1、科技大學HENANUNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY學士學位論文論 文 題 目 室 智 能 加 濕 器摘 要隨著科學技術的發展，社會的不斷進步，人們對生活質量的要求在不斷提高。無論是工業、農業、信息產業還是服務行業，它們都朝著智能化、人性化的方向發展。以人為本的產品設計思路體現了極大的實際價值。四季更替，邁過了氣候宜人的秋季，寒冷干燥的冬季向人們一步步走來。在這個季節很多人容易皮膚干燥、嗓子干痛。身邊迫切需要一臺小型加濕設備。據此，我們設計了集顯示、檢測、液位保護、聲光報警、手動調節、基于微處理器自動控制的室智能加濕器。在生活中，我們隨處可見使用加濕器的場

2、合。經調查，在人們不斷追求健康生活方式的今天，此實用新型的室加濕器應有廣泛的市場前景，極易為家庭所接受，在技術水準上具有領先水平，在市場競爭中占有絕對優勢。工作原理：采用電容三點式振蕩電路驅動壓電瓷超聲換能器產生超聲波，基于超聲波高頻振蕩原理，在需要進行霧化加濕時，將蒸餾水放入水杯中，水將被超聲波打碎，在水表面產生大量直徑達微米級的顆粒水霧。這樣便達到了給空氣加濕的功能。關鍵字 超聲波，加濕，智能，微處理器ABSTRACTWith the development of science and technology,and the progress of society,People conse

3、quently improve their requirments of living conditions.No matter what is in the industry,agriculture,information industry or service trades,they all develop in the direction of intelligence and humanlization.The idea of design which is man-oriented reflects much actual value.The four seasons change.

4、When the autumn of pleasant weather went away,winter of a cold and arid climate comes.Many people are easy to have the problems of dry skin and a sore throat in this season.We really need a small device which can use to increase air humidity.According to this,we design a indoor and intelligent humid

5、ity increasing device which has the ability of displaying,detecting,length of liquid protection,giving an alarm with bell and lamp,manual regulating and automatic control based on microcontroller.In our life,we can easily find out the chance of using this machine.After some investigation,it has good

6、 market prospect and can be easily accepted by families ,respecting the leading lever ,in modern society which people are in pursuit of healthy living style more and more.It has a prevalent market competition advantage.Working theory:If needed,the distilled water is put into cup.The water is smashed

7、 by the ultrasonic from the ultrasonic transducers below,which can atomize the water into very fine automized particles for oxygen moistening.Keywords:ultrosonic,moistening,intelligence,microprocesser第一章 緒論1.1課題背景與意義四季更替，每當進入寒冷干燥的冬季，尤其是我國的北方城市由于風沙天氣較多，人們很容易皮膚干燥、嗓子干痛。此時，身邊需要一臺小型室加濕器改善我們的生活環境。據了解人體健康濕

8、度在40%60%之間，在此圍，人體生理、思維皆處于良好狀態，工作休息也才會有較好的效果。適宜的濕度還可以抑制病菌的滋生和傳播，提高我們的免疫力。例如流感病毒喜干燥，絕對濕度對流感病毒傳播影響很大。環境濕度低于35%時，流感病毒的存活時間超過24小時；環境濕度高于50%時，流感病菌的存活時間不超過10小時。因此，只要適當提高環境濕度，將環境濕度控制在50%以上，就可以有效抑制病毒的存活，防止病毒侵襲。我們設計的室智能加濕器是超聲波式加濕器。超聲波加濕器是利用超聲波作為能源的設備。它由功率發生器產生高頻電流經過安裝在水霧化缸底的壓電瓷換能片使其將高頻電流轉換為一樣頻率的聲波，再由換能器產生的超聲波

9、通過霧化缸的耦合作用，穿過霧化杯底部的可以穿過聲源的透聲薄膜，從而使超聲波直接作用于霧化杯中的蒸餾水中。超聲波的振蕩作用使水破碎為霧狀微粒，實現增加空氣濕度的目的。事實上在生活中，我們隨處可見使用加濕器的場合。在醫院里我們會發現病房配有室加濕器；作為給藥設備是加濕器轉為霧化器的又一用途；在溫室大棚中智能加濕器能起到滿足作物良好生長的濕度要求；在計算機機房里，由于十分干燥也常常配有加濕器。除了上述基本功能外，一臺小型的室加濕器還有許多妙用的地方。加入板藍根沖劑或魚腥草注射液或抗病毒口服液，可有效預防流行性感冒；在加濕器里加幾滴醋，能起到殺菌的作用；在加濕器里加幾滴花露水能緩解兒童鼻塞；在加濕器里

10、加幾滴薰衣草精油能提高睡眠質量；居室加濕可以讓木質家具不變形；加濕器加入淡鹽水，可舒緩喉痛與慢性咽炎；切洋蔥時打開加濕器可以避免流眼淚；電腦旁邊放一臺加濕器可以消除靜電。計算機科學技術，通信技術，控制技術的飛速發展，與人類健康息息相關領域的產品也不可避免的被賦予了數字化理念。事實上，過往傳統的室加濕器設計完全可以由模擬硬件電路單一實現，現在我們賦予室加濕器數字化，智能化，自動化。利用單片機，通過編寫模糊控制算法，實現軟控制。代替手動控制，實現自動控制。室智能加濕器的工作原理是隨著社會的不斷發展，人們對個體生命價值的認知不斷提升，越來越多的家庭希望利用高科技手段保障身體健康，一種設計合理，技術先

11、進、經濟、實用、可靠的室智能加濕器將會受到社會的歡迎。本文是基于室智能加濕器項目的硬件設計部分實際研究和開發，并對其進行了設計與實現。1.2國外研究現狀目前市場上已經可以看到許多加濕器的應用產品，性能也比以前問世之初增強了許多。加濕器種類繁多，最常見的有超聲波式加濕器、直接蒸發式加濕器、電熱式加濕器和離心式加濕器。由于這些產品的結構和加濕原理不同，參數定值也有所不同。這次設計的是超聲波式的智能加濕器。超聲波使蒸餾水轉化為力波，從而使水形成微粒，可隨氣流行走，達到加濕的目的。超聲波之所以在各個部門中有廣泛的應用，主要之點還在于比聲波具有強大得多的功率，即超聲波的能量傳遞特性。為什么有強大的功率呢

12、？因為當聲波到達某一物質中時，由于聲波的作用，使物質中的分子也跟著振動，振動的頻率和聲波頻率一樣。分子振動的頻率決定了分子振動的速度。頻率越高，速度越大。物質分子由于振動獲得的能量除了與分子的質量有關外，還由分子振動的速度平方決定。所以如果聲波的頻率越高，也就是物質分子越能得到更高的能量，超聲波的頻率比聲波高很多，超聲波本身可以供給物質足夠大的功率。超聲波的聲壓特性。當聲波通入物體時，由于聲波振動使物質分子產生壓縮和稀疏的作用，將使物質所受的壓力產生變化。由于聲波振動引起附加壓力現象叫聲壓作用。由于超聲波所具有的能量很大，就有可能使物質分子產生顯著的聲壓作用。在通過一般強度的超聲波時，產生的附

13、加壓力可以達到好幾個大氣壓力。液體中存在著如此巨大的聲壓作用，就會引起值得注意的聲壓現象。當超聲波振動使液體分子壓縮時，好像分子受到來自四面八方的壓力；當超聲波振動使液體分子稀疏時，好像受到向外散開的拉力，對于液體，它比較受得住附加壓力的作用。所以在受到壓縮力的時候，不大會產生反常情形。但是在拉力的作用下，液體就會支持不了了，在拉力集中的地方，液體就會斷裂開來。這種斷裂作用特別容易發生在液體中存在雜質或氣泡的地方，因為這些地方液體的強度特別低，也就特別經受不起幾倍于大氣壓力的拉力作用。由于發生斷裂的結果，液體中會產生許多氣泡狀的小空腔。這種空泡存在的時間很短，一瞬間就會閉合起來，空腔閉合的時候

14、會產生很大的瞬時壓力。液體在這種強大瞬時壓力下，溫度會驟然升高。國外加濕器產品性能主要考慮以下幾點：（1） 加濕量（2） 加濕效率 即加濕器實際加濕量和輸入功率的比值（3） 噪聲（4） 超聲頻率（5） 連續工作時間（6） 電源電壓（7） 功率（8） 使用環境（9） 水槽裝水量（10） 水霧化強度（11） 水槽缺水保護（12） 溫度、濕度檢測圍超聲波式室智能加濕器主要包含以下幾個部件：（1） 單片機（2） 溫濕度傳感器，液位傳感器（3） A/D轉換，D/A轉換芯片（4） LCD液晶顯示屏（5） LED燈，蜂鳴器，按鍵，水槽（6） 驅動放大集成芯片（7） 繼電器（8） 超聲波產生的驅動電路（9）

15、超聲波產生的電容三點式高頻振蕩電路（10） 超聲換能片1.3本文的主要研究容和組織結構1.3.1本文的主要研究容 本文是在參與的室智能加濕器的項目上基礎上，總結完善而整理出來的。依據項目容，論文主要包括以下三個方面的研究容：（1） 室智能加濕器的整體結構設計與實現（2） 室智能加濕器的硬件模塊設計與實現（3） 硬件電路中高頻振蕩器的分析1.3.2本文的組織結構 論文共分為五章，主要的容概要如下：第一章 闡述了本課題的背景和意義，簡要的說明了論文的研究容，闡述了論文的組織結構。第二章 系統總體介紹，包括室智能加濕器的整體功能結構，流程圖，系統主要的工作目標和參數目標。第三章 對室智能加濕器系統的

16、硬件部分作詳細的介紹，包括：系統主要芯片選型；各個功能模塊的設計與實現；對高頻振蕩器進行分析。第四章 系統的調試與運行。第五章 對所作的工作進行總結。第二章 系統的總體設計2.1系統的總體功能結構整個室智能加濕器的設計包括功能和流程兩個部分，其功能結構圖如圖所示：整個室智能加濕器以單片機為核心，實現對部功能的控制，實現對溫度、濕度、液位的檢測，液晶屏的顯示，液位保護，聲光報警，高頻振蕩振幅的控制，手動模式與自動模式的切換，圖2-1中各功能模塊的作用闡述如下：圖2-1 室智能加濕器的整體功能結構圖溫度檢測：利用AHT11溫濕度傳感器檢測環境實時溫度。濕度檢測：利用AHT11溫濕度傳感器檢測環境實

17、時濕度。是對影響設備輸出量的主要因素的檢測。液位檢測：利用BZ0504液位開關檢測水槽實時液位。判斷有水時輸出0V，無水時5V。單片機控制：我們標配的是STC89C52RC。作為核心部件，實現對部功能的控制。液晶顯示：利用1602液晶顯示模塊。顯示實時的溫濕度。聲光報警：當檢測的液位低于安全值時，蜂鳴器響且LED燈閃亮，提醒用戶給水槽加水。液位保護：當液位低于安全值時，超聲換能片工作易損壞。故此時控制電路輸出控制信號，使驅動電路中的繼電器動作，切斷驅動電路。從而使后面的高頻振蕩電路停止工作。M/A切換：手動模式與自動模式的切換。系統上電后工作在手動模式下，當需要調節加濕量大小時，可以調節滑動變

18、阻器以改變加濕量。當按下按鍵后，進入自動模式，由編寫的模糊控制算法實現自動控制。模糊控制信號：單片機輸出的控制信號經數模轉換后，通過與使振蕩驅動電路中的繼電器動作相配合，控制晶體管導通或關斷。從而控制高頻振蕩電路的工作通斷，實現加濕強度的自動變化。高頻振蕩電路的驅動電路：通過該驅動電路，經過晶體管的兩級放大，得到電容三點式高頻振蕩電路的偏置電流信號。電容三點式高頻振蕩電路：產生高頻振蕩電流信號，經過超聲換能片，得到一樣頻率的超聲波信號。高頻振蕩器是室加濕器設計的核心部分。散熱：由于振蕩電路中的大功率晶體管BU406與超聲波換能片均會變熱而影響產品長期的工作性能，故需散熱。2.2系統的整體功能流

19、程圖圖2-2室智能加濕器的整體功能流程圖流程中工作模式是由用戶根據實際需要確定選擇自動模式還是手動模式。整個流程從上電復位開始，然后對各芯片進行初始化程序。緊接著對設備的工作狀態進行檢測。調用顯示處理子程序顯示實時的溫度和濕度值。不斷掃描液位標志看是否缺水，從而相應動作。再掃描M/A按鍵是否被按下，轉入相應的處理中，最后回到主程序開始處，重新循環。2.3控制系統的需求分析2.3.1系統主要實現的工作目標實現目標：設計操作簡便，界面直觀，實時檢測，能精確完成各項控制功能的控制系統。超聲波式室智能加濕器控制系統的任務主要包括：1.7MHZ的高頻振蕩器的實現，液晶屏顯示，聲光報警，液位保護，手動模式

20、/自動模式切換，自動模式中的模糊控制算法的實現。整個加濕器以單片機為核心，實現對各類變量的檢測，與對影響濕度因素檢測后，進行綜合分析，實現對部功能的控制。2.3.2系統主要設計的參數目標由于該加濕器的功能和控制對象較多，因而采用以單片機為主的控制電路，使控制系統設計簡單而可靠。（1） 主要技術指標 超聲頻率：1.7MHZ正負10% 最大加濕量：=4ml/min 連續工作時間：=4小時 電源電壓：45VDC*1A+9VDC*1A 功率：36W 使用環境：溫度圍：060C； 相對濕度：20%90% 水槽裝水量：=150ml 水槽缺水保護：=100ml（2） 產品功能與性能 加濕強度：手動模式下由滑

21、動變阻器調節，自動模式下由模糊控制算法自動調節。缺水自動保護，并聲光報警。手動模式與自動模式可切換。連續工作時間=5小時。實時顯示環境溫度濕度值。本產品電路工作穩定，電路比較簡潔，元器件成本較低。電路振蕩器工作頻率穩定在1.7MHZ正負10%圍。波形較完整，雜波少。第三章 室智能加濕器的硬件設計與實現3.1概述本室智能加濕器是一種新型的多用途的超聲波式加濕器。它集加濕、檢測、顯示于一體，采用微處理器進行自動控制。技術先進，操作簡單，使用方便，安全可靠。由于市電是通過開關電源轉換降低到安全電壓，再加上加濕振蕩器與單片機控制電路是分離設計的，所以不會有觸電、漏電發生。嵌入式控制系統的硬件電路包含模

22、擬和數字兩個部分。數字電路部分以組成單片機運行的基本電路為主，并配以液晶顯示，控制接口電路等。而模擬電路部分主要包括1.7MHZ高頻振蕩電路的驅動部分，與電容三點式高頻振蕩電路的分析與設計與信號檢測部分。關鍵部件采用了一定的保護措施，如缺水保護。實際上進一步設計成產品還應加上風機等散熱裝置以保證其可靠的長期運行。加濕器能把蒸餾水霧化為2微米左右的顆粒，速度快，效果好。3.2系統主要芯片選型與介紹嵌入式控制系統設計包含多個功能模塊和接口，在系統設計之初要對各個部分選擇滿足設計功能要求、性能穩定、性價比高的芯片。下面簡要的介紹控制系統中設計的主要芯片。（1）主控制芯片STC89C52RC 選用的是

23、MCS-51系列的單片機。STC89C52RC型號。顧名思義，這種計算機的最小系統只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。一臺能夠工作的計算機要有這樣幾個部分組成：CPU（進行運算和控制）、RAM（數據存儲）、ROM（程序存儲）、輸入/輸出設備（例如：串行口、并行輸出口）。在個人計算機上這些部分被分成若干塊芯片，安裝在一個稱之為主板的印刷線路板上。而在單片機中，這些部分，全部被做到一塊集成電路芯片中了，所以就稱為單片機，而且有些單片機除了上述部分外，還集成了其他部分如A/D轉換，D/A轉換等。圖3-1 STC89C52RC引腳圖 STC89C52芯片共40引腳。18腳為通用I/O接口P1.

24、0P1.7，9腳為RST復位鍵，10腳為RXD串口輸入，11腳為TXD串口輸出，1219引腳為I/O P3接口，（其中12、13引腳為INT0中斷0，INT1中斷1；14，15引腳為計數脈沖T0、T1；16、17引腳為WR寫控制和RD讀控制輸出端；18、19引腳為晶振諧振器），20引腳為地線，2128引腳為P2接口高8位地址總線，29引腳為PSEN片外ROM選通端，單片機對片外ROM操作時，29引腳輸出低電平，30引腳為ALE/PROG地址鎖存器，31引腳EA為ROM取指令控制器，高電平片取，低電平片外取，3239引腳為P0.7P0.0，40引腳為+5V電源。（2）液晶顯示芯片SMC1602A

25、 LCM圖3-2 1602主要技術參數圖3-3 1602接口信號說明圖3-4 1602與單片機模擬口線方式（3）模數轉換器：8位A/D芯片，TLC549CPTLC549芯片是TI公司生產的一種性價比非常高的8位A/D轉換器，它以8位開關電容逐次逼近的方法實現A/D轉換。其轉換速度小于17微秒。它能方便地采用三線串行接口方式與各種未處理器連接。 主要特性：1. 8位分辨率A/D轉換器，總不可調整誤差0.5LSB。2. 采用三線串行方式與微處理器接口。3. 片提供4MHZ部系統時鐘，并與操作控制用的外部I/O CLOCK相互獨立。4. 有片采樣保持電路，轉換時間17us，包括存取與轉換時間轉換速度

26、達40000次/秒。5. 差分高阻抗基準電壓輸入，其圍是：1V差分基準電壓VCC+0.2V6. 寬電源圍：3V-6.5V，低功耗，當片選信號/CS為低，芯片選中處于工作狀態。部結構和引腳： TLC549芯片包含部系統時鐘、采樣和保持電路、8位A/D轉換電路、輸出數據寄存器以與控制邏輯電路，它采用/CS，I/O CLOCK和DATAOUT三根線實現與微控制器MCU或微處理器CPU進行串行通訊。其中/CS，I/O CLOCK作為輸入控制，芯片選擇端/CS低電平有效，當/CS高電平時I/O CLOCK輸入被禁止，且DATAOUT輸出為高阻態。圖3-5 TLC549部結構框圖圖3-6 TLC549引腳

27、排列圖 （4）DA轉換芯片： TLC5616CP 目前，數模轉換器從接口上可分為兩大類：并行接口數模轉換器和串行接口數模轉換器。并行接口數模轉換器的引腳多，體積大，占用單片機的口線多；而串行數模轉換器的體積小，占用單片機的口線少，為減少線路板的面積和占用單片機的口線，可采用TLC5615串行數模轉換器產生可變基準電壓。TLC5615為美國儀器公司1999年推出的產品，是具有串行接口的數模轉換器，其輸出為電壓型，最大輸出電壓是基準電壓的兩倍。帶有上電復位功能。 TLC5615的特點： 1.10位CMOS電壓輸出； 2.5V單電源供電； 3.與CPU三線串行接口； 4.最大輸出電壓可達基準電壓的兩

28、倍； 5.輸出電壓具有和基準電壓一樣的極性； 6.建立時間12.5us； 7.部上電復位； 8.最大僅1.75mw。圖3-7 TLC5615引腳排列圖 TLC5615引腳說明：TLC5615有小型和塑料DIP封裝，DIP封裝的TLC5615芯片引腳排列如圖。引腳功能說明如下：腳1DIN：串行數據輸入端；腳2SCLK：串行時鐘輸入端；腳3CS：芯片選用通端，低電平有效；腳4DOUT：用于級聯時串行數據輸出端；腳5AGND：模擬地；腳6REFIN：基準電壓輸入。（5）ULN2003基本資料ULN是集成達林頓管IC，部還集成了一個消線圈反電動勢的二極管，可用來驅動繼電器。它是雙列16腳，NPN晶體管

29、矩陣，最大驅動電壓50V,電流500MA，輸入電壓5V，適用于TTL，CMOS，由達林頓管組成驅動電路。它的輸出端允許通過電流為200MA，飽和壓降CVE為1V左右，耐壓BVCEO約為36V，用戶輸出口的外接負載可根據以上參數估算。 采用集電極開路輸出，輸出電流大，故可直接驅動繼電器或固體繼電器，也可直接驅動低壓電燈泡。通常單片機驅動ULN2003時，上拉2K的電阻較為合適。同時COM引腳應該懸空或接電源。 ULN2003是一個非門電路，包含7個單元，單獨每個單元驅動電流最大為350MA。在設計中我們可以用ULN2003來驅動繼電器，蜂鳴器。圖3-8 ULN2003的引腳電路 （6）AHT11

30、電阻式溫濕度傳感器 電氣參數：1. 供電電壓：DC 4.56V2. 耗電電流：2mA(MAX 3mA)3. 使用溫度圍：0604. 使用濕度圍：95%RH以下5. 濕度檢測圍：2090%RH6. 保存溫度圍：0607. 保存濕度圍：80%RH以下8. 濕度檢測精度：5%RH9. 標準濕度輸出電壓：相對濕度（%RH）20 30 40 50 60 70 80 90 輸出電壓（ V ）0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.7 （7）BZ0504電子液位計 電氣參數： 1.工作電壓：5V，正負10% 2.功耗：1，則電路將產生自激振蕩。振蕩頻率除了決定于電路中的電阻和電容外，還決

31、定于晶體管的極間電容、電路的分布電容等人們不能確定的因素。圖3-22 帶通濾波器變換成正弦波振蕩電路 圖3-21所示的帶通濾波器中同向比例運算電路的比例系數Auf、電路的品質因素Q、中心頻率f0、f=f0時通帶放大倍數Aup、截止頻率fp1與fp2分別為Auf=Uo/Ui=1+Rf/R4,Q=1/3-Auf,f0=1/2RC,Aup=Auf/3-Auf。從上表達式可以看出，當R4減小時，Auf增大，Q增大，Aup必將隨之增大；而且fp1與fp2之差減小，即頻帶變窄，選頻特性好。可以想象當Auf趨近于3時，Aup將趨近于無窮大，表明電路即使在無輸入的情況下，也會有頻率為f0的輸出電壓，即電路產生

32、了自激振蕩。因為電路僅對頻率為f0的信號有無窮大的放大倍數，而對其他頻率的信號迅速衰減，所以輸出電壓為正弦波。輸出電壓是靠電阻R3反饋回來的信號取代輸入信號。可見帶通濾波器在參數取值合適時可以變換成正弦波振蕩電路，而且振蕩頻率為f0。與負反饋放大電路中的自激振蕩不同，正弦波振蕩電路的振蕩頻率是認為確定的。 可見，在正弦波振蕩電路中，一要反饋信號能夠取代輸入信號，而若要如此，電路中必須引入正反饋；二要有外加的選頻網絡，用于確定振蕩頻率。 通常，可將正弦波振蕩電路分解為圖3-22所示方框圖，上一個方框為放大電路，下一個方框為反饋網絡，反饋極性為正。當輸入量為零時，反饋量等于凈輸入量，若由于電擾動，

33、電路產生一個幅值很小的輸出量，它含有豐富的頻率，而如果電路只對頻率為f0的正弦波產生正反饋過程，則輸出信號為X0Xf（Xi）Xo。圖3-23 正弦波振蕩電路方框圖 在正反饋過程中，Xo越來越大。由于晶體管的非線性特性，當Xo的幅值增大到一定程度時，放大倍數的幅值將減小。因此Xo不會無限制地增大，當Xo增大到一定數值時，電路達到動態平衡。這時輸出量通過反饋網絡產生反饋量作為放大電路的輸入量，而輸入量又通過放大電路維持著輸出量。寫成表達式為：Xo=AFXo也就是正弦波振蕩的平衡條件為|AF|=1，A+F=2n。為了使輸出量在合閘后能夠有一個從小到大直至平衡在一定幅值的過程，電路的起振條件為|AF|

34、1電路把除頻率f=f0以外的輸出量均逐漸衰減為零，因此輸出量為f=f0的正弦波。 從以上分析可知，正弦波振蕩電路必須由以下四個部分組成：（1） 放大電路：保證電路能夠有從起振到動態平衡的過程，使電路獲得一定幅值的輸出量，實現能量的控制。（2） 選頻網絡：確定電路的振蕩頻率，使電路產生單一頻率的振蕩。（3） 正反饋網絡：引入正反饋，使放大電路的輸入信號等于反饋信號。（4） 穩幅環節：也就是非線性環節，作用是使輸出信號幅值穩定。在不少實用電路中，常將選頻網絡和正反饋網絡合二而一；而且，對于分立元件放大電路，也不再加穩幅環節，而依靠晶體管特性的非線性來起穩幅作用。正弦波振蕩電路常用選頻網絡所用元件來

35、命名，分為RC正弦波振蕩電路、LC正弦波振蕩電路和石英晶體正弦波振蕩電路。我們要求超聲頻率是1.7MHz左右，而LC正弦波振蕩電路的振蕩頻率多在1MHz以上。從理論上講，任何滿足放大倍數要求的放大電路與選頻網絡都可以組成正弦波振蕩電路；但是，實際上所選用的放大電路應具有盡可能大的輸入電阻和盡可能小的輸出電阻，以減小放大電路對選頻特性的影響。因此通常選用引入電壓串聯負反饋的放大電路，如同相比例運算電路。3.4.2正弦波振蕩器 振蕩器是不需外信號激勵、自身將直流電轉換為交流電能的裝置。凡是可以完成這一目的的裝置都可以作為振蕩器。但是由電子管、晶體管等器件與L、C、R等元件組成的振蕩器則完全取代了以

36、往所有產生振蕩的方法，因為它有如下優點：1） 它將直流電轉變為交流電能，而本身靜止不動，不需做機械轉動或移動。2） 它產生的是“等幅振蕩”。3） 使用方便，靈活性大，它的功率可自毫瓦級至幾百千瓦，工作頻率可自極低頻率至微波波段。 正弦波振蕩器按工作原理可分為反饋式振蕩器與負阻式振蕩器兩大類。反饋式振蕩器是在放大器電路中加入正反饋，當正反饋足夠大時，放大器產生振蕩，變成振蕩器。所謂產生振蕩是指這時不需要外加激勵信號，而是由本身的正反饋信號來代替外加激勵信號的作用。負阻式振蕩器則是將一個呈現負阻特性的有源器件直接與諧振電路相接，產生振蕩。 振蕩器通常工作于丙類，因此它的工作狀態是非線性的。(1) LCR回路中的瞬變現象 參考圖3-23假設開關S先放于圖位置，使電容C最初充電到電壓V，然后將S轉換到另一端，C上的電荷經過L、R放電。由基爾霍夫定律可得：Ldi/dt+Ri+1/cidt=0。=R/2L稱為回路的衰減系數