电子设计 报警器 报告.docx

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电子设计报警器报告

昆明理工大学

《电子技术》课程设计报告

指导教师：

学院：

班级：

姓名：

学号：

学期：

2013－2014学年短学期

时间：

2014年6月30日－2014年7月11日

题目：

1、简单音频放大电路设计

2、断线防盗自动报警器设计

3、MF47型万用表装配

目录

一、课程设计任务书………………………………………………3

二、报告正文…………………………………………………………5

（一）应用电路设计及仿真…………………………………………5

1、简单音频放大电路设计……………………………………………5

2、断线防盗自动报警器设计…………………………………………6

（二）实物制作…………………………………………………………10

1、MF47型万用表装配…………………………………………………10

三、课程设计总结………………………………………………………14

四、参考文献……………………………………………………………15

《模拟电子技术》课程设计任务书

一、应用电路设计与仿真

课题1：

简单音频放大电路设计

（一）、任务：

了解和熟悉Multisim软件的使用和操作方法，在教师指导下，独立完成《简单音频放大电路》原理图的设计，并且通过Multisim软件仿真。

（二）、技术指标要求：

1、放大电路的输入阻抗≥30KΩ；输出阻抗≤30Ω；

2、放大电路的总增益为60dB；放大频率范围为10～20KHz；

3、输入信号为2mV，频率范围为10～20KHz正弦波信号，输出信号为2V且基本不失真；

4、负载阻抗100～500Ω，供电电源电压为12V，单电源或双电源均可。

课题2断线防盗自动报警器设计

（一）、任务：

在教师指导下，独立完成断线防盗自动报警器的电路原理图的设计，并且通过Multisim软件仿真。

（二）、技术指标要求：

1、用一根极细漆包铜线连续横穿盗贼可能进入的多个门、窗，这样，盗贼进入时细漆包线即被绊断，防盗报警器发出声光报警；

2、报警后即使盗贼将断线部分重新接上，报警仍继续；

3、消除报警和恢复监控的方法：

接通断线部分并按下复位按钮；

4、报警器由直流+12V电源供电，在监控状态下，报警器总电流（直流）小于0.2mA，报警时总电流小于200mA。

5、Multisim软件仿真：

（1）Multisim仿真演示；

（2）Multisim环境下电路原理图截图；

（3）Multisim环境下不同电路参数情况时数据分析截图。

二、实物制作

制作1、MF47型万用表装配

1、课题的任务和要求；

2、万用表原理简要说明；

3、安装、调试过程中所碰到的问题和解决方法；

4、心得体会

报告正文

一、电路设计及仿真

课题1简单音频放大电路设计

电路图

仿真结果

课题2断线防盗自动报警器设计

方案论证

报警器电路如下图所示

（1）在监控状态下，此时，复位器是断开的，导线闭合，LED1不发光。

（2）在报警状态下，此时导线断开，LED1发光，报警。

（3）即使把导线接上，LED1仍然发光。

（4）按下复位开关，LED1不发光，警报解除。

（1）当防盗线完好时，整个电路相当于由电源、防盗线和R1构成的简单电路。

（2）当防盗线被碰断后，则变成了一个由R1、R3、R4，二极管D1、D2，发光二级管LED1,三极管Q1、Q2构成的一个两级放大电路。

其中在这个电路中，R5、D2、D3起分压作用，R4其保护三极管Q1，防止基级电流过大烧坏三极管，R2在电路中起分压作用，当防盗线被碰断后，被短路的二极管D3、D2导通，由于R3的分压作用使三极管Q1工作在放大状态，使由R1、R2、Q1构成的回路导通，有电流经过R1从而使Q2导通并且工作在饱和状态，使发光二极管分得最多的电压和有最大的电流通过而尽可能的亮。

（3）当防盗线再次被接上后，二极管D2再次被短路。

此时，三极管Q1基极电压在由R4稳压二级管D1二极管D3电阻R3构成的回路共给，使三极管处于导通并放大状态。

同样使由R2R1三极管Q1构成的回路导通，使Q2的基极电压高于开启电压处于导通并饱和的状态,使发光二极管分得最多的电压和有最大的电流通过而尽可能的亮。

（4）当开关K2闭合后，在由电源供电的所有回路中二极管D3和三极管都被短路掉，从而使有R2R1三极管Q1构成的回路没有电流通过，三极管Q2没有基极电压处于截止状态，没有电流通过发光二极管LED1，不发亮。

1、电路分析

选取直流12V作设计电路时报警器的供给电压。

根据设计要求监控状态下要求有报警器总电流（直流）小于0.2mA,

R1主要是为了防止外界干扰报警器的正常工作时监控状态下的总电流都符合设计要求。

于此，为了保险，可取电阻R1为100KΩ.

又根据设计要求报警时总电流小于200mA。

则有，三极管Q2的发射极电流Ie小于200mA

令Ie＝200mA，三极管Q2的基极电流Ib=（200/100）mA=2mA

（根据需要，设计取三极管Q1、Q2的放大倍数都是100）

在电路开始正常工作时，Q1管和Q2管均处于导通放大状态，此时，对于Q2管，由于之前Q1管和Q2管对电流的放大使得Q2管的集电极电流变得很大，继而导致Q2管在瞬间状态就达到饱和状态，在此时，Q2管发射极和集电极间的电压很低（几乎可以达到0.2V或者0.3V左右），这使得连接发光二极管支路和R4的节点电压达到很高，进而，可以保证发光二级管导通发光时的电流和电压，实现报警。

并且，此时使得Q1管保持在导通放大状态。

为了保证流过发光二极管的电流在20mA或者30mA以上，特取30mA以上，而Q2管集电极下的节点电压大致在11.5V左右，因此，可以取R6电阻值为2kΩ以下为宜，此处设计取kΩ。

在由R3、D2、D3、R5以及电源构成的回路中，回路电流I2=（12-3*0.7）V/100K（令R1＝100K,三极管Q1处于导通状态。

则R5两端的电压U＝0.7V）＝0.099mA，此电流值相对于总电流很小，可忽略.并且,而当细漆包线再次由断而接上仍旧报警。

二、实物制作

制作1、MF47型万用表装配

一．课题的任务与要求：

1.完成MF47型万用表的装配。

2.实现其功能。

二．万用表原理简要说明：

万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表，一般的万用表可以测量交直流电流，交直流电压和电阻，有些万用表还可以测量电容，功率，晶体管共射极直流放大系数hFE等。

其结构主要由表头，档位转换开关，测量线路板和面板等组成：

表头设计万用表的测量显示装置，指针式万用表采用控制显示面板+表头一体化结构；档位开关用来选择被测量电量的种类和量程；测量线路板将不同性质和大小的被测电量转换为表头所能接受的直流电流。

3、装配过程记录：

1、看懂电路原理图和装配图，要对MF-47型万用表的工作原理有一定的了解,基本能看懂电路原理图,最基本要熟悉直流电压档、交流电压档、电流档、欧姆档的测量线路,电路中用了哪些元器件要做到心中有数,对照原理图结合装配图能熟练地在印制板上找到元器件相应的位置。

2、请看今天要安装的MF47型万用表的原理图（见下图）。

3、它的显示表头是一个直流μA表，WH2是电位器用于调节表头回路中的电流大小，D3、D4两个二极管反向并联并与电容并联，用于保护限制表头两端的电压起保护表头的作用，使表头不至电压、电流过大而烧坏。

电阻档分为×1Ω、×10Ω、×100Ω、×1kΩ、×10kΩ、几个量程，当转换开关打到某一个量程时，与某一个电阻形成回路，使表头偏转，测出阻值的大小。

4、正确判断出各色环电阻的阻值及二极管和电容的正负极性，按照装配图将他们准确无误的安装在电路板上。

5、电路板元件的焊接：

（1）焊接前一定要注意，烙铁的插头必须插在右手的插座上，不能插在靠左手的插座上。

烙铁通电前应将烙铁的电线拉直并检查电线的绝缘层是否有损坏，不能使电线缠在手上。

通电后应将电烙铁插在烙铁架中，并检查烙铁头是否会碰到电线等易燃用品。

烙铁加热时以及加热后不能用手接触烙铁的发热金属部分，以免烫伤或触电。

（2）新的电烙铁不能拿来就用，需要先在烙铁头镀上一层焊锡，方法是：

用锉刀把烙铁头锉干净，按上电源，在温度渐渐升高的时候，用松香涂在烙铁头上；待松香冒烟，烙铁头开始能够熔化焊锡的时候，把烙铁头放在有小量松香和焊锡的砂纸上研磨、各个面都要磨到，这样就可使烙铁头镀上一层焊锡从而加强烙铁头寿命。

（3）焊接时先将电烙铁在线路板上加热，大约两秒后，接焊锡丝，观察焊锡丝的多少，不能太多，造成堆焊；也不能太少，造成虚焊。

但焊锡熔化，发出光泽时焊接温度最佳，应立即将焊锡丝移开，再将电烙铁移开。

为了再加热中使加热面积最大，要将烙铁头的斜面靠在元件引脚上，烙铁头的顶尖抵在电路板的焊盘上。

焊点高度一般在2毫米左右。

（4）电刷的安装：

将电刷旋钮的电刷安装卡转向朝上，V形电刷有一个缺口，应该放在左下角，因为电路板的3条电刷轨道中间的2条间隙较小，外侧2条较大，与电刷相对应。

当缺口在左下角时电刷接触点上面有2个相距较远，下面2个相距较近，一定不能放错。

电刷四周都要卡人电刷安装槽，用手轻轻按下。

四．安装、调试过程记录

1、万用表的调试方法：

先装上电池和后盖，将红黑表笔分别插入“+”“-”极，档位开关旋转至欧姆档，红黑表笔靠在一起，观察指针是否转动，并微调校零旋钮进行校零。

校零之后，用红黑表笔进行测量电阻阻值，或测干电池两端的电压。

如果电压指针反偏，一般是表头引线极性接反；如果测电压示值不准，一般是焊接有问题，应对被怀疑的焊点重新处理。

2、调试过程中出现的问题及原因：

（1）表针不转 

表针不转是因为表头回路中没有电流流过,主要是表头、表棒损坏;接线错误;元件安装位置错误或者有虚焊;保险丝与保险座接触不良;电池极板装错,如果将两种电池极板装反了位置,电池两极无法与电池极板接触,电阻档就无法工作;电刷方向装错或者电刷的三个触脚没有与电路板接触也会导致表针不转。

（2）指针反偏 

　　这种情况一般是表头引线极性接反。

如果使用任何电阻档位,短接红黑表笔,指针都反偏,说明电池极性接反。

如果测量DCA、DCV正常,而ACV指针反偏,则为二极管接反。

（3）指针满偏 

　　调节调零电位器时指针不能左右摆动,说明此时流过表头的电流已大大超过了它的满偏电流,主要原因是电路中分流电路出了问题,应重点检查分流电路。

（4）测电压示值不准 

　　这种情况一般是焊接或者电阻安装有问题,应对被怀疑的焊点重新处理,检查是否把电阻装错位置。

三、程设计总结

经过两周的电子实习，我们进行了电子电路设计及仿真和MF47型万用表的装配。

我从中学到了很多宝贵的经验和知识。

通过这次电子实习，我深刻的认识到了，理论知识和实践相结合是教学环节中相当重要的一个环节，只有这样才能提高自己的实际操作能力，并且从中培养自己的独立思考、勇于克服困难。

这次实习我真的很高兴，主要是自己亲自参与并组装好了一个万用表。

虽然是第一次自己亲手制做实物，但是我在这次实习中认识到，只有自己亲手做了，才会明白其实很多事是很简单的，只要你敢做，就没有你做不到的事。

在我刚刚拿到零件的时候，看到那么多的东西，还是很手忙脚乱的，不知所措。

尤其是电阻那么的小，要是丢上一个，那就是前功尽弃了。

通过这一次的电子器件实习我不仅对成功有了更大向往,而且对于失败我也明白坦然的好处和换个角度想的态度，而且对一些基本的电子电气元件有了更深的认识.一切的技术与经验都是在实践中一点一滴的积累来的，这次我又知道了不少电路元件与如何安装的知识。

实习是培养我们动手能力的一个好机会，通过这次的电