警笛电路实验报告.doc

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1、东北大学分校电子信息系电子线路课程设计警笛电路专业名称通信工程班级学号学生指导教师设计时间2011.6.28~2011.7.8课程设计任务书专业：通信工程学号：4090831学生（签名）：设计题目：警笛电路一、设计实验条件电子信息系学生创新实验室二、设计任务及要求1.运用所学数字电路技术的知识设计一个警笛电路，并能够通过计算，得到该电路需要的元器件型号和参数值大小；2.能够将设计好的电路在仿真软件的模拟环境下中模拟出题目的要求，即可以发出“hee-hawhee-haw”的警笛声，能听出明显的高低音变化；3.通过改变频率才能得到高低音，所以我们需要设计一个能产生高低频率的电路。

2、通过对数字电路技术的学习我们知道需要用到两片555定时器；4.学会使用仿真软件，比如multisim10.0，能够熟练运用此类软件经行模拟，从而达到任务要求。三、设计报告的容1.设计任务书-----设计题目与设计任务：设计一个警笛电路，能够驱动扬声器发出类似警笛的有明显高低音变化声响。并且将其通过仿真软件模拟出来，发出符合要求的声音。2.前言-----设计目的及意义：[1]复习巩固数字电路技术，掌握555定时器的部结构及原理，学会分析和测试，并且能够熟练运用555定时器来构成多谐振荡器，使两片555定时器构成的多谐振荡器产生高低频率用以驱动扬声器发出高低音。[2]让我们能够通

3、过运用所学知识设计电路来模拟出实际生活中的一些常见的器件，将知识和运用联系起来。[3]可以培养并锻炼我们的动手实践的能力、查阅并手机资料的能力、独立思考分析解决问题的能力以及团结合作的能力，以便在以后的学习工作和生活中，能够更好地分析解决真实遇到的问题。[4]学习并使用仿真软件multisim10.0经行模拟仿真，熟悉元件库和各种仪器的使用，作图并进行调试，能够最终模拟出最符合要求的声音。[5]在multisim10.0中能够用示波器显示输出的波形图，将变化的高低音转化成高低频率的脉冲波形表示出来，帮助我们分析和判断电路的实际功能。3.设计主体:[1]设计警笛电路所需的元器件

4、清单：555定时器2片；100千欧的滑动变阻器1个；150千欧的滑动变阻器1个；5.1千欧的电阻1个；10千欧的电阻2个；100千欧的电阻1个；1千欧的电阻1个；2千欧的电阻1个；10uF的电容1个；10nF的电容1个；680mF的电容1个；75nF的电容1个；三极管2N29051个；二极管1N1199C1个；发光二极管1个；开关1个；蜂鸣器（BUZZER）1个。[2]设计容及图表：①警笛电路设计原理图及电路图：电路图如图1所示：图1警笛电路原理图仿真电路如图2所示：接通电源后，扬声器会发出高低交替的声音，类似报警器的警笛声。图2警笛电路设计仿真电路图仿真后模拟输出脉冲波形如

5、图3所示：充电时间T1比放电时间T2长。图3输出信号的波形图②原理：图中电路2片555定时器都接成了多谐振荡器，左端U2与R4、RP2及C4组成的振荡器输出的低电平信号以控制右端的U1与R1、RP1和C1组成的振荡器输出振荡频率。左端555U1组成的电路为低频振荡电路，晶体管VT组成射极跟随器。VT的基极连接在电容C1的上端，使射极跟随器的t作状态跟着C1的充、放电过程而变化。由前面介绍的三角波电路的工作过程可知，C1的充、放电过程正是三角波形成的过程，而多谐振荡器起着开、关控制作用.多谐振荡器所产生的矩形波脉冲的周期也正是三角波的周期。多谐振荡器与射极跟随器配合工作.在射极

6、跟随器的输出端就会输出三角波。将三角波输出后经过R3加至IC2的控制端⑤脚，多谐振荡器的输出脉冲频率就会随着三角波的变化，由低到高再由高到低。表现在声响上就会是连续不断的"呜、呜"声，也就是人们熟悉的警笛声。右端555U2为高频振荡电路产生高频率的矩形波脉冲信号，电位器RP2用来调节振荡器的振荡频率，使其在一定围变化，以便将模拟声响调节到最逼真的状态。③数值计算与分析：通过仿真软件得到：当Vdd=12v时555定时器的输出高低电平为11.983V和0.1V。（1）当Vo1=11.983V时，电容C的充电持续时间为t1=(R1+R5)*C1*ln2=(10k+150k)*10μ

7、*0.69=1.1s⒈右端振荡器的5脚上的电压为：Vco=(5//10)/(R2+R3+5//10)*Vdd+[(R3+R2)//10]/[5+(R2+R3)//10]*Vdd=10/3/(6.1+10/3)*12+61/16.1/(5+61/16.1)*12=4.237+5.173=9.41V⒉Vt+=2Vt-=9.41VVt-=Vt+-1/3*Vdd=5.41V⒊所以当输出高电平时，振荡器的输出频率为：f=1/[(R4+R6)*C4*ln(Vdd-Vt-)/(Vdd-Vt+)+R6*C4*ln2]=