本发明是一种用于集成运放电路教学的心率同步呼吸灯，应用于电子技术课程的集成运放电路内容的教学，属于电子技术领域。
背景技术：
在电子技术课程中，集成运放电路是常用器件之一，比例放大器和恒流源都属于集成运放电路的典型应用，为了验证理论，学校大多独立开展比例放大器和恒流源的验证性实验，由于单一的验证性实验内容缺乏应用场景，难以吸引学生的学习兴趣，影响教学效果。因此，有必要设计一些兼具功能性和互动性的教学内容，基于此思路，利用集成运放电路设计一种呼吸灯，通过人体心率控制呼吸灯的频率，增强实验互动性，使原本枯燥乏味的验证性实验变得有趣，吸引学生透过现象思考集成运放电路的工作原理，从而提升实验教学成效。
技术实现要素：
一种用于集成运放电路教学的心率同步呼吸灯，通过人体心率控制呼吸灯的频率，吸引学生透过现象思考集成运放电路的工作原理，从而提升实验教学成效。
本发明所采取的具体技术方案如下：
一种用于集成运放电路教学的心率同步呼吸灯，其特征是：该呼吸灯的电路包括LM324四运放U1、电阻R1～R10、电位器RV1、电容C1～C4、红外发射管D1、红外接收管D2、二极管D3、发光二极管LED1和三极管Q1，其中红外发射管D1的正极接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接+5V，红外发射管D1的负极接地；四运放U1的4脚接+5V，11脚接-5V，3脚接电容C1的负极和电阻R3的一端，2脚接电阻R4的一端、电阻R5的一端和电容C2的一端，1脚接电容C3的正极、电阻R5的另一端和电容C2的另一端，电容C1的正极接电阻R2的一端和红外接收管D2的负极，红外接收管D2的正极、电阻R3的另一端和电阻R4的另一端接地；四运放U1的5脚接电容C3的负极和电阻R6的一端，6脚接电阻R7的一端、电位器RV1的一固定端和电容C4的一端，7脚接二极管D3的正极、电容C4的另一端、电位器RV1的另一固定端和滑动端，电阻R6的另一端和电阻R7的另一端接地；四运放U1的10脚接二极管D3的负极和电阻R8的一端，9脚接三极管Q1的发射极和电阻R10的一端，8脚接电阻R9的一端，电阻R8的另一端和电阻R10的另一端接地；三极管Q1的基极接电阻R9的另一端，集电极接发光二极管LED1的负极，发光二极管LED1的正极接+5V。
本发明的有益效果是：一种用于集成运放电路教学的心率同步呼吸灯，通过人体心率控制呼吸灯的频率，将其应用于电子技术课程的集成运放电路的实验教学，可以使实验教学变得有趣，容易吸引学生透过实验现象思考电路的工作原理，从而提升实验教学成效。
附图说明
图1为本发明的电路图，图2为心率检测方法示意图，图3为心率变化波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种用于集成运放电路教学的心率同步呼吸灯，该呼吸灯的电路包括LM324四运放U1、电阻R1～R10、电位器RV1、电容C1～C4、红外发射管D1、红外接收管D2、二极管D3、发光二极管LED1和三极管Q1，其中红外发射管D1的正极接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接+5V，红外发射管D1的负极接地；四运放U1的4脚接+5V，11脚接-5V，3脚接电容C1的负极和电阻R3的一端，2脚接电阻R4的一端、电阻R5的一端和电容C2的一端，1脚接电容C3的正极、电阻R5的另一端和电容C2的另一端，电容C1的正极接电阻R2的一端和红外接收管D2的负极，红外接收管D2的正极、电阻R3的另一端和电阻R4的另一端接地；四运放U1的5脚接电容C3的负极和电阻R6的一端，6脚接电阻R7的一端、电位器RV1的一固定端和电容C4的一端，7脚接二极管D3的正极、电容C4的另一端、电位器RV1的另一固定端和滑动端，电阻R6的另一端和电阻R7的另一端接地；四运放U1的10脚接二极管D3的负极和电阻R8的一端，9脚接三极管Q1的发射极和电阻R10的一端，8脚接电阻R9的一端，电阻R8的另一端和电阻R10的另一端接地；三极管Q1的基极接电阻R9的另一端，集电极接发光二极管LED1的负极，发光二极管LED1的正极接+5V。
如图1所示，电阻R1和红外发射管D1组成红外发射电路，电阻R2和红外接收管D2组成红外接收电路；由LM324四运放U1提供三个运放A、B和C，用运放A、电容C2、电阻R3～R5组成一个正相比例放大模块，用运放B、电位器RV1、电容C4、电阻R6和R7组成另一个正相比例放大模块，用运放C、电阻R8～R10、发光二极管LED1和三极管Q1组成恒流源模块。
心率变化检测方法如图2所示，由于心脏跳动会导致血液浓度变化，因此，通过红外接收管采集反射光的变化可以检测心率变化；红外接收管D2采集的心率变化信号经电容C1送入运放A和B进行两级放大，输出电压呈现为不间断上升或下降的交替过程，波形如图3所示，再经二极管D3截取正半周期电压信号去控制运放C组成的恒流源模块，即实现串接在恒流源模块输出端的发光二极管LED1的亮度跟随电压变化而实现由暗到亮，再由亮到暗的逐渐变化，达到呼吸灯的效果，且呼吸频率与人体心率同步，进而实现心率控制呼吸灯频率的功能。