音频锁相环精密温度控制计电路_毕业设计说明书(编辑修改稿)

音频锁相环精密温度控制计电路_毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

DV 1 保持原电平 原状态 电平 * * 0 低电平 接通 热敏电阻 热敏电阻：热敏电阻的基本电气特性是它们随其温度变化而改变自身电阻。 它们不整定 ， 也不产生信号 ， 热敏电阻温度会随周围温度或电流通过热敏电阻而导致的自热而改变。 阻值随温度升高而变大的为正温度系数热敏电阻，简称 PTC；阻值随温度升高而变小的称为负温度系数热敏电阻，简称 NTC。 热敏电阻主要参数的定义为： 标称阻值：指在环境温度为 25 时电阻的阻值，单位为 Ω。 耗散常数：温 度每升高或降低 1℃ 所耗散的功率，单位是 W/℃。 温度系数：温度变化 1℃ 度时电阻的相对变化量，单位是％ ℃ 1。 时间常数：热敏电阻在无功耗状态下，环境温度从一个温度向另一个温度突然转变时电阻体温度变化了这两个特定温度之差的 %所用时间，单位为 S。 黄河科技学院毕业设计说明书 第 10 页 本电路采用正温度系数的热敏电阻 ， 它的型号为 MZ11A10K 5%，它的主要参数如表 所示 : 表 热敏电阻的主要参数表 参数 名称 标称 电阻 温度 系数 耗散 常数 时间 常数 测定 功率 额定 功率 环境 温度 允许 偏差 单位 Ω 102/℃ mw/℃ s mw W ℃ ％ 参数值 10k 2～ 8 10 50 55～ +100 177。 5 其阻值可用公式 计算 : R(t)=R0[1+α(TT0)] （其中为 R0标称电阻值， α为温度系数 ， T0为常温 27℃ ） 取 α≈℃ ， 当 下 限温度 T 取 4℃ 时， Rtmax=10000[1+(427)]≈145kΩ 多 谐振 荡器 图 所示是用 555 定时器构成的多谐振荡器。 RP R Rt、 C4是外接定时元件，定时器 TH、 TR 端连接起来接 uC， 晶体三极管集电极接到 RT、 R1的连接点。 其工作原理为 ： 起始状态：接通电源前电容 C4上无电荷，所以接通电源瞬间， C4来不及充电， uc=0，故比较器 C1输 出 为 C2输出为 0，基本 RS 触发器 Q= = 0， TD截止 ， VO输出为高电平。 图 由 555 构成的多谐振荡器 原理图 暂稳态 Ⅰ ： Q= =0、 uO=UOH、 TD 截止，是电路的一种暂稳状态，因为在这种 黄河科技学院毕业设计说明书 第 11 页 状态下，有一个电容 C4充电、 uC 缓慢升高的渐变过程在进行着，充电回路是 VCC→R P1→ R1→Rt→C 4→ 地，时间常数是 τ1=（ RP1+ R1+ Rt） C 4。 自动翻转 Ⅰ ：当电容 C4充电， uC 上升到 2VCC/3 时，比较器 C1输出跳变为 0，基本 RS 触发器立即翻转到 0 状态， Q=0、 =1， uO=UOL、 TD 饱和导通， VO输出为低电平。 暂稳态 Ⅱ ： Q=0、 =1， uO=UOL、 TD 饱和导通，是电路的另一种暂稳状态，因为在这种状态下，同样有一个电容 C4 放电、 uC 缓慢下降和渐变过程在进行着，放电因路是 C4→Rt →T D→ 地，时间常数是 τ1= RtC4（忽略 TD饱和导通电阻 RCES）。 自动翻转 Ⅱ ：当电容 C4放电，下降到 VCC/3 时，比较器 C2输出变为 0，基本 RS触发器立即翻转到 1 状态， Q= =0、 uO=UOH、 TD 截止，即暂稳态 Ⅰ。 在暂稳态 Ⅰ ，电容 C4 又充电、 uC 再上升 …… ，不难理解，接通电源之后，电路就在两个暂稳态之间来回翻转 ——振荡，于是在输出端就产生了矩形脉冲。 温度与频率间的关系 由工作原理分析知道，电路稳定工作之后，电容 C4 充电和放电的过渡过程总是周而复始重复进行的。 电容 C4充电时间，即暂稳态维持时间 tW1的估算 ： 电容充电时，时间常数 τ1= （ RP1+R1+ Rt） C 4，起始值 uC(0+) = VCC/3，终了值 uC(∞) = VCC，转换值 uC(tW1) = 2VCC/3，代入 RC 过渡过程计算公式进行计算： tW1=τ1lnuC(∞) uC(0+)uC(∞)uC(tW1) =τ1lnVCC 13 VCC VCC 23 VCC =τ1ln2 = （ RP1+R1+ Rt） C 4 电容 C4放电时间即暂稳态维持时间 tW2的估算 ： 电容放电时，时间常数 τ2 = RtC4，起始值 uC(0+) = 2VCC/3，终了值 uC(∞) = 0，转换值 uC(tW2) = VCC/3，代入 RC 过渡过程公式进行计 算： tW2 =τ2lnuC(∞) uC(0+)uC(∞)uC(tW2) =τ2ln0 23 VCC0 13 VCC 黄河科技学院毕业设计说明书 第 12 页 =τ2ln2 =C 4 电路振荡 周期及频率的计算： 振荡周期 T T = tW1+ tW2 = （ Rp1+ R1+ Rt） C4 + RtC4 =(Rp1+R1+2 Rt)C4 振荡频率 f： f = 1T =。