温度上下限报警器.docx

苏州科技大学电子与信息工程学院 苏州科技大学电子与信息工程学院 模拟电子技术 课程设计报告 课设名称 温度上下限报警电路设计 学生姓名 学号 0931仃113 班 级 同组姓名 指导教师 2011 年 12 月模拟电子技术 课程设计报告 1． 设计课题： 温度上下限报警电路设计 2．课程设计目的 ： 巩固所学的相关理论知识； 实践所掌握的电子制作技能； 会运用EDA工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计 通过查阅手册文献资料 ,熟悉常用电子器件的类型和特性 ,并掌握合理选用元器件的原则 ( 5)掌握模拟电路的安装 测量与调试的基本技能 , 熟悉电子仪器的正确使用方法 , 能力分析实 验中出现的正常或不正常现象 ( 或数据 ) 独立解决调试中所发生的问题 ( 6)学会撰写课程设计报告 ( 7)培养实事求是 , 严谨的工作态度和严肃的工作作风 . ( 8)完成一个实际的电子产品；进一步提高分析问题、解决问题的能力 3．系统知识介绍 (1) 随着现代信息化社会的发展，安全化程度的日益提高，无论是室内还是室外的工作器 材都有其本身适应的工作温度， 一旦发生故障， 将导致整个系统的瘫痪， 造成巨大的损失和社 会影响。我们为了不使器材因温度的原因而损坏， 必须做足温度报警的准备， 防止带来不必要 的负面影响。 温度报警器在日常生活中有着极其重要意义。 因此我们本次课程设计就是设计一 个以不同灯亮报警的温度报警器。 温度上下限报警系统，当被测温度 T 达到或高于上限设定值时，一支红色发光二极管亮； 当被测温度 T 达到或低于下限设定值时，另一支绿色发光二极管亮；若温度 T 处于上下限之 间时，红绿灯均不亮。 ( 2)电路功能框图： 温控电路 温控电路 放大器 上下限控制电路：此部分电路用设置温度的上下限，通过调节R12来控制温度，此系统中的温 度有R12来控制，R11是控制门限电路大小的。 放大电路/报警选择输出电路: 其放大电路主要控制三极管的，当输出为高时此时电压升高，说明电阻减小，即温度升高（到 门限值时），红灯亮。当输出为低电压时，说明电阻增大，即温度降低（到门限时）绿灯亮 放大电路系统主要有LM358放大器和电阻构成。 IR4L2 k Ohm-AZV%-R32.2 k Ohm21b IR4 L2 k Ohm -AZV%- R3 2.2 k Ohm 21b k Ohm 4 ?电路方案与系统、参数设计； （1）电路系统设计： 首先了解本次实验设计的是温度报警器，通过查资料了解所用芯片的工作原理及其应用。然 后根据课题需要，我们将总体电路图分成三大快，即温度控制电路、放大电路、选择输出电 路。我们根据滑动变阻器(温度控制电路)来调节放大电路的输入电压，再根据放大电路的 输出电压来控制选择输出电路。最终达到实验目的。 元器件与参数设计: 比较器电路就是一个运算放大器电路处于开环状态的差分放大器电路 图4(a)差分放大器电路，输入电压 VA经分压器R2 R3分压后接在同相端，VB通过输入电阻 R1接在反相端，RF为反馈电阻。 输出电压 Vout=(1+RF/R1) ? R3/(R2+R3)VA(RF/R1)VB (RF/R1 为放大器的增益) 若 R仁R2 R3=RF 则 Vout=RF/R1(VA-VB) 当R仁R2=0(R1R2短路)，R3=RFh(R3、RF开路)，Vout=^。增益无穷大，其电路图是图4(b)， 差分放大器处于开环状态，它就是比较器电路。 实际上，运放处于开环状态时，其增益并非无穷大，而 Vout输出是饱和电压，它小于正负电 源电压，也不可能是无穷大。 Rl 图孙 2迟滞比较器 这种比较器的特点是当输入信号 ui逐渐增大或逐渐减小时，它有两个阈值，且不相等，其传 输特性具有“滞回”曲线的形状 a — 1 u? 7 % Jl O ? — ￡ 4滞回比较器及其传输特性 正向过程的阈值为 形成电压传输特性的abed段 负向过程的阈值为 尼丘+ RqUqR _ R3U/ —尺尹忑 + ^3 /?2 + ^3 形成电压传输特性上defa段 两个阈值的差值△ UTH=UTFH UTH2称为回差。 由上分析可知，改变R2值可改变回差大小，调整UR可改变UTH1和UTH2但不影响回差大小。 如，迟滞比较器的传输特性和输入电压的波形如图 6(a)、(b)所示，输出电压uo的波形，如 图6(e)所示。从图(c)可见，ui在UTH1与 UTH2之间变化，不会引起uo的跳变。但回差也导 致了输出电压的滞后现象，使电平鉴别产生误差。 -6V 三极管的特性曲线 1、输入特性 （b）是三极管的输入特性曲线，它表示lb随Ube的变化关系，其特点是：1）当Uce在0-2 伏范围内，曲线位置和形状与Uce有