電子驅(qū)蚊器課程設(shè)計(jì)(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上測(cè)控電路設(shè)計(jì) 專 業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器 班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)： 目錄1. 設(shè)計(jì)思路 12. 設(shè)計(jì)方案 12.1 電子驅(qū)蚊器的方案設(shè)計(jì) 12.1.1 橋式整流電路的方案設(shè)計(jì) 12.1.2 555定時(shí)器多諧振蕩器的方案設(shè)計(jì) 12.2 設(shè)計(jì)原理框圖 13. 單元電路設(shè)計(jì) 23.1 橋式整流電路原理圖 23.2 555定時(shí)器多諧振蕩器原理圖 2 4. 電路工作原理及參數(shù)計(jì)算 34.1 橋式整流電路工作原理及參數(shù)計(jì)算 3 4.2 555定時(shí)器多諧振蕩器工作原理及參數(shù)計(jì)算 35. 整體電路圖 6 6. 小結(jié) 7 7. 參考文獻(xiàn) 8專心-專注-專業(yè)電子驅(qū)蚊器1. 設(shè)計(jì)思路通過查閱資

2、料得知：咬人的蚊子一般都是懷卵的雌蚊，雄蚊并不咬人。而雌蚊在懷卵期間又不喜歡與雄蚊接近,它們一感覺到雄蚊所發(fā)出的頻率在21-23kHz的超聲波信號(hào)，就會(huì)避而離去。因此，電子驅(qū)蚊器需要一個(gè)超聲波發(fā)生器，由文獻(xiàn)查得555定時(shí)器能構(gòu)成多諧振蕩器，與壓電式蜂鳴器組合就能發(fā)出超聲波。2. 設(shè)計(jì)方案2.1電子驅(qū)蚊器的方案設(shè)計(jì)1 根據(jù)設(shè)計(jì)要求：工作電壓5V，超聲頻率2123kHz，輸出功率0.25W。查閱資料，經(jīng)過整理了解，該電子驅(qū)蚊器需要用全橋整流電路和555定時(shí)器多諧振蕩器。2 選用220V交流電轉(zhuǎn)5V直流電全橋整流電路設(shè)計(jì)方案和555芯片。 3 畫出一個(gè)實(shí)現(xiàn)電路功能的大致框圖。4 畫出框圖中的各部分電

3、路，選用各種集成運(yùn)放和其它模擬集成電路。對(duì)各部分電路的工作原理作出說明。5 畫出整個(gè)設(shè)計(jì)電路的原理電路圖，并簡要地說明電路的工作原理。2.1.1 橋式整流電路的方案設(shè)計(jì)（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求：工作電壓5V。查閱資料，經(jīng)過整理了解，學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)全橋整流電路。（2）選用匝數(shù)比為2209的 變壓器，電解電容，電阻，三端穩(wěn)壓器，4個(gè)二極管和LED燈等元器件。（3） 畫出原理的電路圖，并簡要地說明電路的工作原理。 2.1.2 555定時(shí)器多諧振蕩器的方案設(shè)計(jì)（1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求：超聲頻率2123kH。查閱資料，經(jīng)過整理了解，學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)555定時(shí)器多諧振蕩器。（2）選用555芯片，電阻，滑動(dòng)變阻器，電容等元器件。

4、（3） 畫出原理的電路圖，并簡要地說明電路的工作原理。 2.2設(shè)計(jì)原理框圖220V交流電全橋整流穩(wěn)壓7805穩(wěn)壓5V直流電輸出555定時(shí)器多諧振蕩器DC24V蜂鳴器圖1原理框圖3.單元設(shè)計(jì) 3.1橋式整流電路原理圖圖2橋式全波整流電路原理圖3.2 555定時(shí)器多諧振蕩器原理圖圖3 555定時(shí)器多諧振蕩器4.電路工作原理及參數(shù)計(jì)算4.1橋式整流電路工作原理及參數(shù)計(jì)算按圖2所示電路由變壓器和4個(gè)二極管組成一個(gè)橋式整流電路，整流后就得到一個(gè)電壓波動(dòng)很大的直流電源，所以在這里接一個(gè)330uF/25V的電解電容。變壓器輸出端的9V電壓經(jīng)橋式整流并電容濾波，在電容電解電容C兩端大約會(huì)有11V多一點(diǎn)的電壓，

5、假如從電容兩端直接接一個(gè)負(fù)載，當(dāng)負(fù)載變化或交流電源有少許波動(dòng)都會(huì)使C1兩端的電壓發(fā)生較大幅度的變化，因此要得到一個(gè)比較穩(wěn)定的電壓，在這里接一個(gè)三端穩(wěn)壓器的元件。三端穩(wěn)壓器是一種集成電路元件，內(nèi)部由一些三極管和電阻等構(gòu)成，在分析電路時(shí)可簡單的認(rèn)為這是一個(gè)能自動(dòng)調(diào)節(jié)電阻的元件，當(dāng)負(fù)載電流大時(shí)三端穩(wěn)壓器內(nèi)的電阻自動(dòng)變小，而當(dāng)負(fù)載電流變小時(shí)三端穩(wěn)壓器內(nèi)的電阻又會(huì)自動(dòng)變大，這樣就能保持穩(wěn)壓器的輸出電壓保持基本不變。1因?yàn)槲覀円敵?V的電壓，所以選用7805。LM7805最大可以輸出1A的電流，內(nèi)部有限流式短路保護(hù)，短時(shí)間內(nèi)，輸出端對(duì)地（2腳）短路并不會(huì)使7805燒壞。雖然7805最大電流是一安培，但實(shí)

6、際使用一般不要超過500mA,否則會(huì)發(fā)熱很大，容易燒壞。一般負(fù)載電有200mA以上時(shí)需要散熱片。三端穩(wěn)壓器后面接一個(gè)105mF的電容，這個(gè)電容有濾波和阻尼作用。2按照電路設(shè)計(jì)，加上220V交流電源后，發(fā)光二極管會(huì)亮，顯示電路工作狀態(tài),然后對(duì)用萬用表對(duì)輸出進(jìn)行開路檢測(cè)，顯示輸出Vo=5.02V，接著接上10k左右的負(fù)載，顯示Vo=4.85v。3相關(guān)參數(shù)計(jì)算：橋式全波整流電路VL=0.9V2=0.9×9=0.81V IL=VLRL=0.8110=0.081AID=IL2=0.0812=0.0405A VM=2V2=12V C0.289f×UI×0.08=0.289(1

7、00×51.5×0.05)=105mF4.2 555定時(shí)器多諧振蕩器工作原理及參數(shù)計(jì)算（1）555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)555定時(shí)器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成電路,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4所示及管腳排列如圖4所示。圖4 555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖5 555定時(shí)器引腳排列它由分壓器、比較器、基本R-S觸發(fā)器和放電三極管等部分組成。分壓器由三個(gè)5 的等值電阻串聯(lián)而成。分壓器為比較器、提供參考電壓，比較器的參考電壓為，加在同相輸入端，比較器的參考電壓為，加在反相輸入端。比較器由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的集成運(yùn)放、組成。高電平觸發(fā)信號(hào)加在的反相輸入端，與同相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本R

8、-S觸發(fā)器端的輸入信號(hào)；低電平觸發(fā)信號(hào)加在的同相輸入端，與反相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本RS觸發(fā)器端的輸入信號(hào)?；綬-S觸發(fā)器的輸出狀態(tài)受比較器、的輸出端控制。4 (2)多諧振蕩器工作原理由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器如圖3所示，其中R1、R2和電容C為外接元件。其工作波下圖6所示。圖6 555定時(shí)器多諧振蕩器的工作波形設(shè)電容的初始電壓UC0，t0時(shí)接通電源，由于電容電壓不能突變，所以高、低觸發(fā)端0<V，比較器A1輸出為高電平，A輸出為低電平，即，（1表示高電位，0表示低電位），觸發(fā)器置1，定時(shí)器輸出此時(shí)，定時(shí)器內(nèi)部放電三極管截止，電源經(jīng)，向電容C充電，逐漸升高。當(dāng)上升到時(shí)

9、，輸出由0翻轉(zhuǎn)為1，這時(shí)，觸發(fā)順保持狀態(tài)不變。所以0<t<期間，定時(shí)器輸出為高電平1。時(shí)刻，上升到，比較器的輸出由1變?yōu)?，這時(shí)，觸發(fā)器復(fù)0，定時(shí)器輸出。期間，放電三極管導(dǎo)通，電容通過放電。按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)時(shí)比較器輸出由變?yōu)?，觸發(fā)器的，Q的狀態(tài)不變，的狀態(tài)仍為低電平。時(shí)刻，下降到，比較器輸出由1變?yōu)?，R-S觸發(fā)器的1，0，觸發(fā)器處于1，定時(shí)器輸出。此時(shí)電源再次向電容C放電，重復(fù)上述過程。通過上述分析可知，電容充電時(shí)，定時(shí)器輸出，電容放電時(shí)，0，電容不斷地進(jìn)行充、放電，輸出端便獲得矩形波。多諧振蕩器無外部信號(hào)輸入，卻能輸出矩形波，其實(shí)質(zhì)是將直流形式的電能變?yōu)榫匦尾ㄐ问降碾娔堋?

10、 (3)振蕩周期由圖6可知，振蕩周期。為電容充電時(shí)間，為電容放電時(shí)間。充電時(shí)間 放電時(shí)間 矩形波的振蕩周期因此改變、和電容C的值，便可改變矩形波的周期和頻率。對(duì)于矩形波，除了用幅度，周期來衡量外，還有一個(gè)參數(shù)：占空比q，q=脈寬/周期T，指輸出一個(gè)周期內(nèi)高電平所占的時(shí)間。圖（C）所示電路輸出矩形波的占空比。1查555多諧振蕩器的工作參數(shù)手冊(cè)，得到輸出電壓：U0=1/3×U=1/3×5=1.6V，根據(jù)設(shè)計(jì)要求輸出功率為0.25W，故I=P/U0=0.25/1.6=0.16A,R=UO/I=1.6/0.16=10。5.整體電路圖圖7電子驅(qū)蚊器原理電路圖6.小結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)，

11、讓我更加深刻了解課本知識(shí)，和以往對(duì)知識(shí)的疏忽得以補(bǔ)充，在設(shè)計(jì)過程中遇到一些模糊的公式和專業(yè)用語,在使用手冊(cè)時(shí)，有的數(shù)據(jù)很難查出，但是這些問題經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，都一一得以解決，我相信這本書中還有很多我未搞清楚的問題，但是這次的課程設(shè)計(jì)給我相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)知識(shí)，為我以后工作打下了嚴(yán)實(shí)的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計(jì)使我們了解到一些實(shí)際與理論之間的差異。通過課程設(shè)計(jì)不僅可以鞏固專業(yè)知識(shí)，而且還可以培養(yǎng)和熟練使用資料，運(yùn)用工具書的能力，把我們所學(xué)的課本知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來，起到溫故而知新的作用。課程設(shè)計(jì)誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識(shí)以及專業(yè)技能上的提升，同時(shí)又是一門講道課，一門設(shè)計(jì)課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。總之，這次課程設(shè)計(jì)使我收獲很多、學(xué)會(huì)很多、比以往更有耐心很多。感謝學(xué)校及老師給我們這次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，最真摯的感謝尤老師，在設(shè)計(jì)過程中，老師精心的輔導(dǎo)