武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计说明书
AD590温度传感器温度换算电路
在仿真过程中，0摄氏度两电压表读数都有较大的漂移，对于运放LM324调节RP2不改变4点的值，增大输入电阻发现电压表0度时电压下降，但与理想值仍有距离，说明输入阻抗较低，但没有考虑使用仪用放大器。将运放LM324换成LM741后存在1脚5脚调零问题，调节RP2虽然改变节点4电压，但仍然处在10V量级，因此未成功模拟出调零过程。
考虑了课堂上学习的简单减法器，用以校准温度传感器输出的电压：
令R1=R2=R3，可以实现两信号的相减，只要加入一个调整电压2.73V即可。但实际仿真中问题依然存在，比较两种通用型较为经济的运放
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LM741和LM324的资料，LM324是四通道运放，工作电压是3V~32V，单位增益带宽为700KHz，失调电压为7mV，可单电源使用，没有调零端。LM324的输入偏置电流在nA级，因此输入阻抗要比LM741高出几十倍，一般用来做比较器，这一点也完全符合仿真结果;LM741是单运放，工作电压范围为7V~36V，单位增益带宽为1MHz，输入失调电压为6mV，与LM324差不多，而且与仿真结果非常吻合，内部具有短路保护和相位补偿环节，一般用来做放大器。综合考虑两种放大器，为达到实验目的，仍然采用LM741的调零功能，以期在实际调试中消除失调电压。
调节电位器RP，可使运放输出电压为0，调零时必须细心，切记不要使电位器RP的滑动端与地线或正电源线相碰，否则会损坏运放
防止共模输入电压过大
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1.2.3 放大器应用中Ri与Rf的选择
电阻Ri与Rf的选择与电路所加负载RL的大小有关。电阻取得太小时○1运放输出的电流是流向负载电阻及RF的，可以看作是Rl和Rf并联的。所以当Rf取得很小时，流过的电流很大，运放有限的输出电流能力就不能充分利用，甚至使放大器很快饱和，放大器的输出电压范围变得很小，即线性范围很窄。同时，Rf过小，使电路功耗过大，这可能造成器件过热，严重时可
能要烧坏器件。○2反相放大器的输入阻抗等于Ri，所以Ri取得很小时，其输入阻抗就很小。当信号源内阻较大时，会造成输出端信号输不出，输入端信号就会输不进来。
电阻取得太大时，可能会带来较大的电流漂移干扰。若电流稍有变化，就会造成输出信号的严重漂移，且会使电路对外部的干扰很敏感。由于存在分布电容的因素，当工作频率较高时，电路的频率特性将变坏。一般情况下，两电阻应在1KΩ~1MΩ之间选取，而在10~100KΩ之间选取是较常见的。而对放大倍数要求不严的应用场合，如音响电路的前置放大电路，采用5%精度的电阻即可。对精度要求高的放大器，如本温度控制器，可采用1%或0.5%的高精度电阻。一般都采用金属膜电阻。在业余制作时，可以采用数字式万用表欧姆档来选取电阻，往往可获得
较好效果。同时，电阻的阻值也会随温度变化而变化的，它会影响放大器的温漂，所以在精度要求较高的放大器中，应选用温度系数较小的电阻。一般高精度电阻其温度系数在1×10-4/℃以下。在电路图中，运用了多个电位器，其好处是方便实际操作中调整参数，但半可调电阻的接触不太可靠，在振动或撞击时可能会改变其阻值，一般的半可调电阻的电阻层是碳膜的，它的温度系数较大，与其他电阻温度系数不匹配，容易产生温漂，因此不适合精度高的放大器。还有一种集成仪用放大器INA101，考虑过但是觉得增加了电路的复杂度。还是决定采用手动调整LM741的方式。
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1.3 温度比较环节
利用R34R35R36的分压作用来为电路设置一个预置温度值。预置温度与节点36预置电压之比为10:1，温度在0~26℃，所以预置电压在0~2.6V之间，计算得，若R34取20KΩ，节点36电压最大值应为7.03V，使用一个10kΩ电位器即可控制其温度调节范围包含0℃~26℃。若要控制测量温度在0~（室温+10）范围，节点36电压最大值应为11.25V，更改电位器即可。在这里存在着电位器控制精度问题。预置温度的调节与电位器灵敏度有关。U4A是一个差分放大电路将比较而得的电压差值放大，由于R11=R12，R14=R13，所以输出电压为1-Vi2，实现跟随差值作用。设想当温度偏差从0到1℃范围内，电压变化将为0~0.1V，这一小电压可能与运放的灵敏度有较大关系，不过之后设计了一个PID环节可以放大相关的信号，并使之大于BTL上两个三极管的导通压降。
1.4 PID控制环节
1.4.1PID理论
在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是PID控制。常规的模拟PID控制系统原理框图如图所示。
模拟PID控制系统原理图
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该系统由模拟PID控制器和被控对象组成。图中， r(t)是给定值， y(t)是系统的实际输出值，给定值与实际输出值构成控制偏差e(t)
e (t) = r(t) ? y(t)
e (t)作为PID控制的输入，u(t)作为PID控制器的输出和被控对象的输入。所以模拟PID控制器的控制规律为 u(t) =Kp [e(t) +dt+Td
]
其中：Kp ―― 控制器的比例系数 Ti－－ 控制器的积分时间，也称积分系数 Td―― 控制器的微分时间，也称微分系数
1比例部分 ○
比例部分的数学式表示是：Kp*e(t)
在模拟PID控制器中，比例环节的作用是对偏差瞬间作出反应。偏差一旦产生控制器立即产生控制作用，使控制量向减少偏差的方向变化。控制作用的强弱取决于比例系数Kp，比例系数Kp越大，控制作用越强，则过渡过程越快，控制过程的静态偏差也就越小；但是Kp越大，也越容易产生振荡，破坏系统的稳定性。故而，比例系数Kp选择必须恰当，才能过渡时间少，静差小而又稳定的效果。
2积分部分 ○
积分部分的数学式表示是：
从积分部分的数学表达式可以知道，只要存在偏差，则它的控制作用就不断的增加；只有在偏差e(t)=0时，它的积分才能是一个常数，控制作用才是一个不会增加的常数。可见，积分部分可以消除系统的偏差。
积分环节的调节作用虽然会消除静态误差，但也会降低系统的响应速度，增加系统的超调量。积分常数Ti越大，积分的积累作用越弱，这时系统在过渡时不会产生振荡；但是增大积分常数会减慢静态误差的消除过程，消除偏差所需的时间也较长，但可以减少超调量，提高系统的稳定性。当Ti较小时，则积分的作用较强，这时系统过渡时间中有可能产生振荡，不过消除偏差所需的时间较短。所以必须根据实际控制的具体要求来确定Ti。
3微分部分 ○
微分部分的数学式表示是：Kp*Td
实际的控制系统除了希望消除静态误差外，还要求加快调节过程。在偏差出现的瞬间，
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