【正文】 分布電容 ,這樣在級(jí)間都存在 RC 相移網(wǎng)絡(luò) ,當(dāng)信號(hào)每通過一級(jí) RC 網(wǎng)絡(luò)后 ,就要產(chǎn)生一個(gè)附加相移 .此外 ,在運(yùn)放的外部偏置電阻和運(yùn)放輸入電容 ,運(yùn)放輸出電阻和 容性負(fù)載反饋電容 ,以及多級(jí)運(yùn)放通過電源的公共內(nèi)阻 ,甚至電源線上的分布電感 ,接地不良等耦合 ,都可形成附加相移 .結(jié)果 ,運(yùn)放輸出的信號(hào) ,通過負(fù)反饋回路再疊加增到 180度的附加相移 ,且若反饋量足夠大 ,終將使負(fù)反饋轉(zhuǎn)變成正反饋 ,從而引起振蕩 . 產(chǎn)生自激震蕩的原因及條件 (負(fù)反饋為例 )，在中頻區(qū)中，電路中各個(gè)電抗性原件的影響均可忽略。引入負(fù)反饋后，放大電路的凈輸入信號(hào)將減小，因此，,2 18 0 , 0 , 1 , 2. .. .( A F )a f a fnn? ? ? ??? ? ? ? 分 別 是 ， 的 相 位 角。 可是在高頻區(qū)或低頻區(qū)，電路中各種電抗性元件的影響不能再被忽略。 A， F是頻率的函數(shù)，它們 的幅值和相位都會(huì)隨頻率而變化。相位的改變，是反饋輸入與原輸入不再同相，產(chǎn)生附加相移 ()af??? ?? 。可能在某一頻率下， AF 的附加相移達(dá)到 180 度。使( 2 1 ) 1 8 0 , 1 , 2 , 3 .. ..af nn?? ?? ? ? ? ? 這時(shí)，負(fù)反饋輸入與輸入必然由中頻區(qū)的同相變?yōu)榉聪啵狗糯箅娐返膬糨斎胄盘?hào)由中頻時(shí)的減小變?yōu)樵龃?，放大電路就由?fù)反饋?zhàn)優(yōu)檎答仭．?dāng)正反饋增強(qiáng)，以致凈輸入為負(fù)的輸入時(shí)，即為負(fù)的 AF*輸入時(shí)，即 AF=1 時(shí)，即使輸入端不加輸入信號(hào)，輸出端也會(huì)產(chǎn)生輸出信號(hào)，電路產(chǎn)生自激震蕩，這時(shí)電 路會(huì)失去正常的放大作用。 RC 自激震蕩原理與上述負(fù)反饋?zhàn)约ふ鹗幵砘鞠嗤?，區(qū)別為 RC 正弦波震蕩電路使用的為正反饋。在 RC 震蕩中電路中為了產(chǎn)生正弦波，必須在放大電路里加入正反饋，因此放大電路和正反饋網(wǎng)絡(luò)是振蕩電路的最主要部分。但是，這樣兩部分構(gòu)成的振蕩器河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 一般得不到正弦波，這是由于很難控制正反饋的量。如果正反饋量大，則增幅，輸出幅 圖 5 RC正弦波振蕩電路 度越來越大，最后由三極管的非線性限幅，這必然產(chǎn)生非線性失真。反之，如果正反饋量不足，則減幅，可能停振，為此振蕩電路要有一個(gè)穩(wěn)幅電路。為了獲得單一頻率的正弦波輸出，應(yīng)該有選頻網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)往往和正反饋網(wǎng)絡(luò)或放大電路合而為一。選頻網(wǎng)絡(luò)由 R、 C和 L、 C 等電抗性元件組成。正弦波振蕩器的名稱一般由選頻網(wǎng)絡(luò)來命名。正弦波發(fā)生電路的組成包括放大電路，正反饋網(wǎng)絡(luò)，選頻網(wǎng)絡(luò)，穩(wěn)幅電路。 振蕩條件是 ..FA =1 幅度平衡條件 ? ..FA ?=1 相位平衡條件 ?AF = ?A+?F = ?2n? RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的電路如圖所示。 RC串聯(lián)臂的阻抗用 Z1表示， RC并聯(lián)臂的 阻抗用 Z2表示。 222222111 j1)j/1//()j/1( CRRCRZCRZ ??? ????? 河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 反饋系數(shù)2121 13 ( )ZFZZ j w c R w c R??? ?? 令 0 1w Rc? 即0013 ( )F wwj ww? ?? 幅頻特性 ?.F20022122121221 )(31)1()1(1?????? ????? ?? CRCRCCRR 相頻特性 3a rc t g11a rc t g0012211221F??????? ????????CCRRCRCR 當(dāng) 0ww? 時(shí)， max 13FF?? 此時(shí) RC10 ?? ， RCf ?2 10 ? 當(dāng) f=f0 時(shí)的反饋系數(shù) ?.F13 ，且與頻率 f0 的大小無關(guān)，此時(shí)的相角 ?F=0?。即調(diào)節(jié)諧振頻率不會(huì)影響反饋系數(shù)和相角，在調(diào)節(jié)頻率的過程中，不會(huì)停振，也不會(huì)使輸出幅度改變。 穩(wěn)幅過程 RC 正弦波振蕩電路的穩(wěn)幅作用是靠熱敏電阻實(shí)現(xiàn)的。 R3 是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，當(dāng)輸出電壓升高， R3上所加的電壓升高 ，即溫度升高， R3的阻值降低，負(fù)反饋增強(qiáng)，輸出幅度下降。放大倍數(shù)降低。 本設(shè)計(jì)總電路圖中 RC 正弦波產(chǎn)生電路中的電容電感值為一組固定的實(shí)驗(yàn)數(shù)值，該電路輸出頻率 1000HZ，幅值測(cè)得為 。符合本設(shè)計(jì)的要求。 電路的連接 上圖由一個(gè) LC 震蕩電路和一個(gè)電壓比較器組成。在圖中運(yùn) 放構(gòu)成的電壓比較器，加上限幅措施，起到過壓保護(hù)的作用，防止 強(qiáng)的輸出信號(hào)或干擾有可能損壞某個(gè)部件 ，同時(shí)提高響應(yīng)速度。 河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 工作原理的介紹 : 可變電感在水位下，液面有漂浮的線圈，當(dāng)液面下降，線圈隨著液面下降，線路中的電感隨之改變。在開始一段范圍使 LC發(fā)生諧振，反向輸入端輸入電壓為 0，通過電壓 圖 6 LC震蕩電路 比較，輸出為高電平。當(dāng)液位即將降到最低時(shí)，使 LC 震蕩電路退出諧振，這是反向輸入端輸入高電平大于正向輸入端的電壓，這時(shí)輸出為低電平。 單片機(jī)通過接收到的信號(hào)的變化，從而控制 口的發(fā)光二極管，起到報(bào)警的作用。 電源的設(shè)計(jì) 如圖所示，用變壓器進(jìn)行降壓后在通過一個(gè)橋式整流電路將交流電整流為直流電。最后分別通過 5V， 12V， 12V的穩(wěn)壓模塊 LM7805， LM7812和 LM7912得出穩(wěn)定的電壓值。電路中靠近引腳處的接入電容 C1， C3 用來實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償 ，防止穩(wěn)壓器產(chǎn)生高頻自激震蕩和抑制電路引入的高頻干擾， C2是電解電容，以減小穩(wěn)壓電源輸出端由輸入電源引入的低頻干擾。 D 是保護(hù)二極管，當(dāng)輸入短路時(shí)，給輸出電容器 C2 一個(gè)放電通路，防止C2兩端電壓作用于調(diào)整管的 be結(jié)，造成調(diào)整管的 be結(jié)擊穿而損壞。 河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 圖 7 電源電路 結(jié)論 本設(shè)計(jì)通過單片機(jī) AT89S52控制數(shù)字溫度傳感器 DS18B20和電容式相對(duì)濕度傳感器HS1101，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度和相對(duì)濕度的測(cè)量，并且在液晶顯示器 LCD1602 上實(shí)時(shí)顯示室內(nèi)環(huán)境的溫度和相對(duì)濕度，用 LC 震蕩電路對(duì)水位進(jìn)行控制，當(dāng)?shù)竭_(dá)低水位的時(shí)候有發(fā)光二極管顯示，使用 DAC0832 實(shí)現(xiàn) D/A轉(zhuǎn)換，輸出電壓連接到放大器進(jìn)行放大，是電壓達(dá)到霧化器穩(wěn)定工作的額定電壓，從而調(diào)節(jié)濕度。 本課題軟件和硬件相結(jié)合，我負(fù)責(zé)硬件部分的設(shè)計(jì)，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我的理論和實(shí)踐水平都有了較大的提 高。在本課題的設(shè)計(jì)中，我熟練掌握了單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)和接口技術(shù)，同時(shí)對(duì)溫度傳感器的原理及應(yīng)用有了一定的了解，對(duì)單片機(jī)的控制電路也有了一定的了解，并且掌握了各種控制電路及其相關(guān)元器件的使用。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)所學(xué)專業(yè)有了更深一步的了解，而且學(xué)會(huì)了如何把所學(xué)的專業(yè)應(yīng)用到實(shí)際的生活河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 中，因?yàn)樵谶@次設(shè)計(jì)中，每個(gè)同學(xué)的題目不同，所以每個(gè)人的設(shè)計(jì)內(nèi)容不同，是我學(xué)會(huì)了如何獨(dú)自完成任務(wù)，克服困難，這對(duì)以后的學(xué)習(xí)，工作，生活都有很大的幫助。 參考文獻(xiàn) [1]康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ) .模擬部分 [M].第五版 .北京：高等教育出版社 .. [2]康華光 ..電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分 [S].第五版 .北京：高等教育出版社 .. [3]趙淑范 .電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) [M].北京：清華大學(xué)出版社 .. [4]李萬臣 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì) [M].哈爾濱工程大學(xué)出版社 2022. [5]胡漢才 .單片機(jī)原理及其接口技術(shù) [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 1966. [6]林德杰 .電氣測(cè)試技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， . [7]邱關(guān)源．電路第五版 [M]．北京：高等教育出版社， . [8]于鳳明．單片機(jī)原理及接口技術(shù) [M]．北京：中國輕工業(yè)出版社， 1997； 301— 313. [9]中國電子學(xué)會(huì)編．傳感器與執(zhí)行器大全 [M]．北京：電子工業(yè)出版社， 1998； 450— 455. [10]馮建華 ,趙亮 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā) [M].北京 : 25～ 30. [11]沙占友 ,孟志永 ,王彥朋 .單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì) [M].北京：電子工業(yè)出版社 52[M].2022： 223～ 224. [12]譚浩強(qiáng) .C程序設(shè)計(jì) [M].北京：清華大學(xué)出版社 .1997,3:46～ 52. [13]郁有文，常健，程繼紅 .傳感器原理及工 程應(yīng)用 [M]. 西安電子科技大學(xué)出版社 .2022:[1]. [14]張福學(xué)傳感器應(yīng)用及其電路精選（上冊(cè)） [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 1991． [15]母國光，戰(zhàn)元令光學(xué) [M].北京：高等教育出版社，朱一錕流體力學(xué)基礎(chǔ) 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 1978． [16]楊經(jīng)國，冉瑞江，等光電子技術(shù) [M]. 成都：四川大學(xué)出版社， 1990． [17]劉華東，張亞華 單片機(jī)原理與應(yīng)用（第二版） [M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 1990． [18]楊金巖，鄭應(yīng)強(qiáng)，張振仁 .單片機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口擴(kuò)展技術(shù)與應(yīng)用實(shí)例 [M]. 北京：人民郵電出版社， 2022． [19]魏立峰 .單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù) [M] .2022 年第一版 .北京大學(xué)出版社 . [20]朱定華 .戴汝平 .單片微機(jī)原理與應(yīng)用 [M] .清華大學(xué)出版社， 2022. [21]鮑宏亞 .MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)用技術(shù) [M].北京：中國宇航出版社， 2022. [22] John . Realtime Signal Processing Systems[M],2022:32～ 38. [23] ATMEL． AT89S52 Microcontroller DATA BOOK[M]. 1995:36～ 39. [24] 王小飛 ,袁濤 ,張鐵冰 . 鉑電阻測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J]電子技術(shù)應(yīng)用 , 2022,(09) . [25] 富剛 ,郎德榮 . 溫濕度閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備的開發(fā)與研制 [J]沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) , 1999,(02). 河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 致謝 四年的本科學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束 ,在本人做畢業(yè)設(shè)計(jì)中，得到了程輝老師的悉心指導(dǎo)和無私幫助。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和謙和的為人給我留下了深刻的印象。 雖然公務(wù)繁忙，教學(xué)任務(wù)重，但 在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo) 。 其次 要感謝大學(xué)四年來所有的 授課 老師，為我們打下 電子 專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后我要深深地感謝我的家人，正是他們含辛茹苦地把我養(yǎng)育成人，在生活和學(xué)習(xí)上給予我無盡的愛、理解和支持，才使我時(shí)刻充滿信心和勇氣，克服成長路上的種種困難，順利的完成大學(xué)學(xué)習(xí)。 還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵(lì)和幫助的師長、朋友，在此無法一一列舉，在此也表示忠心地感謝！ 大學(xué)生活的結(jié)束，也是我人 生新的生活起點(diǎn)，我將謹(jǐn)記老師們的教誨，將自己的所學(xué)奉獻(xiàn)給社會(huì)。 河北科技師范學(xué)院 2022屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 附錄