模电课程设计---温度报警器.doc

模拟电子技术课程设计课程设计报告课程名称： 模拟电子技术 设计题目： 温度报警器 姓 名：张海昊、王兆乐,王定法、杜文杰 学院专业： 物理学院电子信息工程专业 班 级： 2011级1班 指导教师： 李 伟 2011年3 月 30日白城师范学院 白城师范学院系 别物理学院专业年级电子信息工程专业2011级1班指导教师李伟职 称教师课程名称模拟电子技术起止时间2012年12月22日2013年1月2日学员姓名张海昊 ,王兆乐,王定法,杜文杰设计题目 温度报警器主要内容:设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。基本要求：1.当温度在1530范围内（允许误差1）时，报警器不发声。2.当温度高于30时，报警器发出两种频率交替的“滴嘟、滴嘟”声响。3.当温度低于15时，报警器发出间歇式声响。4.可用515V直流稳压电源供电。5.在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。主要技术指标：1.温度报警器由感知外部温度的桥式测温电路，差动放大电路，滞回比较器及报警器组成。2.温度报警器是通过对温度有一定的感应的电阻的阻值的变化，转变为相应的电压的变化，从而通过一系列的电路产生相应信号，输入报警器，从而报警器发出不同的声响。3.测温电路由电阻组成，其中有一个就是对环境温度有感应的热敏电阻，它和其他电阻组成一个支路，另外还要有两个支路，都是用定值电阻组成的，事先就把相应的温度转换相应的电压，从而用不同阻值的电阻分压，这样就可以产生两个固定的温度，可以作为温度的上下限。然后，把它们的比较结果作为输入进差动放大电路，进行一定倍数的电压放大，在把差动电路的输出作为滞回比较器的输入，这是为了稳定输出，把稳定的信号输入报警器中。这就是一个完整的温度报警电路。主要参考资料：1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，2001.2 彭介华.电子技术课程设计指导.北京：高等教育出版社，1997.3 孙梅生.电子技术基础课程设计.北京：高等教育出版社，1998.学院（教研室）审定意见：学院（教研室）负责人签字： 年 月 日 2011 级学生课程设计任务书3.元件清单 数量种类编号2电阻, 20kR2, R72电阻, 220kR3, R85电阻, 1kR5, R23, R22, R27, R282电位器, 10kR6, R41电阻, 100R96电位器, 100kR15, R12, R18, R21, R24, R292电阻, 910kR14, R204电阻 1MR13, R19, R26, R3112电阻, 10kR11, R10, R16, R17, R25, R30, R36, R34, R32, R37, R39, R414混频放大器, 555_VIRTUALA2, A1, A3, A44电容, 100nFC5, C2, C6, C92电容, 100uFC3, C74电阻, 150kR35, R33, R38, R402电容, 10uFC1, C41电源, GROUND02电阻, 100kR42, R11电源, VCCVCC第 3 页 温度报警器一、任务技术指标设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。基本要求：1.当温度在1530范围内（允许误差1）时，报警器不发声。2.当温度高于30时，报警器发出两种频率交替的“滴嘟、滴嘟”声响。3.当温度低于15时，报警器发出间歇式声响。4.可用515V直流稳压电源供电。5.在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。二、总体设计思想1.基本原理温度报警器由感知外部温度的桥式测温电路，差动放大电路，滞回比较器及报警器组成。温度报警器是通过对温度有一定的感应的电阻的阻值的变化，转变为相应的电压的变化，从而通过一系列的电路产生相应信号，输入报警器，从而报警器发出不同的声响。测温电路由电阻组成，其中有一个就是对环境温度有感应的热敏电阻，它和其他电阻组成一个支路，另外还要有两个支路，都是用定值电阻组成的，事先就把相应的温度转换相应的电压，从而用不同阻值的电阻分压，这样就可以产生两个固定的温度，可以作为温度的上下限。然后，把它们的比较结果作为输入进差动放大电路，进行一定倍数的电压放大，在把差动电路的输出作为滞回比较器的输入，这是为了稳定输出，把稳定的信号输入报警器中。这就是一个完整的温度报警电路。2.系统框图 外界温度测温电桥差动放大电路差动放大电路滞回比较器滞回比较器报警器报警器三、具体设计1.测温电桥（图见附录、图一）测温电桥由一个热敏电阻及若干个用于调节电桥平衡的电阻组成。其中R7，R8是分别用于调节两个电桥平衡的滑动变阻器，R2是温度传感器。R1,R2,R3,R4及R8组成测温电桥。其呈现出的阻值与温度成线性变化关系且具有负温度系数，而温度系数又与流过它的工作电流有关。为了稳定R2的工作电流，达到稳定其温度系数的目的，设置了稳压管D1。测温电桥的输出电压为U=UB-UA。 2.差动放大电路 （图见附录、图二）由集成运放及外围电路组成的差动放大电路，将测温电桥输出电压U 按比例放大。其输出电压当R10=R11,(R12+RW14)=R13时 Uo1=( R12+RW14)* (UB-UA)/R10可见差动放大电路的输出电压Uo1仅取决与两个输出电压之差和外部电阻的比值。RW15用于差动放大器调零。3滞回比较器（图见附录、图三）差动放大器的输出压Uo1输入及集成运放组成的滞回比较器。设比较器输出高电平UoH,输出低电平UoL,参考电压Ur加在反向输入端。门限宽度大小可通过调节R2/R3的比值来调节。4.输出报警器（图见附录、图四）滞回比较器输出的电压作为输入的信号输入报警器，利用一般的双音报警器电路来作为报警器。调节报警电路的电阻，电容的不同决定频率的不同值使报警器发出不同的声音。报警器电路由两片555定时器组成。都接成自激多谐振荡器的工作方式。A3的输出方波信号由R41去控制A4的5脚电平。当A3输出高电平信号时，A4的振荡频率低；当A3输出低电平信号时，A4的振荡频率高。因此A4的振荡频率被A3的输出电压调制为两种音频频率，使扬声器发出不同的响声。四、结论经过一个多月的努力，终于完成了温度报警器的设计。这次课程设计，是到大学以来第一个设计。不仅课题很难，而且需要我们全部内容都自己完成，对这次课程设计充满了好奇,同时也给我们带来了一定的困难。从而我明白了一个道理，其实学校里的我们就像温室的花朵，根本经不起考验。我们对老师的依赖太大了，离开学校后我们可能不会适应，很难发挥出我们的水平，很难把我们的知识用于实践，甚至一事无成。所以我觉得这次实习来得非常合理，非常的有意义，我们太需要这样的锻炼了。这次实习，我们独立的完成全部课程设计，完成一个实习课题，虽然没有老师的指导，但是可以和组内的同学共同解决问题。所以这次实习是对我们的一次考验也是一次锻炼，考验我们对书本上知识的掌握程度，同时也考验我们独立发现问题处理问题和解决问题的能力，锻炼我们的团队意识，互助和协作能力。课程设计完成了，可是我们的专业实践才刚刚开始，这是一个好的开始。现在我们即将步入大三的学习生活，还有短短的两年时间，我们就将步入工作岗位，用我们的专业知识去工作。如果没有这让的实践活动，我想我将很难和工作接轨，很难把知识运用到工作中去。课程设计过程中，我发现我在学习过程中，对知识掌握得不牢固，有很多知识点都忘记了，不过作设计的同时，让我重新回顾了这些知识。这次课程设计对我受益匪浅，以后我会更急认真的完成学校的实习安排，同时自己多进行实践训练。参考资料1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，