任务介绍
本次的任务都是模拟信号的处理相关,这样的话就离不开运算放大器,NTC 热敏电阻温度传感器信号调理 PCB 模块主要采集的事NTC的信号,首先我们要知道,NTC是一个负反馈的传感器,也就是温度越高阻值越小,不同的NTC的参数差异还是不小的,NTC的阻值变化也不是完全线性的,这个时候如果要设计一个NTC的采集电路,我们就要先选择一个NTC,确定好参数。然后就是对温度变化区间的电压信号进行处理。
模块介绍
本次设计的NTC采集模块基于对ERT-JZEG103FA(10K,3380K)进行的,放大电路部分选用的是LM358,LM358是一款经典的双运算放大器芯片,采用8引脚封装,内部集成两个独立的高增益运算放大器,支持单电源(3-30V)和双电源(±1.5-±15V)供电模式,静态电流仅0.7mA,功耗极低,适合电池供电场景。其输出电压范围从0V至电源电压减1.5V,无需上拉电阻即可驱动负载,推挽输出结构增强了带载能力。芯片内置频率补偿电路,单位增益带宽约1MHz,直流电压增益达100dB,可稳定处理信号放大、比较及滤波等任务。在应用中,LM358广泛用于传感器信号放大、电压比较器、开关电源的恒压恒流反馈,以及呼吸灯、报警器等电路设计。其高输入阻抗和低零点漂移特性支持毫欧级采样电阻,减少功耗损失,而宽共模输入范围(包含接地)和差模输入覆盖电源电压的特性进一步扩展了适用性。作为低成本、高灵活性的解决方案,LM358在工业控制、消费电子及便携设备中持续发挥重要作用。
LM358芯片DigiKey链接:https://www.digikey.cn/zh/products/detail/texas-instruments/LM358DR/276658
原理图和PCB模块介绍
原理图
PCB
本次的设计实际上可以支持一定范围的类型传感器,只要基准电压和放大倍数进行调整就可以,现在的电阻阻值也不是最终的,还需要配合实物情况进行调整,通过热敏电阻的参数只能计算出大致的数值。
3D效果图
模块主要性能指标和管脚定义
主要性能指标
类型 | NTC采集模块 |
核心芯片 | LM358DR |
板卡尺寸 | 20mm x 20mm |
供电电压 | 3.3V-5V(最好固定电压改变需要更改电路参数) |
输出信号 | 模拟量 |
管脚定义
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 |
P | GND | 1 |
P | VCC | 2 |
I/O | OUT | 3 |
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 |
P | VCC | 1 |
I/O | IN | 2 |
eZ-PLM上新建物料和项目的截图
使用了eZ-PLM系统上传了自己的工程文件,方便保存记录各个版本,也可随时查阅,系统里查阅不到的物料也支持手动添加。
物料添加展示图
项目详情图
心得体会
本次选择了一个使用率很高的放大器进行的设计,实际上很多放大器都是可以用的,模块化设计的初衷也是希望可以快速验证的时候可以快速使用,这次当看到主题的时候第一时间就选择了这个放大器,在成本性能等方面做了综合的对比!