電子電路廣州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板

1、廣州大學(xué)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 學(xué)院 年級(jí)專(zhuān)業(yè)班 姓名 學(xué)號(hào) 成績(jī) 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn) 電子實(shí)驗(yàn)樓401 指導(dǎo)教師 袁聿海 綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目： 恒溫控制電路 一 引言： 恒溫控制電路在生活中有著重要的應(yīng)用，例如北方的溫室大棚，人工孵化裝置等，許多都應(yīng)用了恒溫控制電路。學(xué)習(xí)如何對(duì)恒溫控制電路進(jìn)行組建、調(diào)試，鍛煉學(xué)生對(duì)電路知識(shí)的綜合應(yīng)用有著重要意義。二 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 利用運(yùn)算放大器、NTC負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻、測(cè)溫電橋、滯回比較器等知識(shí)綜合組建恒溫控制電路，提高電子電路知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。2 學(xué)習(xí)橋式測(cè)溫放大器溫度-電壓關(guān)系曲線的測(cè)量方法和關(guān)系曲線的應(yīng)用。3 掌握滯回比較器的性能和測(cè)試方法

2、，學(xué)習(xí)如何與其他電路組合應(yīng)用。4 學(xué)習(xí)恒溫控制電路系統(tǒng)的測(cè)量和調(diào)試方法三 實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，它是由負(fù)溫度系數(shù)電阻特性的熱敏電阻（NTC）元件Rt為一臂組成測(cè)溫電橋，其輸出經(jīng)測(cè)量放大器放大后由滯回比較器輸出“加熱”與“停止加熱”信號(hào)，經(jīng)由三極管放大后控制加熱器“加熱”與“停止”。改變滯回比較器的比較電壓UR，即可改變恒定溫度的設(shè)定值，而控溫的精度則由滯回比較器的滯回寬度確定。圖1溫度檢測(cè)及控制實(shí)驗(yàn)電路（1）測(cè)溫電橋由R1、R2、R3、Rp1及Rt組成的測(cè)溫電橋，其中Rt采用NTC負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻器，作為溫度傳感器，它呈現(xiàn)出的阻值與溫度變化關(guān)系具有負(fù)溫度系數(shù)，而溫度系數(shù)又與流過(guò)它的

3、工作電流有關(guān)。為了穩(wěn)定Rt的工作電流，達(dá)到穩(wěn)定其溫度系數(shù)的目的，設(shè)置了穩(wěn)壓管D1。Rp1可以調(diào)定測(cè)溫電橋的平衡。圖2測(cè)溫電橋電路（2）差動(dòng)放大電路由A1及其外圍組成的差動(dòng)放大電路，將測(cè)溫電橋輸出電壓U按比例放大。所以，在R4=R5，R7+Rp2=R6時(shí)，有 即UO1僅僅取決于兩個(gè)輸入電壓的差值與外部電阻的比值，其中RBalance用于差動(dòng)放大器的調(diào)零。（3）滯回比較器圖3差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大器的輸出電壓UO1送入滯回比較器滯回比較器，滯回比較器由A2等元件組成，如圖4所示。設(shè)滯回比較器輸出高電平為UO2H，輸出低電平為UO2L，參考電壓UR加在反相輸入端。則當(dāng)輸出為高電平UO2H時(shí)，運(yùn)放同相輸

4、入端電位為：當(dāng)UO1減小到使U+H=UR，即此后，UO1稍有減小，輸出電壓就從高電平跳變?yōu)榈碗娖?。?dāng)輸出電壓為UO2L時(shí)，運(yùn)放同相輸入端電位：當(dāng)UO1增大到使U+L=UR時(shí)，有此后UO1稍有增加，輸出又從低電平跳變?yōu)楦唠娖健TL即為下限門(mén)電平，UTH為上限門(mén)電平。兩者的差值，稱(chēng)為門(mén)限寬度，其大小可通過(guò)調(diào)節(jié)R2RF的比值來(lái)調(diào)節(jié)。圖4同相滯回比較器、電壓傳輸特性由上面的分析UO1的輸出電壓送入由A2組成的滯回比較器，與反相端的參考電壓UR進(jìn)行比較。當(dāng)同相輸入端電壓大于反相輸入端電壓時(shí)，A2輸出正向的飽和電壓，使三極管T飽和導(dǎo)通，繼電器K1電流通，發(fā)光二極管LED發(fā)光，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，電阻Rt斷電降

5、溫。反之，當(dāng)同相輸入端電壓低于反相輸入端電壓時(shí)，A2輸出負(fù)飽和電壓，三極管T截止，繼電器KA的線圈無(wú)電流，LED燈熄滅，常閉觸點(diǎn)閉合，電阻RT通電升溫。調(diào)節(jié)Rp4可以改變參考電壓，也就改變了上、下門(mén)限電平，從而調(diào)節(jié)恒定溫度的設(shè)定值。四 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、 測(cè)溫探頭的制作2、 連接實(shí)驗(yàn)電路3、 差動(dòng)放大器的調(diào)試4、 滯回比較器的調(diào)試5、 溫度檢測(cè)控制電路整機(jī)工作狀況五 重點(diǎn)問(wèn)題：恒溫控制電路的必須能在溫度升高到一定數(shù)值后斷開(kāi)電源，停止加熱，在溫度下降到一定數(shù)值后接通電源進(jìn)行加熱，故必須了解如何調(diào)節(jié)臨界溫度高低，如何調(diào)節(jié)溫度控制精度。六 參考文獻(xiàn)：吳正光 鄭顏.2008.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)仿真與實(shí)踐.北京：

6、科學(xué)出版社廣州大學(xué)實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 恒溫控制電路 指導(dǎo)教師 袁聿海 姓 名 黃文俊 班 別 電信121 學(xué) 號(hào) 學(xué) 院機(jī)電學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)間 2013 年 12 月 27 日第 17 周 一 ， 8：30 時(shí)至 10：05 時(shí)；實(shí) 驗(yàn) 地 點(diǎn) 電子實(shí)驗(yàn)樓401 室溫 濕度 天氣 原始數(shù)據(jù)記錄(自行設(shè)計(jì)記錄表格)：1、 差動(dòng)放大器調(diào)試數(shù)據(jù)記錄：AB端接地時(shí)，進(jìn)行調(diào)零，即調(diào)節(jié)Rbalance，得到UO1最小值為115.258直流電壓測(cè)試結(jié)果反相輸入端電壓UA/V0.010.020.030.040.05反相輸入端電壓UB/V0.020.020.020.020.02輸出

7、端電壓UO1/V1.1200.12015-0.-1.879-2.878反相輸入端電壓UA/V0.030.030.030.030.03反相輸入端電壓UB/V0.010.020.030.040.05輸出端電壓UO1/V-1.879-0.879.3360.1.122.119交流電壓測(cè)試結(jié)果：輸入交流電有效值/mV輸出交流電有效值/mV9.998999.2862滯回比較器調(diào)試數(shù)據(jù)記錄：參考電壓UR/V1.9983.0323.9965.076下限門(mén)電平UTL/V1.7992.8913.8654.887上限門(mén)電平UTH/V2.1533.1414.1155.1933整機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)記錄：參考電壓UR2.0023

8、.0323.9964.769控制溫度上限Rt/k0.470.640.820.96UTH（UO1H）/V2.1533.1954.1694.99溫度控制下限Rt/k0.420.600.780.90UTL（UO1L）/V1.8532.9463.9214.672注：此表格必須附在實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)一并交給任課老師。指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生情況記錄：綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)： 恒溫控制電路 摘要： 通過(guò)Multisim軟件模擬組建由NTC熱敏電阻及運(yùn)算放大器組成的恒溫控制電路，通過(guò)對(duì)該電路各個(gè)部分的測(cè)試，以及整機(jī)調(diào)試，理解各個(gè)部分的工作原理以及調(diào)試要求。差動(dòng)放大電路的調(diào)試，驗(yàn)證是否與輸入電壓差成倍數(shù)關(guān)系。測(cè)試滯回比

9、較器，得出滯回比較器控制的上下限電平的結(jié)果并與理論值的比較。一 引言：恒溫控制電路在生活中有著重要的應(yīng)用，例如北方的溫室大棚，人工孵化裝置等，許多都應(yīng)用了恒溫控制電路。學(xué)習(xí)如何對(duì)恒溫控制電路進(jìn)行組建、調(diào)試，使學(xué)生對(duì)電路知識(shí)的綜合應(yīng)用有著重要意義。二 實(shí)驗(yàn)要求：1、 理解并掌握該恒溫電路的工作原理。2、 能夠提前對(duì)有關(guān)測(cè)溫電橋，差動(dòng)放大器，滯回比較器等知識(shí)的回顧。3、 能獨(dú)立進(jìn)行電路的模擬組建與調(diào)試4、 能運(yùn)用綜合知識(shí)解決調(diào)試過(guò)程遇見(jiàn)的問(wèn)題5、獨(dú)立對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出結(jié)果并分析6、提交合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告三 實(shí)驗(yàn)儀器：裝有Multisim軟件的計(jì)算機(jī)四 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 在Multisim環(huán)境下建立圖1

10、所示的模擬實(shí)驗(yàn)電路，各級(jí)間暫不連通，形成各級(jí)單元電路。2、 差動(dòng)放大器的調(diào)試(1) 對(duì)運(yùn)放進(jìn)行調(diào)零，將A1的輸入端A(反相輸入端)B(同相輸入端)對(duì)地短路，調(diào)節(jié)Rbalance，使UO1輸出為0V。(2) 去掉A、B端對(duì)地短路的線，從A、B端分別用直流電源接入兩個(gè)直流電平。驗(yàn)證在R4=R5，R7+Rp2=R6時(shí)， 并記錄數(shù)據(jù)。(3)B點(diǎn)接地，A點(diǎn)輸入100Hz、10mV的正弦波信號(hào)。用示波器觀察輸出波形。在輸出波形不失真的情況下，用交流毫伏表測(cè)量輸入信號(hào)電壓Ui與輸入信號(hào)電壓UO。計(jì)算差動(dòng)放大電路的電壓放大倍數(shù)Au并記錄數(shù)據(jù)。3、滯回比較器的調(diào)試(1)直流法測(cè)試電壓比較器的上、下門(mén)限電平：調(diào)節(jié)

11、Rp3，使參考電平UR=2V。用直流穩(wěn)壓電源提供可變直流電壓UO1送入滯回比較器的輸入端，用示波器檢測(cè)比較器的輸出電壓UO2。改變直流輸入電壓UO1的大小，從示波器屏幕上觀察UO2在高電平UO2H和低電平UO2L間相互跳變時(shí)對(duì)應(yīng)的UO1的值，記錄下門(mén)限電平UTL和上門(mén)限電平UTH及UO2H、UO2L。(2)交流法測(cè)電壓傳輸特性曲線：將示波器設(shè)為XY顯示方式，將100Hz、3V的正弦波信號(hào)送入比較器的輸入端，將輸入信號(hào)作為X軸掃描信號(hào)，將輸出信號(hào)作為Y軸掃描信號(hào)，調(diào)整并觀測(cè)如圖4所示電壓傳輸特性曲線并記錄。4、溫度檢測(cè)控制電路整機(jī)工作狀況：(1)連接各級(jí)電路，其中各級(jí)的滑動(dòng)變阻器不再變動(dòng)。(2)

12、改變參考電壓UR，分別測(cè)試當(dāng)電路正常工作時(shí)的溫度控制的上限(LED由熄滅變?yōu)榘l(fā)光)及下限(LED由發(fā)光變?yōu)橄?的UO1以及Rt的值。五 數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示：1、 差動(dòng)放大器的調(diào)試：當(dāng)輸入為0時(shí)，輸出電壓最小值為：115.258mVAB端分別輸入直流電平，結(jié)果如下：反相輸入端電壓UA/V0.010.020.030.040.05反相輸入端電壓UB/V0.020.020.020.020.02U=UB-UA0.010-0.01-0.02-0.03輸出端電壓UO1/V1.1200.12015-0.-1.879-2.878反相輸入端電壓UA/V0.030.030.030.030.03反相輸入端電壓U

13、B/V0.010.020.030.040.05U=UB-UA-0.02-0.0100.010.02輸出端電壓UO1/V-1.879-0.0.1.122.119由上表畫(huà)出UO1與UB-UA的關(guān)系曲線如下：當(dāng)輸交流電壓測(cè)試結(jié)果：輸入交流電有效值/mV輸出交流電有效值/mV示波器顯示波形9.998999.286即交流電壓放大倍數(shù)為Au=999.286/9.99899.9482、滯回比較器的調(diào)試：不同參考電壓直流電平輸入的門(mén)限電平如下：參考電壓UR/V1.9983.0323.9965.076下限門(mén)電平UTL/V1.7992.8913.8654.887輸出高電平UO2H/V11.117上限門(mén)電平UTH/

14、V2.0253.1414.1155.103輸出低電平UO2L/V-11.118門(mén)限寬度U/V0.2260.250.250.216門(mén)限寬度平均值：U=（0.226+0.25+0.25+0.216）/4V=0.2355V調(diào)節(jié)參考電壓UR=2V，輸入100Hz，3V的正弦波信號(hào)，在沒(méi)有失真的情況下，得到的電壓傳輸特性如下：可見(jiàn)，該電路的門(mén)限寬度很小，對(duì)溫度變化而導(dǎo)致的電壓變化較敏感。3、恒溫檢測(cè)控制電路的整機(jī)調(diào)試，數(shù)據(jù)如下：參考電壓UR2.0023.0323.9964.769控制溫度上限Rt/k0.470.640.820.96UTH（UO1H）/V2.1533.1954.1694.99溫度控制下限R

15、t/k0.420.600.780.90UTL（UO1L）/V1.8532.9463.9214.672由上表格分別畫(huà)出的UR與UTH和UTL的關(guān)系圖如下：可見(jiàn)隨著參考電壓的升高，上下門(mén)限的電平也跟著上升，但是門(mén)限寬度幾乎保持不變。由上表畫(huà)出UR與Rt的曲線如下圖：六 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：1、差動(dòng)放大器：使R7+Rp2等于R6，由五中1的UO1與UB-UA的關(guān)系曲線知，差動(dòng)放大器在R4=R5，R7+Rp2=R6時(shí)，UO1與UB-UA的值在直流情況下存在 該差動(dòng)放大器的在輸入交流信號(hào)時(shí)，在一定頻率范圍內(nèi)的放大倍數(shù)Au=999.286/9.99899.948，與理論值100十分接近。2、滯回比較器：由五中所的滯回比較器的上下門(mén)限隨參考電壓UR的變化而變化，而門(mén)限寬度的平均值U=0.2355與理論計(jì)算值=0.222V的差距比較小。通過(guò)改變參考電壓，可以調(diào)節(jié)上下門(mén)限電平的值。3、 恒溫檢測(cè)控制電路的整機(jī)調(diào)試由五中3的數(shù)據(jù)，隨著門(mén)限電平的改變，NTC電阻必須隨著與電平改變成正比的方向變化才能達(dá)到門(mén)限電平，從而輸出“加熱”或“停止”的信號(hào)。即該恒溫控制電路的功能能夠正常實(shí)現(xiàn)，并且可以通過(guò)改變參考電壓改變門(mén)限電平，從而改變所要保持的溫度。七 實(shí)驗(yàn)心得：本次實(shí)驗(yàn)是對(duì)這學(xué)期所學(xué)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用。在模擬實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)的電路比較復(fù)雜，涉及的知識(shí)比較廣，經(jīng)常出現(xiàn)某