基于集成电路的频率-温度转化器

《基于集成电路的频率-温度转化器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于555集成电路的温度-频率转换器学院：电子信息学院专业：信息工程学号：1328405056学生姓名：谢晨晨指导教师：摘要：采用通用型时基NE555和运算放大器可设计出温度—频率转换器。温度传感电路采用热敏电阻，电压频率转换器采用555芯片和运放。其电路简单易实现,灵敏度高。关键词：热敏电阻温度传感器频率转换器RC电路时基电路输出电压前言：在一些通讯网络中，往往需要把温度转化成频率信号。温度-频率变换电路是无线电遥测温度电路中不可缺少的部分，它的主要原理是将温度的变化转换为电压的变化，用这个电压的变化去控制一个振荡电路的振荡频率的变化，将频率的变化通过信

2、号编码后经无线电发送，由接收机将发送信号接收后，经过解调、变换与译码，还原成温度数值并通过显示器显示出来。一．实验任务与要求1.任务：采用555时基电路与热敏电阻等元件，设计一个输出频率随环境温度变化而变化的简单电路。2.要求：（1）查资料，设计电路原理图，确定器件及其参数。（2）用Multisim软件画原理图并仿真，记录仿真结果。（3）制作实物，用示波器或频率计、温度计测量温度，记录与频率的关系，并绘制c-f图。（4）学习AltiumDesiger软件的使用。二．实验原理及方案1.实验方案：实验整体思路基于555多谐振荡器的原理，将其中的电阻换成热敏电阻

3、，从而产生不同频率的方波。注意事项：热敏电阻不易测量温度，我们用滑动变阻器代替。然而我们知道热敏电阻温度与阻值的对应关系即可。图2.1系统模块构思2.器材选型：（1）555芯片图2.2555芯片的内部结构及引脚555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放三极电管T及功率输出级。Uco接地时，它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3。555定时器的功能主要由两个比较器决定。输入端U2

4、输出为1，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。输入端U6>2*VCC/3，同时U2>VCC/3，则C1=1，C2=0，可将SR触发器置0，使输出端OUT=0（2）741运放图2.3运算放大器的引脚741为简单的单运放，2脚反相输入端，3脚同相输入端，6脚为输出端。7、4脚为电源端。另外，1、5脚是调零端（本实验用交流信号，不需要调零）3.电路原理：4.参数确定：三．计算频率的方法图3.1555多谐振荡器周期由图可知，振荡周期。为电容充电时间，为电容放电时间。充电时间放电时间矩形波的振荡周期因此改变1R、2R和电容C的值，便可改变矩形波的周期和频率。频率

5、估算公式：由于加入了二极管这种非线性元件，充电电路和放电电路阻值不能确定。四．仿真及结果1.仿真电路的确定采用通用型时基NE555和运算放大器可设计出温度—频率转换器。温度传感电路采用热敏电阻，电压频率转换器采用555芯片和运放。其电路简单易实现,灵敏度高图4.1仿真电路图图4.2仿真现实的结果2.根据温度与电阻的对应关系得出仿真结果图4.3仿真结果四．时基电路及测量结果1.按照实验方案焊接电路，并完成测量图5.1实物电路板正面图5.2实物电路板反面2.测量结果图5.4示波器的显示结果（1）首先我们从书中知道阻值与温度的对应关系，如下：温度/℃051015

6、2025303540455055阻值/Ω81706626535943353506289023791971164313771160968图5.4温度与阻值对应关系（2）我们实验测量出的阻值与频率的对应关系，如下：阻值/Ω81706626535943353506289023791971164313771160968频率/HZ434.3494.3557.7618.8682.3736.8787.5835.1876.4917.4948.2985.5图5.5阻值与频率对应关系六．分析与结论1.实验分析：根据实验结果看以得出频率与温度的关系温度/℃05101520253

7、03540455055频率/HZ434.3494.3557.7618.8682.3736.8787.5835.1876.4917.4948.2985.5图6.1温度与频率对应关系2.结论温度与频率呈线性变化，有良好对应关系。，图6.2实际温度与频率折线图图6.3仿真温度与频率折线图七．设计的PCB电路版图利用AutiumDesiger软件绘制出的PCB版图图7.1PCB版图