功率放大无信号自动关机电路测控电路课程设计文档格式.docx
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学号
091203021144
学生姓名
刘东
（专业）班级
检测一班
设计题目
功率放大器无信号自动关机电路设计
设
计
技
术
参
数
要
求
1、电子开关电路设计
2、延迟电路设计
3、控制电路设计
考
资
料
1、传感器原理
2、测控电路
3、新编传感器设计手册，赵宝贵主编。
中国计量出版社2002年
周次
第一周
第二周
应
完
成
内
容
周一～周二收集资料及方案论证
周三～周五参数、仪器选择
周一～周二系统布局设计
周三～周五绘图撰写设计说明书
指导教
师签字
基层教学单位主任签字
说明：
1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。
2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。
电气工程学院教务科
目录
1摘要·
·
4
2设计方案·
5
3自动关机模块设计·
5
3.1单电源双运放LM358·
3.2NE555·
7
4控制电路·
11
4.1三极管快关·
4.2继电器工作电路·
13
5整体电路·
14
6电路工作原理介绍·
7.总结与体会·
15
文献·
16
摘要
在当代生活中，人们因生活水平的提高，人们对电子产品的性能要求也越来越高。
所以，制作出自能化也成了人们追求的目标。
功率放大器无信号自动关机电路作为电子产品的重要器件，是做出自能、节能的必要条件。
功率放大器无信号自动关机电路是一个技术已经相当成熟的领域，几十年来，人们为之付出了不懈的努力。
无论是从线路技术还是元器件方面，乃至思想认识上都获得了长足的进步。
回顾一下功率放大器无信号自动关机电路的发展历程，对我们来说也是一件积极有意义的事情。
随着时代的发展，信息时代的来临，功率放大器无信号自动关机电路领域取得了喜人的硕果。
新的技术飞跃往往是新材料、新理论、新方法的出现之后产生的，功率放大器无信号自动关机电路同样也不会例外。
在科技日新月异的时代，我们有理由期待更完美的功率放大器无信号自动关机电路的出现。
次电子技术课程设计我们选择的就是功率放大器无信号自动关机电路的设计。
我们采用了LM358集成芯片作为功率放大器无信号自动关机电路的核心器件。
电路有NE555、三极管、继电器组成。
2.方案设计
2.1设计方案一
以下设计的是音频功率放大器的方案流程图：
由晶体管与集成运放组成的功率放大电路。
其中运算放大器组成驱动级。
控制器由运算放大器和电位器组成。
其原理方框图为：
LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
LM358特性
内部频率补偿
直流电压增益高（约100dB）
单位增益频带宽（约1MHz）
电源电压范围宽：
单电源（3—30V）；
双电源（±
1.5一±
15V）
低功耗电流，适合于电池供电
低输入偏流
低输入失调电压和失调电流
共模输入电压范围宽，包括接地
差模输入电压范围宽，等于电源电压范围
输出电压摆幅大（0至Vcc-1.5V）
LM358
IC-1接成反相放大器，用于防止同向输入放大器开路时，输出端任为高电平。
IC-1输出的放大电信号经VD3、C1整流滤波后得到平稳的直流电压，次电压高于IC1-2的‘-’端电压，使IC1-2输出高电位。
NE555
555芯片引脚图及引脚描述555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以UCC表示；
从分压器上看出，上比较器6脚A1的５脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2UCC/3上；
下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。
NE555管脚功能介绍：
1脚为地。
2脚为触发输入端；
3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。
当触发器接受上比较器A1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平；
2脚和6脚是互补的，脚只对低电平起作用，2高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3脚输出高电平。
脚为阈值端，6只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2Ucc/3，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。
3脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可打200mA。
4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。
5脚是控制端。
7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）脚称为虚高。
555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。
但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。
此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。
由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。
555芯片管脚介绍
555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图所示，其中6脚称阈值端（TH），是上比较器的输入；
2脚称触发端（TR），是下比较器的输入；
3脚是输出端（Vo），它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定；
7脚是放电端（DIS），它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；
4脚是复位端（MR），加上低电平时可使输出为低电平；
5脚是控制电压端（Vc）,可用它改变上下触发电平值；
8脚是电源端，1脚是地端。
555集成电路封装图我们也可以把555电路等效成一个带放电开关的R-S触发器，如图3（A）所示，这个特殊的触发器有两个输入端：
阈值端（TH）可看成是置零端R，要求高电平，触发端（TR）可看成是置位端S，要求低电平，有一个输出端Vo，Vo可等效成触发器的Q端，放电端（DIS）可看成是由内部放电开关控制的一个接点，由触发器的Q端控制：
Q=1时DIS端接地，Q=0时DIS端悬空。
另外还有复位端MR，控制电压端Vc，电源端VDD和地端GND。
这个特殊的触发器有两个特点：
（1）两个输入端的触发电平要求一高一低，置零端R即阈值端（TH）要求高电平，而置位端s即触发端（TR）则要求低电乎;
（2）两个输入端的触发电平使输出发生翻转的阈值电压值也不同，当Vc端不接控制电压时，对TH（R）端来讲，>
2/3VDD是高电平1,<
2/3VDD是低电平0：
而对TR（S）端来讲，>
1/3VDD是高电平1，<
1/3VDD是低电平0。
如果在控制端（Vc）上控制电压Vc时，这时上触发电平就变成Vc值，下触发电平就变成1/2Vc值，可见改变控制端的控制电压值就可以改变上下触发电平值。
暂稳态的持续时间Tw（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小。
Tw=1.1RC
通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之
间变化。
当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。
此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。
控制电路
三级管工作原理
三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基
极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。
但是集电极电
流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。
IC的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=ΔIC/ΔIB,Δ表示变化量。
），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。
三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。
在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大：
当基极电压UB升高时，IB变大，IC也变大，IC在集电极电阻RC的压降也越大，所以三极管集电极电压UC会降低，且UB越高，UC就越低，ΔUC=ΔUB。
继电器工作电路
JQC3FF-12V-DC-1ZS继电器是电磁式继电器。
这类继电器由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等构件组成。
在线圈两端加上一定的电压（12V-直流），线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。
当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。
这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、断的转换。
对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：
继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；
处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
整体电路图
R1=10KR2=470KR3=100KR4=10KR5=10M
R6=10KR7=10KC1=10
C2=47
C3=0.01
工作原理
电位。
此时IC1-2的2、6号引脚被VD4钳位为高电平，因此3号引脚输出为低电平，对控制电路不起作用。
在IC-1没有信号输出时，
输出端1脚为低电平，IC1-2的‘-’端电压高于‘+’端电压而输出低电位。
因VD4反相截止，所以IC2的2、6好引脚不会马上出现低电位，此时C2通过R5缓慢放电，IC2的2、6脚电位逐渐降低直到
VCC时，IC2翻转，输出端变为高电位，使控制电路工作。
在控制电路中，VT1导通后VD1导通，则继电器的电压被钳位在0.7V开始工作。
总结与体会总结与体会
本次设计是本人第一次自己动手设计东西。
因而在许多方面都还不熟练,不如说对一些元器件的功能还不完全了解，不能熟练运用，因而不能完全的一次性设计好该电路。
不过通过本次的课程设计我学到了学多的知识，培养了我们独立思考问题解决问题的能力，加深了我们对数电、模电知识的理解，巩固了我们的学习知识，有助于我们今后的学习。
总之，在这次的课程设计过程中，我收获了很多，即为我的以后学习设计有很大的帮助，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。
这次能够完成本次课题，本人感到十分的高兴。
在此我必须感谢从开始到最后帮助过我的人。
首先我要感谢我的那些指导老师给我很大的帮助。
因为在开始做该功率放大器时，是一头雾水不知道该怎么下手，而此时我的老师给了我很大的帮助，他给我分析，并告诉我什么样的期间有什么样的功能，这让我明白了很多。
后来我又查找了很多资料书，也解决了很多问题。
其次是要感谢我的同一小组的成员们，因为在遇到大多数问题时是我们几个一起探讨一起解决问题的，这样不仅仅是解决一个问题，更是培养了我们的合作精神，它让我明白完成一个项目不是一个人就能解决的。
参考通过此次的课程设计，我学到了很多知识，也学到了做任何事情所要有的态度和心态，首先做学问要一丝不苟，对于发展过程中出现的任何问题和偏差都不要轻视，要通过正确的途径去解决，在做事情的过程中要有耐心和毅力，不要一遇到困难就打退堂鼓，只要坚持下去就可以找到思路去解决问题的。
而且要学会与人合作，这样做起事情来就可以事倍功半。
再次感谢所有帮助过我并给我鼓励的老师，同学和朋友，谢谢你们！
参考文献
新编传感器设计手册赵宝贵主编
传感器集成电路手册赵负图主编
电子线路梁明理主编
测控电路张国雄主编
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