1、測控電路設計 專 業：測控技術與儀器 班 級：姓 名：學 號： 目錄1. 設計思路 12. 設計方案 12.1 電子驅蚊器的方案設計 12.1.1 橋式整流電路的方案設計 12.1.2 555定時器多諧振蕩器的方案設計 12.2 設計原理框圖 13. 單元電路設計 23.1 橋式整流電路原理圖 23.2 555定時器多諧振蕩器原理圖 2 4. 電路工作原理及參數計算 34.1 橋式整流電路工作原理及參數計算 3 4.2 555定時器多諧振蕩器工作原理及參數計算 35. 整體電路圖 6 6. 小結 7 7. 參考文獻 8電子驅蚊器1. 設計思路通過查閱資料得知：咬人的蚊子一般都是懷卵的雌蚊，雄蚊

2、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出的頻率在21-23kHz的超聲波信號，就會避而離去。因此，電子驅蚊器需要一個超聲波發生器，由文獻查得555定時器能構成多諧振蕩器，與壓電式蜂鳴器組合就能發出超聲波。2. 設計方案2.1電子驅蚊器的方案設計1 根據設計要求：工作電壓5V，超聲頻率2123kHz，輸出功率0.25W。查閱資料，經過整理了解，該電子驅蚊器需要用全橋整流電路和555定時器多諧振蕩器。2 選用220V交流電轉5V直流電全橋整流電路設計方案和555芯片。 3 畫出一個實現電路功能的大致框圖。4 畫出框圖中的各部分電路，選用各種集成運放和其它模擬集成電路。對

3、各部分電路的工作原理作出說明。5 畫出整個設計電路的原理電路圖，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計（1）根據設計要求：工作電壓5V。查閱資料，經過整理了解，學會了設計全橋整流電路。（2）選用匝數比為2209的 變壓器，電解電容，電阻，三端穩壓器，4個二極管和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定時器多諧振蕩器的方案設計（1）根據設計要求：超聲頻率2123kH。查閱資料，經過整理了解，學會了設計555定時器多諧振蕩器。（2）選用555芯片，電阻，滑動變阻器，電容等元器件。（3） 畫出原理的電路圖，并簡要地說明電路

4、的工作原理。 2.2設計原理框圖220V交流電全橋整流穩壓7805穩壓5V直流電輸出555定時器多諧振蕩器DC24V蜂鳴器圖1原理框圖3.單元設計 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定時器多諧振蕩器原理圖圖3 555定時器多諧振蕩器4.電路工作原理及參數計算4.1橋式整流電路工作原理及參數計算按圖2所示電路由變壓器和4個二極管組成一個橋式整流電路，整流后就得到一個電壓波動很大的直流電源，所以在這里接一個330uF/25V的電解電容。變壓器輸出端的9V電壓經橋式整流并電容濾波，在電容電解電容C兩端大約會有11V多一點的電壓，假如從電容兩端直接接一個負載，當負載變化或

5、交流電源有少許波動都會使C1兩端的電壓發生較大幅度的變化，因此要得到一個比較穩定的電壓，在這里接一個三端穩壓器的元件。三端穩壓器是一種集成電路元件，內部由一些三極管和電阻等構成，在分析電路時可簡單的認為這是一個能自動調節電阻的元件，當負載電流大時三端穩壓器內的電阻自動變小，而當負載電流變小時三端穩壓器內的電阻又會自動變大，這樣就能保持穩壓器的輸出電壓保持基本不變。1因為我們要輸出5V的電壓，所以選用7805。LM7805最大可以輸出1A的電流，內部有限流式短路保護，短時間內，輸出端對地（2腳）短路并不會使7805燒壞。雖然7805最大電流是一安培，但實際使用一般不要超過500mA,否則會發熱很

6、大，容易燒壞。一般負載電有200mA以上時需要散熱片。三端穩壓器后面接一個105mF的電容，這個電容有濾波和阻尼作用。2按照電路設計，加上220V交流電源后，發光二極管會亮，顯示電路工作狀態,然后對用萬用表對輸出進行開路檢測，顯示輸出Vo=5.02V，接著接上10k左右的負載，顯示Vo=4.85v。3相關參數計算：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(100×51.5×0.0

7、5)=105mF4.2 555定時器多諧振蕩器工作原理及參數計算（1）555定時器內部結構555定時器是一種模擬電路和數字電路相結合的中規模集成電路,其內部結構如圖4所示及管腳排列如圖4所示。圖4 555定時器內部結構圖5 555定時器引腳排列它由分壓器、比較器、基本R-S觸發器和放電三極管等部分組成。分壓器由三個5 的等值電阻串聯而成。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。比較器由兩個結構相同的集成運放、組成。高電平觸發信號加在的反相輸入端，與同相輸入端的參考電壓比較后，其結果作為基本R-S觸發器端的輸入信號；低電平觸發信號加在

8、的同相輸入端，與反相輸入端的參考電壓比較后，其結果作為基本RS觸發器端的輸入信號。基本R-S觸發器的輸出狀態受比較器、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定時器多諧振蕩器的工作波形設電容的初始電壓UC0，t0時接通電源，由于電容電壓不能突變，所以高、低觸發端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），觸發器置1，定時器輸出此時，定時器內部放電三極管截止，電源經，向電容C充電，逐漸升高。當上升到時，輸出由0翻轉為1，這時，觸發順保持狀態不

9、變。所以0<t<期間，定時器輸出為高電平1。時刻，上升到，比較器的輸出由1變為0，這時，觸發器復0，定時器輸出。期間，放電三極管導通，電容通過放電。按指數規律下降，當時比較器輸出由變為1，觸發器的，Q的狀態不變，的狀態仍為低電平。時刻，下降到，比較器輸出由1變為0，R-S觸發器的1，0，觸發器處于1，定時器輸出。此時電源再次向電容C放電，重復上述過程。通過上述分析可知，電容充電時，定時器輸出，電容放電時，0，電容不斷地進行充、放電，輸出端便獲得矩形波。多諧振蕩器無外部信號輸入，卻能輸出矩形波，其實質是將直流形式的電能變為矩形波形式的電能。1 (3)振蕩周期由圖6可知，振蕩周期。為電

10、容充電時間，為電容放電時間。充電時間 放電時間 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。對于矩形波，除了用幅度，周期來衡量外，還有一個參數：占空比q，q=脈寬/周期T，指輸出一個周期內高電平所占的時間。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手冊，得到輸出電壓：U0=1/3×U=1/3×5=1.6V，根據設計要求輸出功率為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電子驅蚊器原理電路圖6.小結通過這次課程設計，讓我更加深刻了解課本知識，和以往對知識的疏

11、忽得以補充，在設計過程中遇到一些模糊的公式和專業用語,在使用手冊時，有的數據很難查出，但是這些問題經過這次設計，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，但是這次的課程設計給我相當的基礎知識，為我以后工作打下了嚴實的基礎。課程設計是一個重要的教學環節，通過課程設計使我們了解到一些實際與理論之間的差異。通過課程設計不僅可以鞏固專業知識，而且還可以培養和熟練使用資料，運用工具書的能力，把我們所學的課本知識與實踐結合起來，起到溫故而知新的作用。課程設計誠然是一門專業課，給我很多專業知識以及專業技能上的提升，同時又是一門講道課，一門設計課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認識。總之，這次課程設計使我收獲很多、學會很多、比以往更有耐心很多。感謝學校及老師給我們這次課程設計的機會，最真摯的感謝尤老師，在設計過程中，老師精心的輔導和