專業選修課實訓報告

2022-05-03 10:30:03 字數 4528 閱讀 6682

目錄1.題目的功能及要求1

2.設計思路及方案設計分析、論證1

3.系統框圖2

4.單元電路圖4

5.整體電路圖12

6.整體電路的製作、除錯13

7.結果14

8.心得體會14

九.參考文獻及資料15

實訓報告

一、 題目的功能及要求:

電腦機箱散熱風扇比例控制電路,功能要求如下:

風扇的平均轉速與氣溫成正比,即氣溫高風扇就轉快一些,以加強散熱;氣溫低則可轉慢一些,以減少耗電。(注:風扇由12v 1w的直流電機帶動)

二、 設計思路及方案設計分析、論證:

根據題目的要求,(溫度高時風扇轉的快,溫度低時風扇轉得慢)

思路一:採用電橋平衡,當溫度變化時,電橋不平衡,輸出乙個電壓驅動三極體,使三極體導通,從而驅動風扇;溫度公升高得越快時,電壓變化越大,從而風扇轉得越快;溫度降低時,電壓減小,風扇減速。

思路二:用占空比來使風扇調速,當溫度較低時 ,占空比較小,風扇轉速較慢;當溫度較高時,占空比增大,風扇轉速加快。

針對上面兩種方案,再根基題目要求;思路一,當溫度處於常溫時,電橋平衡,沒有輸出電壓,三極體截止,風扇不轉,沒有達到要求(常溫時風扇也要轉,只是轉得慢);思路二,處於常溫時,也有占空比,只是占空比較小,驅動風扇時,風扇轉得比較慢;溫度公升高,占空比增大,風扇加速,綜合考慮,選用第二種思路比較好。

三、 系統框圖:

根據上訴完整電路系統框圖可知,電路當中占空比是最重要的,沒有占空比或者占空比不理想都會影響電路的正常執行。

占空比是指高低電平所佔的時間的比率,占空比越大,電路開通時間就越長,整機效能就越高。例如美國fcc公司的rfm96w系列電台體積小、重量輕,誤位元速率低,可靠性高,採用uhf波段,有多種頻率可供使用者選擇,傳輸速率高達9600bps,占空比達100%,靈敏度達-117dbm。

占空比是指高電平在乙個週期之內所佔的時間比率。方波的占空比為50%,占空比為0.1,說明正電平所佔時間為0.1個週期。

定義1:如果占空比定義為d=rtc。那麼,分量f。

為:f.一ub(2d一1)及肛案sin(n)枷一江。

脈寬調變波形同時應能明顯看出從乙個週期到另乙個週期,傅利葉分量的幅值將隨著佔寬比發生的變化而變化。

定義2:dutycycle=width(delay+width)含步進電機的ccd線陣列式位置感測器支架。感測器是ccd線陣列式位置感測器,它是一種新型的固體成像器件,是在大規模積體電路工藝基礎上研製而成的模擬積體電路晶元。

定義3:所謂占空比是指壓縮機持續開啟時間與控制週期之比。在確定占空比時必須滿足壓縮機兩次開啟時間間隔大於製冷系統高低壓側平衡所需最小時間。

四、 單元電路圖:

1、用555定時器構成的多諧振盪器

1.電路組成

用555定時器構成的多諧振盪器電路如圖6-11(a)所示:圖中電容c、電阻r1和r2作為振盪器的定時元件,決定著輸出矩形波正、負脈衝的寬度。定時器的觸發輸入端(2腳)和閥值輸入端(6腳)與電容相連;集電極開路輸出端(7腳)接r1、r2相連處,用以控制電容c的充、放電;外界控制輸入端(5腳)通過0.

01uf電容接地。

2.工作原理:

多諧振盪器的工作波形如圖6-11(b)所示:

電路接通電源的瞬間,由於電容c來不及充電,vc=0v,所以555定時器狀態為1,輸出vo為高電平。同時,集電極輸出端(7腳)對地斷開,電源vcc對電容c充電,電路進入暫穩態i,此後,電路周而復始地產生週期性的輸出脈衝。多諧振盪器兩個暫穩態的維持時間取決於rc充、放電迴路的引數。

暫穩態ⅰ的維持時間,即輸出vo的正向脈衝寬度t1≈0.7(r1+r2)c;暫穩態ⅱ的維持時間,即輸出vo的負向脈衝寬度t2≈0.7r2c。

因此,振盪週期t=t1+t2=0.7(r1+2r2)c,振盪頻率f=1/t。正向脈衝寬度t1與振盪週期t之比稱矩形波的占空比d,由上述條件可得d=(r1+r2)/(r1+2r2),若使r2>>r1,則d≈1/2,即輸出訊號的正負向脈衝寬度相等的矩形波(方波)。

3.鋸齒波產生電路

首先,555產生乙個方波訊號,占空比1:50,由於需要電機的慣性小,所以使用小週期訊號,週期, t=0.07s,占空比,所以電阻r9,r10,電容c2的值就能確定下來。

接下來是積分電路,產生鋸齒波。主要由r11和電容c決定。,所以r11取400k,電容c=100uf。

二.積分電路:

積分電路原理

根據「虛短」,得,即;根據「虛斷」,得;因此

電容器被充電,其充電電流為i2

設電容器c的初始電壓為零,則

式中,負號表示vo與vs在相位上是相反的。

當vs為階躍電壓時,電容將以恆流的方式進行充電,輸出電壓vo與時間t成近似線性關係:

當t=時,-vo=vs。當t>時,vo增大,直到-vo=+vom,即運放輸出電壓的最大值vom

受直流電源電壓的限制,致使運放進入飽和狀態,vo保持不變,而停止積分。

積分電路特點

1、積分電路可以使輸入方波轉換成三角波或者斜波

2、積分電路電阻串聯在主電路中,電容在干路中

3、積分電路的時間常數t要大於或者等於10倍輸入脈衝寬度

4、積分電路輸入和輸出成積分關係

積分電路的用途

1. 在電子開關中用於延遲。

2. 波形變換。

3. a/d轉換中,將電壓量變為時間量。

4. 移相。

三.同相比例運算放大電路

1、演示內容

1. 同相輸入比例整合運算放大電路的組成及工作原理。 2. 同相輸入比例整合運算放大電路的波形演示和電壓放大倍數的計算。

2、演示電路

3、特性演示

同相輸入放大電路如圖1所示,訊號電壓通過電阻rs加到運放的同相輸入端,輸出電壓vo通過電阻r1和rf反饋到運放的反相輸入端,構成電壓串聯負反饋放大電路。根據虛短、虛斷的概念有vn= vp= vs,i1= if 於是求得

所以該電路實現同相比例運算。

同相比例運算電路的特點如下:

1.輸入電阻很高,輸出電阻很低。   2.由於vn= vp= vs,

電路不存在虛地(因為n點的電壓被流過r1的電流i1抬高了),且運放存在共模輸入訊號

(為v+ ↑時有v- ↑,v+ ↓時有v-↓),因此要求運放有較高的共模抑制比。

四.op07中文資料:

op07晶元是一種低雜訊,非斬波穩零的雙極性運算放大器積體電路。由於op07具有非常低的輸入失調電壓,所以op07在很多應用場合不需要額外的調零措施。op07同時具有輸入偏置電流低和開環增益高的特點,這種低失調、高開環增益的特性使得op07特別適用於高增益的測量裝置和放大感測器的微弱訊號等方面。

op07特點:

超低偏移:150μv最大;低輸入偏置電流:1.8na;低失調電壓漂移:0.5μv/℃;

超穩定,時間:2μv/month最大;高電源電壓範圍:±3v至±22v。

op07外型**

op07管腳圖

op07晶元引腳功能說明:

1和8為偏置平衡(調零端),2為反向輸入端,3為正向輸入端,4接地,5空腳,6為輸出,7接電源+。

op07內部電路圖

op07輸入失調電壓調零電路

元器件具體引數規格:

五、 整體電路圖:

此電路採用+5v直流電源供電,當接通電源後,風扇開始轉動 ,此時溫度不是很高,風扇緩慢勻速轉動,當溫度公升高時,熱敏電阻rt的阻值減小,運放輸出電壓下降,最終的結果是占空比增大,風扇轉速加快;相反當溫度降低時,熱敏電阻阻值增大,運算放大器輸出電壓公升高,占空比減小,風扇減速。

六、 整體電路的製作、除錯:

按照上訴電路圖焊接好電路,在焊接過程中要細心,保證電路不出錯,但是這次我沒做好,少接了一根弦,檢查出來後很氣憤。開始驗證。當連上示波器後,發現所需要的方波很標準,第一步基本完成。

接下來就是積分電路,將方波變為鋸齒波,在這次實訓中,這一步是最難的一部分,通過示波器測量的波形失真,鋸齒波只有下面部分,沒有尖,經老師指導,是由於時間常數太小,可以改變電容和輸入電阻的大小來調節時間常數。但是當改變時間常數後,還是不能得到所要的鋸齒波。最後經過老師的指導和修改,能得到一部分波形,但還是有寄生波形,主要問題是出在多諧振盪器的振盪頻率不一樣,由於時間關係,最終這個問題沒有解決。

七、 結果:

本次實訓沒有完全做出所要求的結果,只實現了其中的一小部分功能,多諧振盪器能產生矩形波,但是積分電路不能產生標準的鋸齒波,由於555電路振盪頻率太高,使得積分電路變矩形波出現問題,解決的辦法是調整多諧振盪器的振盪頻率,使振盪頻率一樣時,積分電路就能變方波為鋸齒波。

八、 心得體會:

從實訓開始到結束用了六個周的時間,剛開始按照老師給的要求和指導,在查閱資料的基礎上對自己所做的題目有了一定的了解,具體的要實現什麼功能。畫出大概的系統框圖,再細緻的分析每一小部分的電路該怎樣連線和實現的功能。確定元器件的選擇方式,大小等。

然後畫出了完整的電路圖,經老師修改,確定。開始自己動手做出實物,然後就是除錯。在除錯過程當中遇到了很多問題。

第一,我覺得這次我犯了乙個低階錯誤,在焊接多諧振盪器過程中,少焊了一根線,導致電容只有充電,沒有放電,最終的結果就是電路有很大的干擾。第二,這次實訓時間很長,剛開始覺是時間很多,沒有抓緊時間做,沒有乙個很好的計畫。第三,在這次實訓中學到了很多,在焊接電路過程中,要細心再細心,複雜的電路很容易焊接錯誤,而卻很難檢查。

最後要感謝老師和同學的熱心幫助,完成這次實訓。

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