模电设计由比较器构成的光动报警电路 康成

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1、目录摘要：3一、设计要求1当光照达到某一门限以上时喇叭发出音乐报警；1当光照低于门限值时音乐电路不工作。1二、总体设计方案论证与选择1三、单元电路设计与主要元器件选择1四、设计方案2总体电路图：2原理及说明：2五、电路模拟调试与焊接3电路模拟3焊接4六、问题分析4七、结果分析5结论（仿宋体四号）7附录8参考文献9致谢10有比较器构成的光动报警电路摘要：电子电路种类很多，设计方法也不尽相同，尤其是随着集成电路的迅速发展，各种专用功能的新型器件大量涌现，使电路设计工作发生了巨大的变革。原始的分立元件电路的设计方法，已渐渐被集成块直接组装所取代。

2、所以，要求设计者应把精力从单元电路的设计与计算，转移到整体方案的设计上来，不断熟悉各种集成电路的性能、指标，根据总体要求恰当选取集成器件，合理地进行连接实验，完成总体的系统设计。本设计是一个由LM741集成运算放大电路组成的光动报警器，在设计中运用了比较器的知识，结合放大电路与光敏电阻对光照的特殊反应实现光控。一、设计要求当光照达到某一门限以上时喇叭发出音乐报警；当光照低于门限值时音乐电路不工作。二、总体设计方案论证与选择方案1：感光电路单限比较器音乐电路方案2：感光电路单限比较器放大电路音乐电路在设计时首先想到了使用方案1，在理论上可以实

3、现了电路的驱动，但在购买元件时，不能完全符合设计参数，尤其音乐电路需要的电压很高，而稳压管的击穿电压也不能正好符合这一高电压。如果不能很好的协调参数，就会对整个电路的灵敏度造成影响。为了提高整个电路的灵敏度就放弃此方案。在方案2中克服了方案１的不足，加入放大电路，可以对输入到音乐电路的电压进行调解，方便实际应用。且放大电路简单，元件易购买、便宜。对于音乐电路，开始想购买一套音乐集成电路，这样既优美有简单。但价格昂贵，于是就用蜂鸣器做音乐电路，况且这样会使音乐电路简单化，也减少了电路中一些不必要的麻烦。三、单元电路设计与主要元器件选择对感光电

4、路，开始设想由电源接光敏电阻直接与后面的回路构成串联关系，但经模拟发现这样就破坏了单限比较器，于是改用感光电路独构成回路，去回路中电阻的分压为比较器的输入信号。模拟证明此法可行。比较器单元就选用单限比较器，此比较器接触多，理论知识学的充分，也刚好可以借此机会实践一下理论与实践的结合。比较器中比较电压选用３伏，是为了防止电路误差过大引起电路灵敏度下降。由比较器的比较电压确定感光回路的电源为６伏。放大电路采用正相比例放大电路。不用反相比例放大是为了电路分析方便。9至于音乐电路部分，考虑成本问题，当然简单一点，选用蜂鸣器来使用。不过在实际操作中，

5、意外收获了发光二极管这一分路，这样整个电路就不只是在光照增强时报警，还可以在黑暗时变成光控灯，且这样也不会改变电路的原功能。四、设计方案通过对各方案的模拟分析比较，最终选择了方案2总体电路图：原理及说明：光敏电阻有随着光照增强，其阻值迅速减小的特性。二极管有单向导通性。单限比较器会根据输入信号不同正反不同方向的电压。对于单线比较器，其稳压管的击穿电压为+Ｕｚ／－Ｕｚ，当反相输入电压大于同相输入电压时，输出端输出电压为-Ｕｚ；当反相输入电压大于同相输入电压时，输出端输出电压为+Ｕｚ。利用光敏电阻特性，再与固定电阻，电源构成回路，则在不同光照下

6、固定电阻的分压就会不同。如光照增强，分压增大。将固定电阻的电压作为单限比较器的输入信号，随着光照增强，输入电压曾强，当高于比较电压后，输出电压跳变为反相电压，将输出电压放大后，再利用二极管的单向导通性，蜂鸣器工作而发光二极管不发光。由此实现对报警器的光控。9五、电路模拟调试与焊接电路模拟电路设计完后，首先要进行模拟运行。本次模拟软件使用Ｍｕｌｔｉｓｉｍ１０．０进行模拟。刚设计完的电路总需要调试后才可以运行。调试包括各元件参数及部分单元电路的连接。模拟时，用电位器代替光敏电阻。在模拟时，要注意监测单限比较器是否正常工作，同时需测量蜂鸣器与ＬＥ

7、Ｄ两端的分压，防止元件分压过大烧坏元件，或分压过小影响灵敏度。对调试好的电路模拟如下：（1）模拟运行１：将感光电路中的滑动变阻器调到阻值小于５０％（即光照增强），比较器输出端为负电压，蜂鸣器两端电压大小为４.２３９伏，蜂鸣器正常工作工作，并发出“吱吱”的报警声，而发光二极管不工作。模拟如图：(2)模拟运行２：将电位器调到阻值大于５０％（即光照减弱），检测到比较器输出电压正常偏转，比较器输出电压偏转为正相电压，蜂鸣器不工作，发光二极管两端电压大小为１.６６伏，二极管正常工作，二极管发出红光。模拟如图：9焊接对模拟成功的电路进行实物焊接时，要合

8、理布线，尽可能的防止各线之间的干扰。元件不要放置过紧，这样方便焊接。在焊接集成电路时要见焊点尽可能的焊小一点，防止引脚间的短路。焊接时间不宜过长，以防元件过热烧坏。六、问题分析１