光控灯警示器课程设计.doc

《光控灯警示器》
课程设计说明书
专业班级: 13级光电(2)班
姓名: xxx
学号: xxx
指导教师: xx老师
设计时间: 2016年11月30日
物理与电气工程学院
2016年 11 月 30 日
摘要
本课题介绍的光控灯警示器,电路简单,使用方便。光控灯警示器电路可以在家里或者其他场合安装,从而达到安全效果。当红外发光管与硅光敏二极管之间的区域被隔断时,警示电路部分的红灯亮,使人们察觉,达到警惕效果。
关键词光电振荡电路发光管调制电源带通滤波器
目录
设计目的..........................................................2
设计简介..........................................................2
设计内容..........................................................2
....................................2
..................................3
................................5
......................................6
设计总结..........................................................8

(1)学会用振荡电路设计发光管调制电源的方法;
(2)了解微弱信号放大电路的设计思想;
(3)熟悉集成运算放大器的各类性能参数;
(4)了解带通滤波器从噪声中检测微弱信号的方法;
(5)学会多重反馈有源带通滤波器的设计步骤和参数计算;
(6)练****如何进行光电信号检测系统的联调实验;
2. 设计简介
主要采用了NE555定时器构成多谐振荡器电路,产生振荡信号,驱动***化镓红外发光二极管HG412A,并使用2CU2D硅光敏二极管探测该红外信号,得到的微弱电流信号经低噪声集成运放LF353放大,再经运放uA741对放大后的信号滤波,信号中心频率为5KHz,滤波后的信号送至光电报警电路。
当红外发光管与硅光敏二极管之间的区域被隔断时,报警电路部分的红灯亮。而当电路正常接收到5KHz光脉冲时,发光二极管不亮,设计思路见下图



为HG412A***化镓发光二极管的调制电源。电源调制频率在最小可调范围为3kHz-7KHz,输出波形占空比为50%,且发光二极管的输出功率可以调节。

输出端OUT的高电平通过可变电阻R1对电容器U2充电,/3,输出端OUT跳变为低电平,电容器U2又通过可变电阻R1向输出端OUT放电,/3时,输出端OUT又变为高电平。//3之间充电和放电,输出端OUT输出连续的矩形脉冲。由于充放电通道相同,所以输出的波形占空比为50%。

充电时间T1=放电的时间T2: T1=T2=ln2*RC=
输出电平的矩形脉冲的频率为: f=1/(T1+T2)=1/()要使输出为5KHz矩形脉冲: R=,C=
用NE555组成的多谐振荡器来驱动发光二极管,输出的电平为12V,设发光二极管的工作电流为Id=30mA,电压为Vd=,计算可得限流电阻为R2=360Ω。



本电路是应用低噪声集成运放LF353的A部分设计的微弱信号放大电路,用于2CU2D型光电二极管输出的微弱电流信号前置放大。放大倍数1000-2000可调,输出要求滤去频率为1/f的低频噪声。

由于光敏二极管在工作时近似于一个电流源Is,因此在进行微弱电流信号放大时必须考虑如何进行I-V转换,有两种方法进行转换,一是直接电阻转换,即电流源连接电阻R,然后与取R上的电压进行放大;二是采用跨阻放大的方法进行I-V转换。
采用直接转换的方法时,如果Is不是一个理想的电流源,则R不能获得所有的电流;另外如果R后面接放大器时,放大器的内部电阻是和R并联的,这将使得Is流过的等效电阻变得不确定。因此通常不采用直接电阻转换的方法。
U2=1KΩ,C3=100nF是为了在测量中滤去电路中的频率为1/f的躁声。

Ir3=R1*Is, Ir