模拟电子技术实践温控LED,实验报告
时间：2021-09-16 来源：博通范文网 本文已影响 人 
电子设计实践课程
总结报告
基于 4 LM324 的温控 D LED 系统
电子信息类 2015 级 1501 班 指导老师：徐雯娟 学号：*********** 日期：2016 年 9 月 28 日
摘要
本设计以 LM324 电压比较器和热敏电阻为核心，让 10kΩ热敏电阻和 1kΩ电阻来组成的分压电路，接 LM324 的反相输入端。当环境温度升高，热敏电阻阻值变小，使反相输入端电压小于正向输入端的参考电压，从而使 LM324 输出端输出参考电压，令 LED 灯发光。温度越高，热敏电阻阻值越小，亮的 LED 灯越多，以此来反应环境的大致温度。
该系统原理简单，但却非常实用，成本较低，在生活和工业设计中都有广泛使用。
一、
设计内容和要求
（一）
设计内容
温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。日常生活中也可以见到，如电冰箱的自动制冷，空调器的自动控制等等。
（二）设计要求
1.设计温控 LED 电路：即环境温度控制 LED 的亮灭。
2.三盏 LED 灯，环境温度低于某一数值时，全部熄灭；随着环境温度升高，逐 渐点亮一盏、两盏、三盏 LED 灯。
3.用仿真软件画出原理图并进行仿真（仿真软件中的热敏电阻可用电位器代 替）。
4.组装出实际电路，焊出电路板并验证实验结果。
二、
方案比较及可行性分析
（一）
1、用仿真软件画出基本电路图，并 进 行 仿 真 验 证 。
因 为 要 求 用MULTISIM 仿真实现，所以这里的热敏电阻用可变电阻器代替。
2 、设 计 基 本 电 路 图 ， 并 用MULTISIM 画出，如图一所示。
图 1.1
（二）
对完成的仿真电路进行测试，改变电阻器的阻值，依次点亮三盏LED 灯，仿真结果如图二、图三和图四所示。
图 1.2
图 1.3
图1.4
三、单元电路设计、参数计算和器件选择
（一）单元电路设计
1.这个电路的核心就是 LM324比较器 将两个电压值输入其两个输入端，根据运放工作在非线性区：
图 3.1
由此根据其电压传输特性搭成了一个电压比较器单元电路：
图 3.2
2.为了保护二极管，应在二极管前后加一个限流电阻。
（二）参数计算
1.这里采用的是用热敏电阻来控制输入同相输入端的信号电压的大小，但在仿真中中用 Ri=1kΩ电阻与电位器串联来达到控制的目的。由此可以计算出：
U(Ri) =
要有足够的才华才能撑起这篇文章。
不落俗套。
xxxxxxx学院
模拟电子课程设计(综合实验) 班
级：姓
名：学
号：指导教师：设计时间：
电子信息工程xxxx
x
x 1207050227
2014年xx
xxxxx学院 二〇一四年
一、实验目的
通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试，要求学会：
1.选择变压器、整流二极管、滤波电容和集成稳压器来设计直流稳压电源 ; 2.掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法 ;
3.了解RC桥式正弦波振荡器的工作原理并学习RC桥式正弦波振荡器的设计以实现掌握RC桥式正弦波的调试方法。
二、设计任务
1.集成稳压电源的主要技术指标
输出电压为±12V;
输出纹波电压小于5mV，输出内阻小于0.1Ω
加输出保护电路，最大电流不超过2 A 2.RC桥式正弦振荡器的主要指标
输出频率范围（100 kHz～10 kHz）
三、实验原理与方案选择
1、实验整体电路仿真图：
2、稳压电源的组成原理
直流稳压电源一般有电源变压器、整流电路、滤波电路及稳压电路所组成，基本框图和波形变换如下：
（1） 电源变压器：将电网220V的交流电压变换成整流滤波电路所需的低电压。 （2） 整流电路：一般由具有单向导电性的二极管构成，经常采用单相半波、单
相全波和单相桥式整流电路。应用最为广泛的是桥式整流电路，4个二极管轮流导通，无论正半周还是负半周，流过负载的电流方向是一致的，形成全波整流，将变压器输出的交流电压变成了脉动的直流电压。
输出波形：
（3） 滤波电路：加入电容滤波电路后，由于电容是储能元件，利用其充放电特
性，使输出波形平滑，减小直流电中的脉动成分，以达到滤波的目的。为了使滤波效果更好，可选用大电容的电容为滤波电容。因为电容的放电时间常数越大，放电过程越慢，脉动成分越少，同时使得电压更高。
输出波形：
（4） 稳压电路：稳定输出电压。稳压电路种类很多，包括稳压管，串联稳压，集成稳压器等。该实验中我们选用的是三端式固定输出稳压器W78XX，W79XX 固定三端集成稳压器。典型电路图如下：
3、RC桥式正弦振荡器的工作原理
RC桥式正弦振荡器仿真图如下：
RC振荡器的典型电路：
RC桥式正弦振荡器又称文氏电桥振荡器，是采用RC串并联选频网络的一种正弦波振荡器。它具有较好的正弦波形且频率调节范围广，广泛应用于产生1 MHz以下的正弦波信号，且振荡幅和频率较稳定。
上图电路有两部分组成，即左半部分的选频网络和右半部分的放大电路。放大电路为由集成运放所组成的电压串联负反馈，而选频网络则由正反馈网络组成。由于放大器采用集成运放并引入电压串联负反馈，其输入，输出阻抗对正反馈网络的影响可以忽略。
（1） RC串并联正反馈网络的选频特性：
一般取两电阻值和两电容值分别相等。由分压关系可得正反馈 网络的反馈系数表达式：
则幅频和相频图如下：
，
（2）元件参数的计算：
①确定R、C值
由于f0=1/2πRC=10 kHz,为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的输入电阻Ri和输出电阻Ro的影响，应使R满足下列关系式：Ri>>R>>Ro，一般Ri约为几百千欧以上，Ro仅为几百欧以上。故确定R=0.68kΩ，则C=0.022uF。
②确定R
1、Rf
RC选频网络对于中心频率f0的放大倍数为F=1/3，而回路起振条件为|AF|>=1。 故放大电路的电压放大倍数A=(R1+Rf)/R1>=3，即Rf/R1>=2，取Rf/R1=2。即：R=R1//Rf=0.68K Ω，得R1=（3.1/2.1）*R=1 kΩ,Rf=2.1R1=2.1kΩ。 （3）振荡频率和起振条件
电路在fo时满足φF+φA=0,而对其他任何频率，则不满足振荡的相位平衡条件所以电路的振荡频率为fo=1/2πRC。
已知当f=fo时，|F|=1/3,为了满足振荡的幅度平衡条件，必须使|AF|>=1，由此可以求得振荡电路的起振条件为|A|>3。
四、使用材料
整流二极管6个；
点解电容470 uF 2个，104瓷片电容 2个，223瓷片电容 2个；
稳压芯片W78xx 1个，W79xx 1个；
680Ω电阻2个，1 kΩ电阻1个。2.1 kΩ电阻1个；
集成运放芯片LM324 1个；
剥线钳1个，烙铁1个，万用板1块；
导线，焊锡若干
五、数据测试
变压器输出：39 V
整流电压输出：51.8 V
滤波电压输出：26.3 V,-26.4 V
稳压管输出：11.9 V,-12.1 V
纹波电压： 4 mV
正弦波频率：8.5 kHz
正弦波输出： 10.75V
反馈系数： 0.28
六、问题与解决
这次焊接给了我很多经验总结，比如焊接中锡丝融化的多少才合适，烙铁头接触锡丝以及元器件的时间长短，还有助焊剂松香的搭配使用，元件的剪脚等都会影响焊接的结果。 在检查过程中还出现了很多问题，比如第一次焊接完成后测试时，负极电压输出仅仅为几伏，断电之后发现就把两个整流二极管给烧了，后来我们通过检查，原因是我们不太清楚万用板的构造，外边两圈是短路的，我们刚好把两个引脚接到了外边两圈，换了两个二极管之后测试时大致波形是出来了，但失真比较严重，于是我们又换了几次电阻，最后发现只有当反馈电阻式2.1 kΩ的时候波形失真最小。
七、心得
在这次制作实验中我学到了很多东西，对此也很感兴趣，首先我学到了不少焊接的经验，避免了一些出现在焊接方面的问题，以便于后期易于检测；其次，我学会对一些简单的元器件的识别与检测，以及学会了元器件的引脚和使用方法，了解了一些工具的使用方法。这样的实验培养了我们的动手能力，所谓熟能生巧，在布线，焊接，检查电路各种方面我们都有很大的提高。一个实验只要认真对待，不管结果怎样，我们一定会有收获。而且在实习中我感觉到实践与理论相结合是非常重要的，平时在课本上学到的只是一些理论知识，在实际焊接制作中会出现很多意想不到的问题，通过检测与修改可以使实习进一步的进行下去。
这次设计渗透了我们组员的每一个人的努力与心血，无论是前期的准备，中期的焊接，还是后期的测试与调试，每个环节我们都竭尽所能，通过多种渠道，老师与同学的帮助，才使得我们的结果顺利的出来。因此，我感觉只有相互协作，才能共同进步。合理分工，团结一心可以提高效率。相信以后我们会更加努力的。
