光电课程设计报告__光电报警系统设计与实现

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1、课程设计总结报告课程名称：《光电技术》课程设计学生姓名：系别：物理与电子学院专业：电子科学与技术指导教师：2012年05月20日-10-目录一、设计任务书1二、实验仪器1三、设计框图及整体概述2四、各单元电路的设计方案及原理说明3五、调试过程及结果7六、设计、安装及调试中的体会9七、附录10-10-一、设计任务书1、课题光电报警系统设计与实现。2、目的（1）本课程设计的基本目的在于巩固电子技术、光电技术、感测技术以及传感器原理等方面的理论知识，从系统角度出发，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力，并养成严谨务实的工作作风。通过个人收集资料，系统设计，电路设计

2、、安装与调试，课程设计报告撰写等环节，初步掌握光电系统设计方法和研发流程，逐步熟悉开展工程实践的程序和方法。本课程设计作为电子科学与技术（光电子方向）的入门类的课程设计，增加学生的兴趣。配合其它课程设计进一步加强对相关知识的深度了解。（2）通过本电路的设计、安装及调试，掌握简单的光与电的接口设计。巩固模电、数字和光电课程相关知识，熟悉DXP2004软件的使用。3、设计要求（1）基本要求用构成占空比为0.5多谐振荡器作发光二极管的调制电源，并对参数选择进行分析说明；选用构成比较放大器进行报警电路设计；画出所做实验的全部电路图，并注明参数；记录调试完成后示波器输出

3、的各测量点电压波形。二、实验仪器万用表1台多功能面包板1块直流稳压电源1台..双通道数字存储示波器1台-10-三、设计框图及整体概述光电报警系统是一种重要的监视系统。目前其种类日益增多。有对飞机、导弹等军事目标入侵进行的报警系统；也有对机场、重要设施或危禁区域防范进行报警的系统。红外报警系统是各种报警器中使用最多的一种，它是利用在红外波段的光电探测器制作的一种光电探测系统。常用的红外报警器，按其工作方式可分为被动式和主动式两种。被动式红外报警器只有接收部分，当有人和物体进入其监视范围之内时，人或物体发出的红外辐射被相应的红外探测器接收后，经过信号放大和处理，就

4、会发出报警。主动式红外报警器的原理框图如图1所示。由红外光源发出的红外辐射被红外探测器接收，红外辐射信号变为电信号，经信号放大和处理电路后送报警电路。这种报警器实际上分成发送和接收两部分，分开放置。当没有人和物体进入这两部分之间，红外辐射没有被阻挡时，报警处于一种状态，不报警。一旦有人或物体进入这两部分之间。红外辐射被阻挡，报警器立即翻转到另一种状态，即可报警。图1主动式红外报警器原理框图一般来说，被动报警系统的保密性好，但是设备比较复杂；而主动报警系统可以利用特定的调制编码规律，达到一定的保密效果，设备比较简单。考虑到元器件及其他设备要求，本课程设计采用主动

5、式红外报警器工作方式。-10-四、各单元电路的设计方案及原理说明1、用定时器构成多谐振荡器作调制电源555定时器是一种应用方便的中规模集成电路。应用十分广泛，可装如下几种电路：单稳类--作用：定延时，消抖动，分（倍）频，脉冲输出，速率检测等。双稳类--作用：比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等。无稳类--作用：方波输出，电源变换，音响报警，电控测量，定时等。（1）电路结构定时器的内部电路由分压器、电压比较器和、简单锁存器、放电三极管以及缓冲器组成，集成电路的内部结构如图2所示，管脚图如图4所示。图2NE555集成电路的内部结构图87651234NE555图

6、3NE555集成电路管脚图（2）由定时器组成的多谐振荡器NE555集成电路的内部结构可参看图2。用它构成占空比为0.5的多谐振荡器原题图如图4所示。下面对照电路图简述其工作原理及参数选择。当3脚为高电平（略低于Vc时），输出电压将通过R1对C1充电。A点电压按指数规律上升，时间常数为R1C1。-10-当A点电压上升到上限阙值电压（约2Vc/3时），定时器输出翻转成低电平（略大于0V）。这时，A点电压将随C1放电而按指数规律下降。当A点下降到下限阙值电压（约Vc/3）时，定时器输出变成高电平，调整R2的阻值得到严格的方波输出。用NE555组成振荡器来驱动发光管时

7、，要注意发光管上串联一个限流电阻。使输出电流小于或等于发光管的最大正向电流。若振荡器输出电压为Vo，则限流电阻R取值为如果限流电阻低于上述公式所得值，或未加限流电阻，则会造成发光管和定时器烧毁。-10-注：1地GND2触发3输出4复位5控制电压6门限(阈值)7放电8电源电压Vcc-10-图4多谐振荡器（3）发射端电路图5振荡发射电路原理图2、用放大器构成接收放大电路-10-由于光电探测器即热释电探测器所处的空间有限，在探测器上直接实现信号的处理是十分困难的。我们可以在靠近探测器的位置上放置小型前置放大器，用来放大探测器的输出信号，变换它的输出阻抗，改善分路电容

8、效应以展宽探测器的频带，使电信号经过这