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1、题目：恒温控制班级： 08电子信息工程学号： 200810350133 姓名：黄小凤时间： 2010-12-14 景德镇陶瓷学院名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 15 页 - - - - - - - - - 1 电子线路课程设计任务书姓名黄小凤班级08 电信指导老师王俊祥设计课题：恒温控制设计任务与要求查找一个感兴趣的电子技术应用电路，要求电子元件超过50 个以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、分析电路由几个部分组成，并用方框图
2、对它进行整体描述；2、对电路的每个部分进行分别单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；3、用 Protel软件或其他 EDA软件绘出整体电路图， 在图中的标题栏中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、对整体电路原理进行完整功能描述；5、列出标准的元件清单；6、其他。设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；5、其他6、列出标准的元件清单；7、
3、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。设计说明书字数不得少于5000 字。参考文献1 陈卫兵， 刘杰； 电路分析课程的仿真实验设计研究 ；武汉职业技术学院学报； 2008. 2 阳昌汉主编；高频电子线路；高等教育出版社； 2006. 3 李桂安；电工电子实践初步；东南大学出版社；1999. 4 肖景和；集成运算放大器应用精粹；人民邮电出版社；2006. 5 万佩敏；新编传感器原理应用；电子工业出版社；1994. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 15 页 -
4、- - - - - - - - 2 目录1、 总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2、 单元电路 1电源模块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3、 单元电路 2传感器模块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5、6 4、 单元电路 3测量放大电路模块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 5、 单元电路 4比较器输出模块电路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 6、 单元电路 5晶闸管控制模块 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 7、 总体电路原理相关说明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6、 . . . . . . . . . . . . . . .11 8、 总体电路原理图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 9、 元件清单 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 10、参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7、. . . . . . . . . . . . . . . . .14 11、设计心得体会 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 15 页 - - - - - - - - - 3 1、总体方案与原理说明本课程设计功能模块主要由四部分组成，包含有电源模块， 传感器模
8、块 （信号采集） ，测量放大器模块以及晶闸管控制模块。其中直流电源采用稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。温度传感器模块采用电阻桥形式，测量放大器模块采用三运放组成的测量放大器，它的输入阻抗高， 易于与各种信号源匹配， 而它的输入失调电压和输入失调电流及输入偏置电流小，并且温漂较小。由于时间温漂小，因而测量放大器的稳定性好，而晶闸管控制模块采用MOC3020 把强点与弱电隔离实现用弱电控制强点的功能去控制晶闸管，从而控制加热器件，改变温度。整个电路工作流程是先由温度传感器采集由温度变化引起的微弱信号（其中温度传感器放在水里） ，进而通过测量放大电路对微弱的信号进行放大处理以
9、控制 MOC3020 （光隔离三端双向可控硅驱动器） ，进而控制 BTA06 （双向可控硅）来控制 220V电压的通断 , 相当于开关控制加热器件 （采用热得快） 是否加热， 当温度不断地改变， 反馈到温度传感器进而控制开关，如此重复， 直到整个系统达到动态平衡。图 1 系统框图电源模块温度传感器晶闸管的通断决定热得快是否加热，是否引起温度的变化测量放大电路比较器输出模块电路名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 15 页 - - - - - - - - - 4
10、2、单元电路 1电源模块本方案使用三运放组成的测量放大器要+5V和-5V 供电，我们按照题目要求制作电源， 采用目前比较流行的稳压管技术，利用 7805 稳压管获得 +5V，以及用7905稳压管获得 -5V，来满足测量放大器以及其他模块相应芯片的电压要求。其电路图如下：图 2 电源电路图其工作原理如下：稳压电源由电源变压器、 整流电路、滤波电路和稳压电路组成， 如图 2.1 图 3 电源方框及波形图1）整流：此电路采用全波整流，电路中由4 个 1N4007整流二极管组成，作用是将交流电压U2变换成脉动电压U3。2）滤波电路一般由电容组成，电路中由C1 ，C2 ，C7，C8构成，其作用是脉动电压
11、 U3中的大部分纹波加以滤除，以得到较平滑的直流电压U4。3）稳压电路：由于得到的输出电压U4受负载、输入电压 和 温度的影响不稳定，为了得到更为稳定电压添加了集成稳压芯片7805和 7905，从而得到稳定的电压 U5。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 15 页 - - - - - - - - - 5 4）图中 D5， D6 为电源指示灯。3、单元电路 2传感器模块由于一般PN 结具有负温度特性，温度每上升一度，它的正向压降就会下降3mV 左右， 但要保证正
12、向电流在0.53mA之间。 所以可以这样极限计算： i= （5-0.7 ）/R;i必须要在 0.53mA之间，从而可以计算得到R的值为 1.4K 到 8.9K 之间。但是在实验温度 （80度下）为 1.5K 到 13K之间，为在此去取 2k。加到 80 度后，在放大 20 倍，最大输出为 4.8V。 （20*3*80/1000 ）在用时将 Rp调节，使得输出为零极限 （比零大一点点）， 因为为单电源供电，当 Rx调的太高了，就使得为反向放大了，为零输出。其电路图如下：图 4 传感器模块电路图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
13、 - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 15 页 - - - - - - - - - 6 4、单元电路 3测量放大电路模块实际电路中，从温度传感器与电阻搭建的桥电路中输出的信号最多不过几十毫伏(Ua,则测量放大电路输出电压Uo30 ，则Uo为高电平 , 使得光耦内红外发光二极管导通使得光敏硅双向开关闭合导通， 同时双向晶闸管导通使得热得快得电加热，当温度大于或等于设定温度时即UbUa ，使得测量放大电路输出电压Uo3变为低电平不能使光耦内红外发光二极管导通此时光敏硅双向开关断开，热得快不能加热， 直到温度降下来有重复上诉过程。图 7 晶闸管控制模块电路图名师资料总结
14、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 15 页 - - - - - - - - - 10 7、总体电路原理相关说明由整体电路图中可知， 电源是为每个模块提供能量，使其运转， 直流电源采用稳压电源由电源变压器、 整流电路、 滤波电路和稳压电路组成。 温度传感器电路中 R3，D，Rp以及 R5构成电阻桥，用于信号的采集，调试电路初期应调节滑动变阻器 Rp使0Uab，由于一般 PN结具有负温度特性，温度每上升一度，它的正向压降就会下降3mV左右，由此可算出不同温度下Ub的值记为
15、Ub，而后调节 滑 动 变 阻 器 Rp 使，若UbUaUbUbUa, 则0Uba, 所 以 由 公 式 可U b aRRR98R10RR113UoWW知3Uo0, 使得比较器输出模块电路输出电压Uo为高电平，则光耦内红外发光二极管导通使得光敏硅双向开关闭合导通，同时双向晶闸管导 通使得 热得 快上电 加热， 直到水 的温度 大于 或等于 设定温 度，即UbUaUb, 则0Uba, 使得比较器输出模块电路输出电压Uo变为低电平不能使光耦内红外发光二极管导通此时光敏硅双向开关断开，热得快不能加热， 直到温度降下来有重复上诉过程, 由此达到动态平衡。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
16、 - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 15 页 - - - - - - - - - 11 8、总体电路原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 15 页 - - - - - - - - - 12 9、元件清单序号名称规格数量1 电容1000uf 2 个2 220uf 2 个3 0.1uF 1 个4 0.01uF 4 个5 整流二极管1N4007 4 个6 开关二极管1N4
17、148 1 个7 发光二极管LED 3 个8 定值电阻100 2 个9 1K 3 个10 5K 3 个11 100K 1 个12 50K 2 个13 2K 3 个14 可调电阻100K 1 个15 20K 1 个16 变压器1 个17 运算放大器OP07 3 个18 集成稳压芯片7805 1 个19 集成稳压芯片7905 1 个20 双向晶闸管BTA06 1 个23 光耦1 个24 热得快5001 个25 保险丝1 个26 6 针 IC 座DIP 1 个27 8 针 IC 座DIP 3 个28 散热片3 个28 导线若干名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - -
18、- - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 15 页 - - - - - - - - - 13 10、参考文献：1 陈卫兵，刘杰；电路分析课程的仿真实验设计研究 ；武汉职业技术学院学报；2008. 2 阳昌汉主编；高频电子线路；高等教育出版社； 2006. 3 李桂安；电工电子实践初步；东南大学出版社；1999. 4 肖景和；集成运算放大器应用精粹；人民邮电出版社；2006. 5 万佩敏；新编传感器原理应用；电子工业出版社；1994. 6 肖景和； CMOS 数字电路应用 300 例；中国电力出版社； 2005. 7 秦曾煌；电工学简明教
19、程，2 版； 北京：高等教育出版社；2007. 8 王连英；电子电路EWB 仿真实验；南昌：江西高校出版社； 2005. 9 李桂安；电子技术实验及课程设计，1 版；南京：东南大学出版社；2008. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 15 页 - - - - - - - - - 14 11、设计心得体会经过了这次电子线路课程的设计我再次了解到电路设计的乐趣, 让我再次温故 DXP （Altium Designer 6.0） ，设计过程中，只要我们充分运用所
20、学知识和他人的帮助，通过亲自动手连线，试验，遇到问题，解决问题。我们可以巩固了书本的知识，同时也学到了新的学问，明白了实践的可贵性。动手能力的提高，细心与耐心的培养，品尝自己劳动成果的喜悦，是我们在这次课程设计中最大的收获。理论加实践一直是我做事的原则，以往每做一次课程设计，感觉自己的收获总会不少，这次也不例外。做课程设计是为了让我们对平时学习的理论知识与实际操作相结合，在理论和实验教学基础上进一步巩固已学基本理论及应用知识并加以综合提高，学会将知识应用于实际的方法，提高分析和解决问题的能力。其实模电和数电没有明显的界限， 而我设计的这个课题主要是运用了模电知识，其中有很多不足的地方，希望老师帮忙指导下。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 15 页 - - - - - - - - -