Multisim仿真—多路防盜器設(shè)計(jì)方案

方案比較

本次設(shè)計(jì)的多路防盜報(bào)警器，其核心電路為報(bào)警控制電路。通過(guò)對(duì)以往的防盜報(bào)警器控制電路的研究，防盜報(bào)警電路的主要涉及原理有一下幾種方案：

1.采用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制；

2.采用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制；

3.運(yùn)用邏輯門組成邏輯門控制電路；

4.采用三極管實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制。

方案1是采用運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制，這種方法是采用運(yùn)算放大器完成防盜信號(hào)的檢測(cè)，然后通過(guò)運(yùn)算放大器的輸出端控制聲光報(bào)警電路。由于運(yùn)算放大器價(jià)格較高，所以這種方案的成本較高，但是控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

方案2是利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警控制，雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是一種具有記憶功能的邏輯單元電路，他可以存儲(chǔ)一位2進(jìn)制數(shù)據(jù)，當(dāng)外部報(bào)警信號(hào)在高低電平間切換時(shí)，觸發(fā)器電路的工作狀態(tài)可以發(fā)生切換，同時(shí)可以通過(guò)狀態(tài)輸出來(lái)控制聲光報(bào)警電路達(dá)到聲光報(bào)警的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防盜報(bào)警。該方案的主要優(yōu)點(diǎn)是成本低，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是電路在抗干擾的能力上較差。

方案3主要是利用邏輯門芯片組成邏輯電路來(lái)對(duì)防盜報(bào)警信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和判斷，通過(guò)邏輯運(yùn)算的輸出結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)聲光報(bào)警電路的控制。該方案可以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的報(bào)警控制功能，但是由于采用分立式邏輯芯片組成電路，勢(shì)必會(huì)增大控制電路的體積。

方案4采用三級(jí)管作為檢查控制的核心，通過(guò)防盜信號(hào)來(lái)控制三級(jí)管的基極電阻，進(jìn)而控制三級(jí)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，以達(dá)到防盜報(bào)警的控制目的。該方案的主要優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，適合多路防盜報(bào)警檢測(cè)控制系統(tǒng)。

方案確定：

通過(guò)上面對(duì)幾種方案的對(duì)比分析，本次設(shè)計(jì)選擇方案4作為系統(tǒng)控制電路的設(shè)計(jì)方案。

單元電路設(shè)計(jì)

供電電路設(shè)計(jì)：

供電電路是一個(gè)電子設(shè)備的基礎(chǔ)，只有供電電路正常工作才能夠保證電子設(shè)備的正常工作。本次設(shè)計(jì)的多路防盜報(bào)警器的供電電路通過(guò)隔離式降壓變壓器將交流市電的220V電壓轉(zhuǎn)換成低壓交流電壓，然后通過(guò)整流電路將交流電路轉(zhuǎn)換成脈動(dòng)的直流電壓，然后通過(guò)濾波電路將脈動(dòng)的直流電壓轉(zhuǎn)換成平穩(wěn)的直流電壓，由于整流后的直流電壓仍然很高，所以為了能夠?qū)⑵涮峁┙o防盜報(bào)警器使用，還需要將直流電壓進(jìn)一步變換，將其轉(zhuǎn)換為5V直流電壓。

供電電路設(shè)計(jì)的首先是變壓器的選擇，由于市電的電壓較高，而現(xiàn)階段大部分芯片都是低壓芯片，并不能夠在高壓環(huán)境中使用，所以需要通過(guò)降壓變壓器將交流市電轉(zhuǎn)換為電壓較低的交流電壓。變壓器的變比是一個(gè)十分重要的參數(shù)，它決定著變壓器輸出端的電壓輸入，本次設(shè)計(jì)中變壓器的變比選擇為10:1，這個(gè)變比可以保證，當(dāng)輸入端的電壓為220V時(shí)，變壓器的輸出端電壓為22V左右。

目前電子設(shè)計(jì)中的芯片大部分都采用直流供電，而變壓器輸出測(cè)的電壓為交流，所以需要通過(guò)整流橋將其轉(zhuǎn)換成直流。因?yàn)檎鳂蚩梢詫⒔涣麟妷恨D(zhuǎn)換成直流電壓，但是通過(guò)仿真和實(shí)踐可以知道，轉(zhuǎn)換后整流橋輸出的直流電壓存在較大的脈動(dòng)，并不是平直的電壓信號(hào)，為了使其輸出的電壓信號(hào)更加平穩(wěn)恒定，需要在整流橋的輸出端設(shè)置濾波電路。

經(jīng)過(guò)濾波電路處理后的直流電壓已經(jīng)達(dá)到了可以使用的水平，但是本次設(shè)計(jì)中所使用的電子元件的供電電壓最大5V，所以為了保證能夠提供給電路使用，本次設(shè)計(jì)中選擇集成穩(wěn)壓芯片LM7805，組成集成穩(wěn)壓電路來(lái)實(shí)現(xiàn)5V直流電壓的輸出。

控制電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的控制電路如下圖所示，



控制電路的核心是一個(gè)三級(jí)管，當(dāng)防線（開關(guān)S2A閉合）正常工作時(shí)，此時(shí)三極管的基極電壓為0，三極管并不會(huì)導(dǎo)通，所以此時(shí)輸出端并不會(huì)有電壓輸出，即此時(shí)聲光報(bào)警電路不會(huì)工作；一但發(fā)生了盜竊活動(dòng)防線被破壞（開關(guān)S2A斷開），此時(shí)三極管基極電壓不為0，此時(shí)三極管導(dǎo)通，在輸出端就會(huì)有電壓輸出，此時(shí)聲光報(bào)警電路就會(huì)發(fā)出報(bào)警提示。

Multisim仿真

本次設(shè)計(jì)的多路防盜報(bào)警電路仿真共分為兩個(gè)部分，第一部分為系統(tǒng)供電及報(bào)警控制仿真，第二部分為聲音報(bào)警電路仿真。第一部分仿真如下圖：

圖中共有兩個(gè)報(bào)警器，可以檢測(cè)兩個(gè)地點(diǎn)，運(yùn)行仿真后，通過(guò)開關(guān)S1A的開關(guān)可以模擬系統(tǒng)主電與備用電的切換，當(dāng)開關(guān)S1A閉合時(shí)系統(tǒng)電源供電，當(dāng)開關(guān)S1A斷開時(shí)，系統(tǒng)備用電池供電。 開關(guān)S2A和S3A可以用來(lái)模擬兩個(gè)防線，當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，防線斷開，此時(shí)代表有盜竊發(fā)送，可以看到LED燈亮起。

第二部分仿真圖如下：

此部分利用555定時(shí)芯片，產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)觸發(fā)器將這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換成占空比為50%的時(shí)鐘信號(hào)，用這個(gè)信號(hào)去驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警提示音。運(yùn)行仿真后，雙擊示波器就可以看到電路產(chǎn)生的信號(hào)波形。

審核編輯：劉清