二极管与光敏三极管的组合封装而成，外部为六引脚的集成电路。它采用双列
11、直插式6脚塑封包装，其中3，6脚为空脚，只用其1，2和4，5四脚，其中2，4脚为接地脚(GND)。 组成光电耦合器的主要结构 把发光器件和光接收器件组装在一个密闭的管壳内，然后利用发光器件的管脚作输入端，而把光接收器的管脚作为输出端。这样，光接收器件由于光敏效应而在光照后产生光电流并由输出端输出。从而实现了以光为媒介的电信号传输，而器件的输入和输出两端在电气上是绝缘的。 发光二极管发光二极管即LED是应用相当广泛的元件，由于本身有可点亮这一特性，常常作为指示灯。从外观上看发光二极管有两个引脚，一长一短，长引脚接正极，短引脚接负极。图b)是等效成理想情况下发光情景。虽然在它的两端直接接上3V的电
12、压后能够发光，但容易损坏，在实际使用中一定要串接限流电阻。 光敏三极管光敏三极管和普通三极管相似，也有电流放大作用，只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制，同时也受光辐射的控制。通常基极不引出。它通常和发光二极管一起使用，构成光电耦合元器件。 光敏三极管也是靠光的照射量来控制电流的器件。它可等效看作一个光电二极管与一只晶体三极管的结合，所以它具有放大作用。一般仅引出集电极和发射极，其外形与发光二极管一样。不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN结作为感光面，一般用集电结作为受光结，光敏三极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通三极管。当具有光敏特性的PN结受到光辐
13、射时，形成光电流，由此产生的光生电由基极进入发射极，从而在集电极得到一个放大了相当于倍的信号。 六 元器件的选择及其分析 1电阻 电阻，它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸，材料，温度有关。欧姆定律说，I=U/R，那么R=U/I，电阻的基本单位是欧姆，用字母表示。电阻的主要职能就是阻碍电流流过，并对电路有分压作用，如二极管的电路中经常有电阻起限流作用。在本实验中电阻全部采用RTX-1/8W型碳膜电阻。碳膜电阻器常用符号RT作标志，R代电阻器，T代表材料是碳膜，RTX表示小型碳膜电阻，而1/8W表示电阻的额定功率。碳膜电阻器的性能特点:稳定性良好，负温度系数小，高频特性好，受电压和频率影响较小，
14、噪声电动势较小，脉冲负荷稳定，阻值范围宽，因其制作容易，生产成本低。价廉，故应用非常广泛。(1)电阻的标识在国际上惯用色环标注法。色环电阻占据着电阻器元件的主流地位。色环电阻有的是用4个色环表示，有的用5个。区别是:4环电阻，一般是碳膜电阻，用3个色环来表示阻值，用1个色环表示误差。5环电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用4个色环表示阻值，另一个色环也是表示误差。色环电阻的规则是最后一圈代表误差，对于四环电阻，前二环代表有效值，第三环代表乘上的次方数。对于五环电阻，前三环代表有效数字，第四换代表几次方。熟记以下色换代表的有效数值:棕=1红=2，橙=3，黄=4，绿=5，蓝=6，紫=7，灰=
15、8，白=9，黑=0对于最后一个色环即误差色环，它主要有三种颜色:黄金色代表5%的误差，银色代表10%的误差，无色代表20%的误差。(2)电阻色环法的读数如有四环电阻，读出它的色环为:红蓝橙黄。对照上述规则知R=27*103=27K对于五环电阻，读出它的色环:红棕黄红银。得出R=21。4K。在读环过程中谨记环的顺序，不要把环读颠倒，一般看见第一环是黄，银，白，那就读错了，误差换才是这三种颜色。(3)电阻阻值的测量电阻的阻值可用万用表的欧姆档测量，欧姆可分为，K，M。由于电阻并没有方向性，所以测试阻值时表笔并没有方向，不过在测电路中的的电阻时最好断掉电源，电路中的电流会影响最后测量结果。(4)敏感电阻器常识a。热敏电阻:是一种对温度极为敏感的电阻器。分为正温度系数和负温度系数电阻器。b。光敏电阻:阻值随着光线的强弱而发生变化的电阻器，一般虽光强度的增加，电阻值减小。本次实验中R1，R2均采用1/2W金属膜电阻器；R3和R4均采用1/4金属膜电阻器。 2电容 电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐，滤波，耦合，旁路，能量转换和延时。电容器通常叫做电容。本电路我们选用的是电解电容和元片
