【文章內(nèi)容簡介】 過課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)目標(biāo)： 第一，讓學(xué)生初步掌握電子線路的試驗(yàn)、設(shè)計(jì)方法。即學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)要求和性能參數(shù)，查閱文獻(xiàn)資料，收集、分析類似電路的性能，并通過組裝調(diào)試等實(shí)踐活動，使電路達(dá)到性能指標(biāo)。 第二，課程設(shè)計(jì)為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，而課程設(shè)計(jì)的著眼點(diǎn)是讓學(xué)生開始從理論學(xué)習(xí)的軌道上逐漸引向?qū)嶋H運(yùn)用，從已學(xué)過的定性分析、定量計(jì)算的方法，逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法，了解科學(xué) 實(shí)驗(yàn)的程序和實(shí)施方法。 第三，培養(yǎng)勤于思考的習(xí)慣，同時(shí)通過設(shè)計(jì)并制作電子產(chǎn)類品，增強(qiáng)學(xué)生這方面的自信心及興趣。 本課程設(shè)計(jì)以電工電子技術(shù)的基本理論為基礎(chǔ)，著重掌握電路的設(shè)計(jì)裝調(diào)及性能參數(shù)的調(diào)試方法。本課程設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到如下基本要求： （ 1） 綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識獨(dú)立完成一個(gè)實(shí)際應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)。 （ 2）通過查閱手冊和參考文獻(xiàn)資料，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。 （ 3）熟悉常用電子元器件的類型和特性，并掌握合理選用的原則。 （ 4）掌握電子電路的安裝和調(diào)試技能。 （ 5）熟悉使用各類數(shù)字式電子儀器的 規(guī)范使用方法。 （ 6）學(xué)會撰寫課程設(shè)計(jì)論文。 （ 7）培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。 （ 8）由于本次試驗(yàn)是分組完成，所以培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作能力尤為重要。 在溫度報(bào)警器電路的課程設(shè)計(jì)中，不僅得到了指導(dǎo)老師的關(guān)心和鼓勵，而且得到了許多同學(xué)的無私幫助，在此表示衷心的感謝。同時(shí)，因設(shè)計(jì)者水平有限，設(shè)計(jì)論文中錯誤在所難免，懇請不吝指教。 任務(wù)書 溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)與制作 一、任務(wù)和要求 ： 用 壓電陶瓷蜂鳴器作為電聲元件； 當(dāng)溫度在 10℃至 30℃范圍內(nèi)（允許誤差177。 1℃）時(shí)報(bào)警器 不發(fā)聲響，當(dāng)溫度超過這個(gè)范圍時(shí)，報(bào)警器發(fā)出聲響，并根據(jù)不同音調(diào)區(qū)分溫度的高低，即： （ 1）當(dāng)溫度高與 30℃時(shí)，報(bào)警器發(fā)出兩種頻率交換的“嘀 — 嘟”聲響。 （ 2）當(dāng)溫度低于 10℃時(shí)，報(bào)警器發(fā)出單頻率聲響。 溫度傳感器輸出電壓可由直流信號源模擬，以 0 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)溫度報(bào)警器，要求如下： ℃為 0mv，溫度每上升 1℃，遞增 2mv。 設(shè)計(jì)并制作本電路所用直流電源。 二、設(shè)計(jì)框圖 三、所需儀器設(shè)備 模擬電子試驗(yàn)箱 一臺 數(shù)字萬用表 一塊 雙蹤示波器 一臺 溫度模擬信號 直流電源 放大比較電路 音頻報(bào)警器 直流穩(wěn)壓電源 一臺 剪刀、平口起子、鑷子 各一把 面包板 一塊 一 、 設(shè)計(jì)方案及思路 設(shè)計(jì)任務(wù) （ 1）用壓電陶瓷蜂鳴器作為電聲元件； （ 2）當(dāng)溫度在 10℃至 30℃范圍內(nèi)（允許誤差177。 1℃）時(shí)報(bào)警器不發(fā)聲響，當(dāng)溫度超過這個(gè)范圍時(shí)，報(bào)警器發(fā)出聲響，并根據(jù)不同音調(diào)區(qū)分溫度的高低，即： ①當(dāng)溫度高與 30℃時(shí)，報(bào)警器發(fā)出兩種頻率交換的 “嘀 — 嘟”聲響； ②當(dāng)溫度低于 10℃時(shí)，報(bào)警器發(fā)出單頻率聲響； ③溫度傳感器輸出電壓可由直流信號源模擬，以 0℃為 0mv，溫度每上升 1℃，遞增 2mv； （ 3）設(shè)計(jì)并制作本電路所用直流電源。 設(shè)計(jì)方案 根據(jù)任務(wù)要求，所設(shè)計(jì)電路分為四個(gè)模塊：多輸出電源、放大器、窗口比較器和蜂鳴器。其中放大器的設(shè)計(jì)，既可以采用三極管放大，也可以采用集成運(yùn)放放大，考慮到電路檢測的方便，采用集成運(yùn)放設(shè)計(jì)放大電路。 對于比較器的選擇還是比較定向的，因?yàn)闀蠈W(xué)過的比較器，例如單限比較器、滯回比較器等，都不能實(shí)現(xiàn)我們要控 制一段連續(xù)區(qū)域的要求，所以我們就選擇了窗口比較器，可以模擬實(shí)現(xiàn)高溫低溫。 蜂鳴器有單雙頻之分，亦有兩種設(shè)計(jì)方法：三級管構(gòu)建單雙頻電路或 555 構(gòu)建單雙頻電路，為使電路簡單易檢測，決定采用 555 構(gòu)建單雙頻電路。 二 、 單元電路設(shè)計(jì) 多輸出電源電路 直流穩(wěn)壓 5V,12V,12V電源的設(shè)計(jì) (1)集成穩(wěn)壓器 集成穩(wěn)壓器的輸出電壓 Uo 應(yīng)與穩(wěn)壓電源要求的輸出電壓的大小及范圍相通。穩(wěn)壓器的最大允許電流 IcmIomax，穩(wěn)壓器的輸入電壓 Ui 的范圍為 多輸出 電源 放大器 窗口 比較器 蜂鳴器 Uomax+（ UiUo） min≤ Ui≤ Uomin+（ UiUo） max （ ） 式中， Uomax— 最大輸出電壓； Uomin— 最小輸出電壓； （ UiUo） min— 穩(wěn)壓器的最小輸入輸出壓差 （ UiUo） max— 穩(wěn)壓器的最大輸入輸出壓差。 可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器輸出電壓 Uo 滿足： Uo=（ 1+1RRp） （ 2） 電源變壓器 通常根據(jù)變壓器副邊輸出的功率 P2 來選購變壓器。由 Vi= 可得到變壓器副邊的輸出電壓 U2 與穩(wěn)壓器輸 入電壓 Ui 的關(guān)系為~ ?U2? ~ ，在此范圍內(nèi)， U2 越大，穩(wěn)壓器的壓差越大，功耗也就越大，一般取副邊電壓： U2? 副邊輸出電流： I2Iomax (3)整流二極管 整流二極管 VD2 的反向擊穿電壓 Urm 應(yīng) 滿足： Um 2 U2 其額定工作電流應(yīng)滿足： IfIomax （ 4） 濾波電容 濾波電容 C 的容量可由下式計(jì)算： C= Uit??Ic （ ） 其中，△ Ui— 穩(wěn)壓器輸入端紋波電壓的峰峰值 t— 電容 C放電時(shí)間， t=2T = Ic— 電容 C放電電流，可取 Ic=Iomax 濾波電容的耐壓值應(yīng)大于 2 U2。 （ 5） 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 穩(wěn)定直流源設(shè)計(jì)的一般思路是讓輸入電壓先通過電壓變壓器，再通過整流網(wǎng)絡(luò)，然后經(jīng)過濾波網(wǎng)絡(luò)最后經(jīng)過穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)。方案 整理電路實(shí)現(xiàn)整流的目的，以大電容作為濾波電路，然后接負(fù)載。但是這樣 做有以下不足之處，如負(fù)載的影響很大，電壓不可調(diào)以及沒有保護(hù)電路等一下列問題。我們采用某些芯片，可以解決以上的問題。方案 路作為整流網(wǎng)絡(luò)，以極性電容作為濾波網(wǎng)絡(luò)，采用固定 式三端集成穩(wěn)壓電路7805 和 7905 設(shè)計(jì)制作連續(xù)可調(diào)的雙極型直流穩(wěn)壓電源。如下圖所示， 220V（幅值 311V） 50Hz 市電經(jīng)變壓器 220:25 輸出兩組獨(dú)立的 25V 交流，經(jīng)橋堆整流、大電容濾波后分別經(jīng)過集成穩(wěn)壓塊 LM7805C 與 LM7905C 作用得到177。 5V的直流輸出。 穩(wěn)壓電源一般由變壓器、整流器和穩(wěn)壓器三大部分組成，如圖 1所示 圖 1 直流電源系統(tǒng)方框圖 電源變壓器：將電網(wǎng)提供的 220V 交流電壓轉(zhuǎn)換為各種電路設(shè)備所需的交流電壓。 多輸出電源電路圖： C12 2 0 0 u FC22 2 0 0 u FC33 3 u FC43 3 u FVI1VO3GND2U17 8 1 2C54 .7 u FC64 .7 u FC73 3 u FVI1VO3GND2U37 8 0 5C94 .7 u FB R 22 W 0 0 5 GT R 1T RA N 2 P 3 SVI2VO3GND1U27 9 1 2C83 3 u FC 1 03 3 u F 放 大器電路 放大器電路圖： R11 0 0 kR22kR31k321411U 4