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高低电平报警电路课程设计报告
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　电子技术课程设计(一)_高低电平报警器设计
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淮海工学院课程设计报告书课程名称：电子技术课程设计（一）题目：高低电平报警器系（院）：电子工程系学期：06-07-2专业班级：通信052班姓名：学号：评语：
成绩：签名：日期：
引言电子技术是二十世纪发展最为迅速的领域之一，这主要得益于集成电路和计算机的发明。这两项技术既是电子技术发展的产物，又是电子技术持续发展的推动力。可以预见在二十一世纪，电子技术还将以更快的速度向前发展。因此，掌握电子技术是对电类专业学生的基本要求。在我们的日常生活中，经常会用到一些仪器设备只能在一定的输入电压范围内工作，超出此范围，电路工作就不正常。由于这个原因，就需要对输入电压进行监控。1设计目的、要求⒈巩固加深对电子技术基础知识的理解,培养学生独立分析问题,解决问题,提高综合运用所学知识的能力。⒉通过查找资料，选方案，设计电路，安装调试，写报告等环节的训练，熟悉设计的过程，步骤，为以后从事电子电路设计、研制电子参品打下基础。⒊了解电子线路设计的过程、工艺、技术规范，学会书写设计说明书。⒋培养学生严肃、认真的科学态度和工作作风。2设计指标当输入电压VI≥2/3Vcc或VI≤1/3Vcc时电路报警。1）UI为0～15V步进电源，步进为1V。2）VCC=18V.3总体框图设计根据技术要求，此报警器可由以下几部分组成，首先要产生输入电压VI：0～5V的步进电第二部分是比较器，将VI与报警门限电平相比较，由于该报警器要求有两个门限电平，即或电路报警，而电路不报警，所以这里选用窗口比较器；第三部分则为报警电路。总体框图见图1
图1总体框图4功能模块设计4.1直流步进电源的原理框图直流步进稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图2。交流输入220V,50HZ图2直流步进电源的原理框图4.20～15V步进电源的设计由于要求输出0~15V步进电源，在此选用三端可调输出集成稳压器CW317。CW317输出电压范围1.2V～37V，为了能满足技术要求输出0～15V，可再选用一片CW337（输出-1.2~-37V），使之输出-1.2V，与CW317的+1.2V相加，从而使输出电压达到0V。参考电路如图3所示。图30～15V步进电源电路图可取IR1=3～6mA，R1=VREF/IR1=100~200Ω，取R1=100Ω。输出电压的表达式为：　　　　　　　　　调节R2，可改变输出电压的大小即改变即可改变，根据上式可以很容易的推导出四个开关不同的闭合方式下Uo1的值，四个开关有16种组合方式所以Uo1有16个值，CW337的输出UO2始终为-1.2V。选定R2的值为340，318，296，274，252，230，208，186，164，142，120，98，76，54，32，Ω。则通过公式计算输出电压，取几个电阻为例来验证：A1组成同相比例加法器，将Uo1与Uo2相加，即Uo=4（Uo1+Uo2）。当R2为340，318，296，274Ω时，、Uo=4（Uo1+Uo2），则可以算出分别为Uo=15V,Uo=14V,Uo=13V，Uo=12。则UO输出电压为0～15V，其步进为1V，符合系统设定。4.3电源变压器的设计变压器是输送交流电时所使用的一种变压器和变电流的设备。它通过磁路的耦合作用把交流电从原边输送到副边，利用绕制在同一铁心上的原绕组和副绕组匝数的不同，把原绕组的电压和电流从某种数量等级改变为副绕组的另外一种等级。本系选用额定电压为220V，频率为50HZ的电源变压器SL-100/220V，其作用是把输入为220V的电压转变为本设计系统所需要的50V电压。4.4单相桥式整流电路整流电路有单相桥式整流电路，单相半波整流电路，单相全波整流电路等。本系统选用单相桥式整流电路。工作原理单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，其电路如图4所示。 图4单相桥式整流电路在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图4的电路图可知：当正半周时二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。当负半周时二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图5。图5单相桥式整流电路波形图4.5电容滤波电路滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。电感器L对直流阻抗小，对交流阻抗大，因此L应与负载串联。经过滤波电路后，既可保留直流分量、又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。滤波电路常有电容滤波，电感滤波和RC滤波等。电容滤波电路电容滤波电路D1、D3导通，变压器次端电压v2给电容器C充电。此时C
正在加载中，请稍后...目录；摘要；引言；一、课程设计任务书；二、总体设计方案(画出一个实现电路功能的大致框图；三、单元电路（各组成部分电路）设计及其原理说明；四、元器件的选择及其相关技术数据，参数的计算；五、总体电路原理图及其整个电路的工作原理；六、课程设计中的收获和体会；七、参考文献；摘要；此报警器可由以下几部分组成，首先要产生输入电压V；2VCC3；112；VCC，电路报警，
一、课程设计任务书
二、总体设计方案(画出一个实现电路功能的大致框图)
三、单元电路（各组成部分电路）设计及其原理说明
四、元器件的选择及其相关技术数据，参数的计算
五、总体电路原理图及其整个电路的工作原理
六、课程设计中的收获和体会
七、参考文献
此报警器可由以下几部分组成，首先要产生输入电压VI：0~10V的步进电源；第二部分是比较器，将VI与报警门限电平相比较，由于该报警器要求有两个门限电平，即VI?或VI?
VCC ， 电路报警，而VCC?VI?VCC 电路不报警，所以这里选用窗口比较333
器；第三部分则为报警电路。 关键词
在我们的日常生活中，经常会用到一些仪器设备只能在一定的输入电压范围内工作，超
出此范围，电路工作就不正常。由于这个原因，就需要对输入电压进行监控。本课题从教学训练的角度出发，要求设计一个高低电平报警电路。
一、课程设计任务书
在日常生活中，经常会用到一些仪器设备只能在一定的输入电压范围内工作，当电压范围内工作，当电压超过此范围，电路就不能正常工作了，因此需要对输入电压进行监控。要求设计一个高低电平报警电路。 （一）课程设计的基本要求
1 设计任务应在规定时间内完成；
2 说明书书写工整；
3 电路原理图图面清晰，内容准确；
4 元件参数计算项目完整，计算说明清楚，计算结果基本正确。 （一）课程设计说明书的格式
1) 课程设计任务书
2) 总体设计方案(画出一个实现电路功能的大致框图) 3) 单元电路（各组成部分电路）设计及其原理说明 4) 元器件的选择及其相关技术数据，参数的计算 5) 总体电路原理图及其整个电路的工作原理
4. 课程设计中的收获和体会 5. 参考文献
（二）技术指标
当输入电压V1?
Vcc或V1?Vcc时电路报警，其中Vcc?12V,V1为0~10V
步进电源，步进1V。
（三）设计内容
此报警器可由以下几部分组成：
1．步进电源：产生0~10V的输入电压V1； 2．比较器：将V1与报警门限电平相比较，由于该报警器要求有两个门限电平，
Vcc上边发光二级管亮，如电路图当V1?Vcc下边发光二级
管亮，而Vcc?V1?Vcc电路不报警，此时比较器可选用窗口比较器。
电路图当V1?
（五）评分依据
1．平时的出勤情况占10%；
2．设计过程中的动手能力占20%;
3．课程设计说明书的总质量（包括课程设计思路是否合理，单元电路正确与否，
整体电路是否完整，电路原理说明是否基本正确等）占40%； 4．答辩过程中回答问题的情况占30%。
二、总体设计方案
根据技术要求，此报警电路由以下几个部分组成，首先要产生输入电压V1为0~10v的步进电源；第二部分应是比较器，将V1与报警门限电平相比较，由于该报警器要求有两个门限电平，即 如电路
V1?VccV1?Vcc
33图当上边发光二级管亮，如电路图当下边发光二级
Vcc?V1?Vcc
3管亮，而3电路不报警，此时比较器可选用窗口比较器。
三、单元电路(各组成部分电路)设计及其原理说明
1. 0~10V步进电源的组成如1所示，其中电源变压器，整流电路，
滤波电路等部分的设计。
上图为直流稳压电源的组成
步进电源由直流电源和求和电路组成，而直流电源由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路和加法电路5部分组成。由于要求输出0~10V步进电源，在此选用三端可调输出集成稳压器LM317，LM317输出电压范围为1.25V~37V，为了能满足技术要求输出0~10V，可再选用一片LM337（输出-1.25~-37V），使之输出-1.25V，与LM317的+1.25V相加，从而使输出电压达到0V。
该电路由整流部分、滤波部分、稳压部分和同相加法器组成。
整流部分的作用：实际是将变换后的交流电压转变为单方向的脉动电压。直流电路的任务是将交流点变为直流电。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用。因此二极管是整流电路的关键元件。
滤波电路的作用：对整流电路输出的脉动直流进行平滑，使之成为含交变成份很小的直流电压。滤波电路用于滤去输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成。由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容C在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电压降低时，就能把能量释放出来，使负载电压比较
平滑，即C具有平波作用。
三端可调输出集成稳压器LM317的作用：它的内部电路有比较放大器、偏置电路、电流源电路和带隙基准电压VREF等，它的公共端改接到输出端，器件本身无接地端。所以消耗的电流都从输出端流出，内部的基准电压接至比较放大器
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