文档介绍：工业大学
模拟电子技术基础课程设计
题目: 高低电平报警器
专业: 自动化
班级:
姓名:
指导教师:
2010年6月25日—— 2010年7月1日

。
~15V步进电源,步进1V。
=15V.
二、设计方案
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:0~15V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,即或电路报警,而时电路不报警,所以这里选用窗口比较器;第三部分则为报警电路。
系统设计框图:
0~15V步进电源
报警电路
窗口比较器

0~15V
设计原理
1、0~15V步进电源电路设计
直流稳压电源组成框图

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 ~37V,为了能满足技术要求输出0~15V,可再选用一片CW337(输出-~-37V),使之输出-,与CW317的+,从而使输出电压达到0V。
CW317、CW337外形及引脚排列
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电变为直流电。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。在这个电路中,C是C1和C5。
三端可调输出集成稳压器CW317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的同相端和调整端之间。它的特点是输出电压连续可调,调节范围较宽。R2的大小根据输出电压调节范围确定。C2和C6是用来实现频率补偿、防止稳压器产生高频自激振荡和抑制电路引入的高频干扰。C3、C4和C7是用来减小稳压电源
输出端由输入电源引入的低频干扰。
同相加法器的作用:该电路是求和电路,和从同相输入.
参数计算:
图中用4个开关的不同组合方式来调节CW317的输出电压Vo1已知VREF是CW317的基准电压,其值为VREF=, 且
VO=VREF(1+R2/R1),
所以,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Vo1的值。
由于R2的取值范围是(0~1200),根据上面的公式计算得的取值范围是:
(1+0)V~(1+1200/100)V,即=(~)V。
而CW337的输出电压始终为-。A1组成同相加法器,根据电路图,由虚短和虚断的概念可得:
A1组成同相加法器,根据电路图,由虚短和虚断的概念可得:
------------①
--------------------------②
---------------------------------3
3个方程式联立得,
由的范围可得的变化范围是(0~15)V
其它电阻和电容的大小由经验可得。
窗口比较器的设计:
窗口比较器电路图

根据技术要求,Vl=1/=3V,Vh=4/=:
1、当VI>Vh时,D1导通,V0为低电平;
2、当VI〈Vl时,D2导通,V0为低电平;
3、当Vl<VI<Vh时,D1、D2都不导通,为高电平。
3、报警电路的设计
我们采用发光二极管报警,当电压超过限度时二极管闪烁。电路图如下:
图示电路中VI为窗口比较器的输出,U3组成矩形波发生器,U4为单限比较器。U4的同相输入端是一个连续变化的以零电位为对称的三角波,其幅度为 V=R3/(R2+R3)V。
周期为 T=2RCln(1+2R3/R2)

窗口比较器的输出电压与三角波相比较,当1/<VI<4/时,VI为高电平。注意应使VI>V,此时V。为低电平,发光二极管和蜂鸣器均不工作,。当VI≥4/或VI≤1/时,VI为低电平,经过单限比较器,V。为正负相间的矩形波。当正电平到来时,发光二极管发光;当负电平到来时,发光二极管熄灭。这样,只要矩形波发生器频率适当,就可看到发光二极管连续闪烁。蜂鸣器发出嘟嘟声。