实验4 集成运算放大器应用(线性非线性应用)1

1、集成运算放大器应用集成运算放大器应用(线性/非线性应用1)简易温度报警电路设计简易温度报警电路设计一、实验目的一、实验目的1. 掌握温度控制器的设计方法与测试技术，了解掌握温度控制器的设计方法与测试技术，了解集成温度传感器集成温度传感器TMP35G的工作原理与应用。的工作原理与应用。2. 学会安装、调试集成电路和分立元件组成的温学会安装、调试集成电路和分立元件组成的温度控制器。度控制器。二、设计任务二、设计任务o1、设计课题：设计课题：简易温度报警电路简易温度报警电路o2、设计要求：设计要求：（1）温度能够进行调整，调整范围（）温度能够进行调整，调整范围（100C 1250C）。）。（2）当温

2、度低于或超出设定范围时，）当温度低于或超出设定范围时， 给出报警信号给出报警信号（发光二极管亮）。（发光二极管亮）。三、设计步骤三、设计步骤 针对任务、查阅相关资料，提出针对任务、查阅相关资料，提出2-3个不同方案。个不同方案。 1 确定各单元电路的设计，必要时应详细拟定主要单元电路确定各单元电路的设计，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。的性能指标。 2 选择元器件，计算参数选择元器件，计算参数 ，留适当裕量，保证电路在规定，留适当裕量，保证电路在规定条件下，正常工作。条件下，正常工作。 检验电路功能，记录实验数据，分析和处理出现的问题。检验电路功能，记录实验数据，分析和处理出现的问题。

3、四、设计举例四、设计举例00240C或高于或高于370C发出报警信号发出报警信号（发光二极管亮）。（发光二极管亮）。1 1、1 1、1 1、24400300200100010 20 30 40T0C V/mvGNDOUT+V132240（b）温度传感器特性曲线）温度传感器特性曲线o TMP35G温度传感器的参数温度传感器的参数 （a）外形）外形37370TMP35G的工作电源电压的工作电源电压2.75. 5v，最大输出电，最大输出电流流50A选选TMP35G工作电压为直流电压工作电压为直流电压5V。 o TMP35G温度传感器的参数温度传感器的参数 温度传感器温度传感器放大电路放大电路电压比较

4、电路电压比较电路放大电路放大电路作作用是将温度用是将温度传感器随温传感器随温度变化的微度变化的微弱电压进行弱电压进行放大。放大。电压比较电路电压比较电路将将放大器的输出电放大器的输出电压信号与参考电压信号与参考电压进行比较，达压进行比较，达到设定的参考电到设定的参考电压值时，驱动报压值时，驱动报警电路发出报警警电路发出报警信号。信号。温度传感器温度传感器作用作用是将温度的变化是将温度的变化用电压形式表示用电压形式表示出来，其输出电出来，其输出电压与温度成线性压与温度成线性关系。关系。 （1 1）选用集成运算放大器（）选用集成运算放大器（LM324LM324）构成同相比例）构成同相比例运算电路。

5、运算电路。（2 2）确定集成运算放大器的工作电压。）确定集成运算放大器的工作电压。 考虑到考虑到TMP35G的工作电源电压为的工作电源电压为5V，确定运，确定运放放LM324LM324采用单电源形式，查阅手册，工作电流采用单电源形式，查阅手册，工作电流为为3mA3mA，单电源电压范围（，单电源电压范围（3 330V30V），故设定其），故设定其电源电压为电源电压为5V5V。2.1 2.1 放大电路设计放大电路设计（3 3）同相比例运算放大电路）同相比例运算放大电路 RFR1RP=RF/R1 +ViV0/ 2 A1 3 1（4）设定）设定AV1、RF、R1、RP11RRAFVF设定：设定：AV1

6、=1010-1=RF/R1令R1=1K则RF=9K为了方便调节RF采用2K电阻和10K的电位器串联方法。RP为平衡电阻： RP =R1/RP2.22.2 电压比较器设计电压比较器设计Vi2(V01) VRH +300D1D2A4 A3D3 +VRL9108131412选上限参考电压VRH=3.7V选下限参考电压VRL=2.4V利用电阻分压作用，用电阻组成分压器。并设定上下限电压，分压器的电压仍用直流电源电压5V。取分压器的等效电阻为R=10K分压器的电流IFY=5/10=0.5mA下限分压电阻：RXX(下限电阻)=2.4/0.5=4.8K为了方便高调节下门限电压值，选用4.7K电位器。RSX（上限电阻）=5-3.7/0.5=2.6K选用2.7K电位器。RZ=10-2.6-4.8=2.6K选用2.7K的电位器2.22.2 电压比较器设计电压比较器设计温度报警器电路温度报警器电路(1)ViA+5V10K23 +5V2.7K + B1 + +300D1D2TMP351K2K1K2.7K4.7KRSXV01V0RP=R1/RfR1Rf14A1A3A432198101312143 3、温度报警器电路温度报警器电