光電檢測設計報告new

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1、題目:簡單光電報警電路組長:組員:專業(yè):班級:指導教師:2014年4月19日目錄第1章概述1.1光電報警器的實用價值.1.2光電報警器的前景第2章光電報警器報警原理與總體設計2.1設計原理及說明2.2光敏三極管的原理及二極管的原理2.3繼電器及D觸發(fā)器的原理2.4給出整體框圖第3章各部分電路設計3.1發(fā)射電路設計3.2接收電路設計3.3放大電路設計3.4光電防盜報警電路設計3.5總原理圖第4章仿真4.1元器件的替代4.2仿真結果及說明第5章設計心得及不足之處第一章概述1.1光電報警器報警的實用價值隨著社會的不斷進步，

2、電子技術的不斷發(fā)展，人們生活水平得到了很大的改善，許多高科技產(chǎn)品的使用越來越成為家庭生活的主旋律，因此人們對自己所處環(huán)境的安全需求就越來越高，特別是家居安全，不得不時刻留意不速之客的光顧。為此許多小區(qū)、家庭都安裝了報警系統(tǒng)，這有效的保證了居民的人身財產(chǎn)安全。在本文中，介紹一種利用光敏三極管傳感器進行安全檢測監(jiān)控，并進行報警的系統(tǒng)的設計。1.2光電報警器的前景目前，市場上的光電管種類很多，許多是以對管的形式出售，對管的發(fā)射管和接收管工作在相同的光波波段，接收管只對發(fā)射管發(fā)出的光波敏感，在本實驗中我們選擇一對工作在“不可

3、見光”波段的對管。除了避免燈光和日光的干擾外，即使在黑暗中入侵者也看不到探測光束，具有很強的隱蔽性，而且此電路思路簡潔，成本較低。第2章光電報警器報警原理與總體設計2.1設計原理及說明常見的光敏器件有光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光耦等。本實驗中使用了光電二極管和光電三極管。光電二極管和光電三極管都是兩條引腳的元件，光電三極管沒有基極引出腳，它們的外形與LED相似。光電二極管分為發(fā)射管和接收管;光電三極管一般用于接收，但它的接收靈敏度比光電二極管高得多。2.2光敏三極管的原理及特性光敏三極管和普通三極管相似，也有

4、電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時也受光輻射的控制。晶體三極管，是半導體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導體基片上制作兩個相距很近的PN結，兩個PN結把整塊半導體分為三部分，中間部分是基區(qū)，兩側部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種從三個區(qū)引出相應的電極，分別為基極b，發(fā)射極e和集電極c。發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結叫發(fā)射結，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結集電極。基區(qū)很薄，而發(fā)射區(qū)較厚，雜質(zhì)濃度大，PNP型三極管發(fā)射區(qū)“發(fā)射”的是空穴，其移動方向

5、與電流方向一致，故發(fā)射極箭頭向里；NPN型三極管發(fā)射區(qū)“發(fā)射”的是自由電子，其移動方向與電流方向相反，故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭指向也是PN結在正向電壓下的導通方向。當光源照=照射到光敏三極管表面上，使光敏三極管產(chǎn)生集電極電流，該電流的大小與光照的強弱，亦即流過二極管的正向電流的大小成正比。2.3繼電器及D觸發(fā)器的原理電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動

6、觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。邊沿D觸發(fā)器：負跳沿觸發(fā)的主從觸發(fā)器工作時，必須在正跳沿前加入輸入信號。如果在CP高電平期間輸入端出現(xiàn)干擾信號，那么就有可能使觸發(fā)器的狀態(tài)出錯。而邊沿觸發(fā)器允許在CP觸發(fā)沿來到前一瞬間加入輸入信號。這樣，輸入端受到干擾的時間大大縮短，受干擾的可能性就降低了。邊沿D觸發(fā)器也稱為維持—阻塞邊沿D觸發(fā)器。電路結構：該觸發(fā)器由六

7、個與非門組成，其中G1和G2構成基本RS觸發(fā)器。工作原理：SD和RD接至基本RS觸發(fā)器的輸入端，它們分別是預置和清零端，低電平有效。當SD=且RD=1時，不論輸入端D為何種狀態(tài)，都會使Q=1，Q=0，即觸發(fā)器置1；當SD=1且RD=0時，觸發(fā)器的狀態(tài)為0，SD和RD通常又稱為直接置1和置0端。我們設它們已加入高電平，不影響電路的工作。工作過程如下：1、CP=0時，與非門G3和G4封鎖，其輸出Q3=Q4=1，觸發(fā)器的狀態(tài)不變。同時，由于Q3至Q5和Q4至Q6的反饋信號將這兩個門打開，因此可接收輸入信號D，Q5=D,Q6

8、=Q5=D。2、當CP由0變1時觸發(fā)器翻轉。這時G3和G4打開，它們的輸入Q3和Q4的狀態(tài)由G5和G6的輸出狀態(tài)決定。Q3=Q5=D，Q4=Q6=D。由于基本RS觸發(fā)器的邏輯功能可知，Q=D.。觸發(fā)器翻轉后，在CP=1時輸入信號被封鎖。2.4給出整體框圖該系統(tǒng)的設計思路如下圖所示第3章各部分電路設計3.1發(fā)射電路設計電路如下圖所示。電路是發(fā)射管