實(shí)驗(yàn)4 集成運(yùn)算放大器應(yīng)用(線性非線性應(yīng)用)1

1、集成運(yùn)算放大器應(yīng)用集成運(yùn)算放大器應(yīng)用(線性/非線性應(yīng)用1)簡易溫度報(bào)警電路設(shè)計(jì)簡易溫度報(bào)警電路設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握溫度控制器的設(shè)計(jì)方法與測試技術(shù)，了解掌握溫度控制器的設(shè)計(jì)方法與測試技術(shù)，了解集成溫度傳感器集成溫度傳感器TMP35G的工作原理與應(yīng)用。的工作原理與應(yīng)用。2. 學(xué)會安裝、調(diào)試集成電路和分立元件組成的溫學(xué)會安裝、調(diào)試集成電路和分立元件組成的溫度控制器。度控制器。二、設(shè)計(jì)任務(wù)二、設(shè)計(jì)任務(wù)o1、設(shè)計(jì)課題：設(shè)計(jì)課題：簡易溫度報(bào)警電路簡易溫度報(bào)警電路o2、設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：（1）溫度能夠進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整范圍（）溫度能夠進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整范圍（100C 1250C）。）。（2）當(dāng)溫

2、度低于或超出設(shè)定范圍時，）當(dāng)溫度低于或超出設(shè)定范圍時， 給出報(bào)警信號給出報(bào)警信號（發(fā)光二極管亮）。（發(fā)光二極管亮）。三、設(shè)計(jì)步驟三、設(shè)計(jì)步驟 針對任務(wù)、查閱相關(guān)資料，提出針對任務(wù)、查閱相關(guān)資料，提出2-3個不同方案。個不同方案。 1 確定各單元電路的設(shè)計(jì)，必要時應(yīng)詳細(xì)擬定主要單元電路確定各單元電路的設(shè)計(jì)，必要時應(yīng)詳細(xì)擬定主要單元電路的性能指標(biāo)。的性能指標(biāo)。 2 選擇元器件，計(jì)算參數(shù)選擇元器件，計(jì)算參數(shù) ，留適當(dāng)裕量，保證電路在規(guī)定，留適當(dāng)裕量，保證電路在規(guī)定條件下，正常工作。條件下，正常工作。 檢驗(yàn)電路功能，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析和處理出現(xiàn)的問題。檢驗(yàn)電路功能，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析和處理出現(xiàn)的問題。

3、四、設(shè)計(jì)舉例四、設(shè)計(jì)舉例00240C或高于或高于370C發(fā)出報(bào)警信號發(fā)出報(bào)警信號（發(fā)光二極管亮）。（發(fā)光二極管亮）。1 1、1 1、1 1、24400300200100010 20 30 40T0C V/mvGNDOUT+V132240（b）溫度傳感器特性曲線）溫度傳感器特性曲線o TMP35G溫度傳感器的參數(shù)溫度傳感器的參數(shù) （a）外形）外形37370TMP35G的工作電源電壓的工作電源電壓2.75. 5v，最大輸出電，最大輸出電流流50A選選TMP35G工作電壓為直流電壓工作電壓為直流電壓5V。 o TMP35G溫度傳感器的參數(shù)溫度傳感器的參數(shù) 溫度傳感器溫度傳感器放大電路放大電路電壓比較

4、電路電壓比較電路放大電路放大電路作作用是將溫度用是將溫度傳感器隨溫傳感器隨溫度變化的微度變化的微弱電壓進(jìn)行弱電壓進(jìn)行放大。放大。電壓比較電路電壓比較電路將將放大器的輸出電放大器的輸出電壓信號與參考電壓信號與參考電壓進(jìn)行比較，達(dá)壓進(jìn)行比較，達(dá)到設(shè)定的參考電到設(shè)定的參考電壓值時，驅(qū)動報(bào)壓值時，驅(qū)動報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警警電路發(fā)出報(bào)警信號。信號。溫度傳感器溫度傳感器作用作用是將溫度的變化是將溫度的變化用電壓形式表示用電壓形式表示出來，其輸出電出來，其輸出電壓與溫度成線性壓與溫度成線性關(guān)系。關(guān)系。 （1 1）選用集成運(yùn)算放大器（）選用集成運(yùn)算放大器（LM324LM324）構(gòu)成同相比例）構(gòu)成同相比例運(yùn)算電路。

5、運(yùn)算電路。（2 2）確定集成運(yùn)算放大器的工作電壓。）確定集成運(yùn)算放大器的工作電壓。 考慮到考慮到TMP35G的工作電源電壓為的工作電源電壓為5V，確定運(yùn)，確定運(yùn)放放LM324LM324采用單電源形式，查閱手冊，工作電流采用單電源形式，查閱手冊，工作電流為為3mA3mA，單電源電壓范圍（，單電源電壓范圍（3 330V30V），故設(shè)定其），故設(shè)定其電源電壓為電源電壓為5V5V。2.1 2.1 放大電路設(shè)計(jì)放大電路設(shè)計(jì)（3 3）同相比例運(yùn)算放大電路）同相比例運(yùn)算放大電路 RFR1RP=RF/R1 +ViV0/ 2 A1 3 1（4）設(shè)定）設(shè)定AV1、RF、R1、RP11RRAFVF設(shè)定：設(shè)定：AV1

6、=1010-1=RF/R1令R1=1K則RF=9K為了方便調(diào)節(jié)RF采用2K電阻和10K的電位器串聯(lián)方法。RP為平衡電阻： RP =R1/RP2.22.2 電壓比較器設(shè)計(jì)電壓比較器設(shè)計(jì)Vi2(V01) VRH +300D1D2A4 A3D3 +VRL9108131412選上限參考電壓VRH=3.7V選下限參考電壓VRL=2.4V利用電阻分壓作用，用電阻組成分壓器。并設(shè)定上下限電壓，分壓器的電壓仍用直流電源電壓5V。取分壓器的等效電阻為R=10K分壓器的電流IFY=5/10=0.5mA下限分壓電阻：RXX(下限電阻)=2.4/0.5=4.8K為了方便高調(diào)節(jié)下門限電壓值，選用4.7K電位器。RSX（上限電阻）=5-3.7/0.5=2.6K選用2.7K電位器。RZ=10-2.6-4.8=2.6K選用2.7K的電位器2.22.2 電壓比較器設(shè)計(jì)電壓比較器設(shè)計(jì)溫度報(bào)警器電路溫度報(bào)警器電路(1)ViA+5V10K23 +5V2.7K + B1 + +300D1D2TMP351K2K1K2.7K4.7KRSXV01V0RP=R1/RfR1Rf14A1A3A432198101312143 3、溫度報(bào)警器電路溫度報(bào)警器電