振蕩電路范文
時間:2023-04-10 09:59:44
導語:如何才能寫好一篇振蕩電路,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。
篇1
【關鍵詞】射頻振蕩器放大器選頻反饋
一、MOSFET的選取
C類射頻功率放大器的主電路采用的MOSFET管為ARF461。
本系統中所采用的是N溝道增強型功率 是ARF461,它具有低損耗、高耐壓值等特點。
二、振蕩器主體電路的設計及元件參數的計算
電路如下圖所示,圖2為振蕩器的主體電路,圖3為它的交流等效通路,整個振蕩電路為自偏置模式。基本功率放大器在起振時在A類或B類狀態下工作,在起振過程中,由于Rs在電路中的負反饋作用,使功率放大器由A或B類過渡到C類工作如圖4。這種設置既便于起振又提高了功率管的效率。C1、C2、L是構成三點式振蕩器的電抗元件,其中C2 在反饋電路中給MOSFET柵極提供正反饋電壓。R1、R2、Rs 為自偏置分壓電阻。Cg為隔直流電容, D1、D2 為10V的穩壓二極管,防止晶體管被擊穿。RFC是高頻扼流圈(看作直流通路,高頻斷路),防止射頻信號接地。
電路設計的目標是一個MOSFET的振蕩器電路,實現輸出功率為100W,振蕩頻率為13.56MHz,其中品質因數Q=5,電源電壓VCC=100V ,且效率要高、頻率穩定度要好。
圖1振蕩器主體電路圖
圖2交流等效圖
圖3自偏置效應
三、偏置電路元件的計算
從ARF461的元器件參數表可以查出晶體管的開啟電壓UGS(th)=3~5V ,為了保證振蕩器能夠正常起振,開始起振時的UG要稍微大于UGS(th),設UG=5.2V則
所以,
R2=18.23R1 2
為了減小功耗,設R2的功耗P2 =1W,則
即R2>8.987KΩ。
若取R2=100KΩ,則R1=5.48KΩ,起振后,為了使放大器工作在C類工作狀態下,我們可以取θ=70°, 這時的漏極電流ID 通常可以分解為直流分量、基波分量和各次諧波分量,
即
ID=ID0+ID1cosωt+ID2cos2ωt+ …IDncosnωt+… 4
其中ID1=IDmaxα1(θ) , ID1是負載RO 中的電流,也是經過選頻網絡后的電流最大值即。
由于我們設置的θ=70°,α(θ)=0.436,所以
從圖5中可看出IDmax= 4.6A時所對應的柵源電壓最大值 VGSmax=5.2V,將圖5折線化如圖6所示:
圖5電壓VGS 與漏極ID 電流的關系曲線 圖6 ID 與VGS 的折線化圖形
根據圖6可得VGS (th)=4V,
若反饋信號為Uf=Ufmaxcosωt,則有
Ufmaxcos70°+VGS=VGS(th) 7
又有 VGSmax=Ufmax+VGS 8
將 VGSmax=5.2V和VGS(th)=4V分別代入7、8式得
Ufmax=1.8V 9
VGS=3.4V 10
要實現設計目標 放大器的靜態工作點VGSQ=3.4V ,而開啟電壓VGS(th)=4V ,所以該電路應在C類工作。
由UG=5.2V ,和9、10得
US=1.8V 11
又由IS=ID=2A
所以RS==0.9Ω
四、選頻和反饋電路元件的計算
我們設計要求的最大直流電壓UDC=100V ,最大輸出功率PO=100W ,若效率最高,振蕩器輸出電壓需在臨界狀態,即UO=UDC=100V ,由放大器輸出功率PO=得
又由Q= 得
由C2構成的正反饋振蕩電路中,它的反饋系數F一般可在 到 之間選取,本設計中取 F=
又由
所以
C1=1.4375nF 15
C2=5.75nF 16
篇2
關鍵詞:RC正弦波振蕩電路 仿真
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2013) 06(b)-0000-00
1 學情分析
我們知道,高職學生的學習起點比較低,他們更喜歡學習實在的能看得到的東西,而不是抽象的理論,他們喜歡自己搭建一個電路,而不是進行潮流計算。但是基本的理論我們還是必須要學的,比如《模擬電子技術》這門課是電子電氣類專業的必修課,它的很多知識點都側重于對波形的分析,對高職學生來說,理解起來尤為困難,他們不明白波形是如何一步步轉換過來的,因此就要求我們教師對教學方法進行改革。
經過實踐,在講解《模擬電子技術》的知識點時,設計加入仿真實例分析(也可加入故障診斷),可以達到較好的效果。下面以RC橋式正弦波振蕩電路為例進行仿真分析。
2 RC橋式正弦波振蕩電路的組成及振蕩條件
正弦波產生電路廣泛用于廣播、通信、測量儀器和自動控制系統中。RC橋式正弦波振蕩電路的電路結構如下圖所示,其中,RC串并聯網絡既是選頻網絡,又是正反饋網絡,反饋電壓加到集成運放的同相輸入端做為輸入電壓;、和集成運放構成負反饋放大器;
此外還有穩幅環節(非線性環節),R 或用熱敏電阻,或加二極管作為非線性環節。
電路能產生正弦波振蕩的條件是:
起振條件是:
因為在產生振蕩時,F=1/3,所以要求A=(1+/)略大于3。
圖1 RC橋式正弦波振蕩電路結構
3 RC橋式正弦波振蕩電路的仿真分析
仿真軟件采用Multisim10.0,RC橋式正弦波
振蕩電路的仿真模型搭建如下,非線性環節采
用兩個反向的二極管(兩個反向二極管可以允許
正反兩個方向的電流流過)和一個電阻并聯的方式。
3.1 二極管穩幅原理
在圖中可以看出,負反饋放大倍數A=1+[+(//)]/ (為二極管正向動態電阻)
電路剛剛起振時,輸出電壓幅值較小,二極管處于正向阻斷狀態,此時反饋電阻=+,只要+的值大于2,輸出電壓幅值就會不斷加大,然后二極管會導通,此時=+(//),二極管動態電阻會隨著輸出電壓的增大而減小,所以會減小,當=2時,輸出幅值開始穩定,從而達到穩幅的目的。
3.2 仿真分析
仿真模型的參數設置如上結構圖,要特別注意的是+>2,但又不能太大。
起振波形如下圖3;穩幅以后的波形如圖4。
(1)輸出信號的頻率由RC串并聯網絡決定:
當=且時,,所以可通過修改RC串并聯里的參數改變輸出電壓的頻率。
(2)參數若選擇不當,則會引起波形失真。比如修改=2,則輸出電壓會產生失真,如圖5。
4 結語
在課堂正常講授過程中,加入仿真分析,通過清清楚楚的波形產生過程幫助學生理解正弦波振蕩的條件及起振條件。通過改變參數,設置故障對學生進行知識點強化。經過實踐,加入仿真分析的RC橋式正弦波振蕩電路的教學方法,有助于學生對知識點的理解,受到學生的歡迎。
參考文獻
篇3
>> 實《白鹿原》是我用來墊棺材當枕頭的 《白鹿原》的女人 我們的《白鹿原》 試論《白鹿原》的詩性追求 《白鹿原》背后的人生 試論《白鹿原》的敘事特色 《白鹿原》影視改編的瓶頸 《白鹿原》上的冷先生 《白鹿原》麥浪上的史詩 詩意影像里的白鹿原 劉威的《白鹿原》之夢 論《白鹿原》中的“革命” 《白鹿原》的構圖與用光 田小娥的《白鹿原》 淺談《白鹿原》中的修辭 毀譽參半的《白鹿原》 《白鹿原》的敘事話語 白鹿原上的太陽 再讀《白鹿原》的死亡主題 簡論《白鹿原》中的夢 常見問題解答 當前所在位置:中國 > 藝術 > 《白鹿原》是我用來墊棺當枕的 《白鹿原》是我用來墊棺當枕的 雜志之家、寫作服務和雜志訂閱支持對公帳戶付款!安全又可靠! document.write("作者: 王諍 康犖 楊方")
申明:本網站內容僅用于學術交流,如有侵犯您的權益,請及時告知我們,本站將立即刪除有關內容。 實,1942年8月-2016年4月陜西西安人。中國當代著名作家,中國作家協會副主席。1993年出版的《白鹿原》是其成名著作,其他代表作有短篇小說集《鄉村》、《到老白楊樹背后去》,以及文論集《創作感受談》。 中篇小說集《初夏》、《四妹子》,《實小說自選集》,《實文集》,散文集《告別白鴿》等。1997年獲茅盾文學獎,《白鹿原》至今已發行逾160萬冊,被改編成秦腔、話劇、舞劇、電影等多種藝術形式。
實說
“關于寫性情愛的話題幾乎是我每次都逃不掉的話題。在寫《白鹿原》之前,我的小說中幾乎沒有女性的形象,當時的社會對這個話題很敏感,只能寫革命愛情嘛,寫這個很容易出問題,作為一個作者我自然恐懼這個。在上世紀80年代初,文壇上都調侃我寫農村老漢最好,對老年人性格情趣把握很到位,這其實與我在農村工作經歷有關。我最不擅長寫的就是女性。《白鹿原》中的那段歷史不單純是個人的情愛,我要寫的是符合那個時代的白鹿原上的男人和女人們的精神歷程。其實在白鹿原中著墨很少的女性,幾乎都是悲劇人物,比如白孝文的媳婦,鹿兆鵬的媳婦。” 2012年,本刊采訪實時,他一直在抽自己最愛的國產長城牌雪茄
采訪實老師,機緣還是在2012大熱的《白鹿原》。
這本上世紀九十年代曾摘得茅盾文學獎的皇皇巨著,當年就曾被多位大導看中要搬上銀幕,后來幾經輾轉花落王全安導演手中。時乖命蹇的電影一言難盡,但直到今年五月二十號,由易立明導演的歌劇 《白鹿原》 還要在西安公演,足見新世紀改編這一經典文本的熱潮尚未消歇。
但實先生還是走了。去年就從人文社朋友中得知他患病的消息,一年多來朋友圈中偶爾提及他的病況,大家也是一聲嘆息。回顧2012年電影上映前的采訪,來到華僑大廈他住的房間,先就聞到一股濃重的煙味。
陜西作家講抽煙作“吃”煙,一個更生活化的動詞,活畫出他們的嗜煙如命。賈平凹老師現在還一天兩包中華,下次再見到一定要諍言相勸。實先生愛抽雪茄,國產長城牌,香料燃燒的味道遠沒有古巴煙葉醇化后的馥郁溫潤,可他告訴我們說竟然一天要十根才夠!
采訪當日不過一個小時,他就抽了兩根,繚繞的煙霧讓同行的一位女記者嗆得直咳嗽,他才不好意思地暫時掐滅了煙蒂。其實我們都沒有勸他的意思,他并不是個善談而娓娓不倦的人。果不其然,掐滅了雪茄,問答就更簡短了。
七十三、八十四是中國人潛意識里深種的“命坎兒”。邁過去長舒一口氣,邁不過去也就這口氣了。終年73歲的實先生,畢生深耕陜文化厚土,到底又印證了一回民間的讖語。但先生是罹患舌癌去世的,這種癌癥很容易讓人聯想起他的嗜好。如果可以早些戒掉或是有所克制,或許他可以陪伴讀者更長一段時間……
陳凱歌導演曾在《秦國人》中這樣寫張藝謀:“謀貌不驚人,中等身材,走起路來挺沉重,加上衣帽平常,在人群中顯不出他來。要畫他的肖像不能再容易了:一個弧線微微向下彎曲的鼻子,兩條自鼻翼直奔嘴角溝線,加上一雙深沉的眼睛。”這些話拿來形容實先生的音容笑貌也很是合適,特別是鼻翼下兩道深刻的法令紋,兩人更是如出一轍,標志性地顯現出歲月刻刀所雕畫出“秦國人”的執拗與倔強。
那次采訪,陳先生說《白鹿原》是他用來墊棺材當枕頭的。愿一生勞碌,筆耕不輟的實先生枕書而眠,魂歸原上……
藝文界憶實
作家 賈平凹
面對著實的離去,作為同輩人,作為幾十年的文友,到了這個年紀和這一時刻,我真切地感受到什么叫黯然神傷,什么叫無聲哭泣。他是關中的正大人物,文壇的扛鼎角色,在思念著他作為一個作家的豐功偉績,我就想到一句詞:水流原在海,月落不離天。更何況實有他的《白鹿原》。他依然在世間。
作家 高建群
我以“先走為大,先走為神”沉痛哀悼忠實先生的逝世。斯人已逝,今日得閑。他從此沒有了痛苦,沒有了案頭勞頓,沒有了人生俗務。我想,他的《白鹿原》將會被長久地記憶著。
作家、文學評論家 肖云儒
痛哭忠實!噩耗傳到南太平洋,懇讓高天遠云、藍海白浪,送去我這位癡長兩歲的老人的悲慟!他的作品寫出了民族心靈的秘史,他的人生勝任了歷史變幻的書記;他用自己的作品提煉出這塊土地骨子里的精魂,他以自己的人格凝聚著這方鄉親骨子里的性情。
作家 白燁
可以說,他把自己的一切,都毫無保留地投入給了文學,奉獻給了社會,交付給了人民。他以“尋找自己的句子”的方式,看似是在為自己立言,實際上是以他的方式為人民代言。他是我們這個時代最具生活元氣和時代豪氣的偉大作家,真正做到了“無愧于時代,無愧于人民,無愧于歷史”。
書法家 王定成
一雙銳目將人世百態盡刻白鹿原;千秋巨著贏景仰萬方凝鑄春秋筆。
Q&A
電影《白鹿原》導演 王全安
大師已乘白鹿去,人間從此無忠實。
演員 張嘉譯
與先生雖未謀面,但有幸出演白嘉軒,仿若是與先生的一次神交。《白鹿原》之于我,其間有人所缺失,人所常習,人所俯仰,更有人所沉埋。驚聞先生辭世,內心悲慟不已,白鹿原不朽,先生千古。
演員 秦海璐
中華猶存白鹿原,千古流芳哀九州。文壇巨擘魂歸時,萬古人間四月天。 1.1993年版《白鹿原》2.2016年即將播出的電視劇版《白鹿原》3.首版《白鹿原》4.2012年王全安導演的電影《白鹿原》5.1997年茅盾文學獎獲獎版
陜西文學:有過燦爛,有過迷茫
1993年,實出版了《白鹿原》,同年,賈平凹出版了《廢都》,高建群出版了《最后一個匈奴》,還有京夫、程海都在同年推出長篇小說,陜西軍團一下子橫掃中國文壇,這五個人被稱為“五虎上將”,當時有媒體將這批陜西作家集體出書譽為“陜軍東征”,成為當時文壇最大的亮點。
陜西地形南北狹長,不同的人文歷史和地理氣候截然區分出三大自然區域,不同的自然環境,孕育了風格各異的作家群――陜北的粗獷豪放、關中的深沉厚重、陜南的內斂細膩,陜西作家們用不同的文學氣質書寫著他們腳下的土地和所處的時代。
如今,距離那次陜西文學的集體輝煌似乎已經很遙遠了,而無論是外省人還是陜西自己人提起陜西作家,脫口而出的還是實和賈平凹這兩桿老槍。2005年,賈平凹發表自己的第12部長篇小說《秦腔》榮獲第七屆茅盾文學獎,使得賈平凹成為繼路遙、實之后陜西第三位獲得中國長篇小說最高獎項的作家。可是隨著路遙、實斯人已去,三人中的小弟賈平凹也已經64歲,曾經輝煌的陜西文學,隨著那一代的老去,進入了迷茫期,無論是傳統文學還是網絡文學,盡管新人輩出,卻始終缺少能挑起大梁的人。
柳青,1916年
生于陜西省吳堡縣,逝于1978年,著有《創業史》等。柳青幾十年如一日生活在農民中間,有著豐厚的生活積累。2006年,為紀念柳青誕辰90周年,陜西省作家協會特別設立了“柳青文學獎”。
沙駝鈴,1926年
原名李若冰,2005年逝于西安。李若冰散文大都寫親身感受,如《柴達木手記》等作品,反映我國大西北的風物、人情與生產建設,一生情系大漠,鐘情勘探者、創業者,被譽為中國石油文學的拓荒人之一。
京夫,1942年
生于陜西商州,2008年去世,著有《新女》、《深深的腳印》、《手杖》、《娘》等。陜軍“五大首領”之一,以自己的創作心態和視角、實績和成就,樹立起了一位平民作家的形象,成為當代陜西文學的中堅和主將,是中國當代文壇有重要影響的實力派作家。
路遙,1949年
出生于陜北榆林清澗縣,著有《平凡的世界》、《人生》等,1992年11月,路遙因病逝世,年僅42歲。他一生鐘情于陜西的黃土地,對于那片養育他多年的故土充滿了情感,對路遙來說,那個存世現實的棲居地,土地是其精神資源的源泉。
賈平凹,1952年
生于陜西省商洛市丹鳳縣,著有《廢都》、《秦腔》、《古爐》等,肖云儒曾評論說:“他整個作品綜合起來,就可以形成一部可以被稱為中國農民命運的斷代史、中國農村歷史變遷的斷代史。”
高建群,1954年
代表作《最后一個匈奴》、《六六鎮》、《古道天機》、《遙遠的白房子》等。高建群具有古典精神和史詩風格,是中國文壇罕見的一位具有崇高感和理想主義色彩的寫作者,被譽為浪漫派文學“最后的騎士”。
篇4
關鍵詞:電感電容;LC振蕩電路;AT89S51;頻率測量電路
中圖分類號:TP216文獻標識碼:B
文章編號:1004373X(2008)2202002
Design of Digital Inductance Capacitance Measuring Apparatus
HE Fuyun,LUO Xiaoshu
(Physics & Electronic Engineering College,Guangxi Normal University,Guilin,541004,China)
Abstract:Measuring the value of the inductance capacitance in traditional measuring mostly utilizes AC bridge and resonance.But these methods often read the value by scale meter,so the display isn′t pared with the traditional method,the design of digital inductance capacitance measuring apparatus is based on the principle of LC oscillation circuit and the frequency measuring circuit which uses AT89S51 as the core.Detailed circuit principle and program diagram are given.The measuring principle is also expatiated in detail.The innovation of the design is measuring LC based on the principle of LC oscillation circuit.
Keywords:inductance capacitance;LC oscillation circuit;AT89S51;frequency measuring circuit
1 測量原理
整個測量儀原理框圖如圖1所示,其測量原理為。
圖1 測量儀原理框圖
LC振蕩電路不接入待測電感或電容,自由振蕩產生一頻率為F1的正弦波,由LC振蕩電路原理有:
該正弦波經分頻器100分頻后,變為一幅度為5 V的方波,該方波從單片機AT89S51的P3.4腳引入,由定時器T1產生200 μs的閘門時間,在定時器T1定時1 s期間內由計數器T0對外部脈沖進行計數,所獲得的計數值m即為被測脈沖信號的頻率。這時測得的頻率F1為后續的數據處理作準備。當AT89S51完成對自由振蕩期振蕩頻率F1的測量后,校準電容Cb自動接入LC振蕩電路,這時產生一新的振蕩頻率Fb。
當待測電感或電容通過選擇開關接入LC振蕩電路,振蕩頻率將會發生變化。如果一待測電感Lx接入電路,和已知電感值的L1是串聯的,因而電路中總的電感為L1+Lx,這導致振蕩頻率變為:
同理如果一待測電容Cx接入電路,但和已知電容值的C1是并聯的,因而電路中總的電感為C1+Cx,這導致振蕩頻率變為:
從上述關系可以看出,基準電容Cb的精確度是整個系統測量精確度的關鍵,因此Cb選用精度高的精密電容,從而整體上提高了整個測量儀的測量精確度。
2 電路的設計與實現
2.1 AT89S51單片機介紹
單片機是整個測量儀的核心。根據測量的要求和單片機的總體性能,如運算速度、抗干擾能力、I/O端口、中斷源、存貯容量、性價比等,采用性能優越的AT89S51作為處理器。AT89S51是一款低功耗,高性能的8位可在線編程的CMOS型單片機。它帶有4 kB可編程和擦除的讀寫存儲器,128 B RAM,4個8 b的并行I/O口,2個16 b定時器/計數器,6個中斷源,1個全雙工串行口。AT89S51的應用范圍廣,既可以用于簡單的測控系統,又可以用于復雜的邏輯控制,而且應用系統組成靈活、方便、性能穩定。圖2為AT89S51的引腳圖。
圖2 AT89S51引腳圖
2.2 100分頻電路
因為單片機所能測出的頻率有一定的上限值,而由LC振蕩電路振蕩出來的頻率為0.4~3 MHz,經100分頻后,變為頻率范圍為4~30 kHz,落在單片機所能測出頻率的范圍內。74HC390是二-五進制計數器,可以接成100進制的計數器。100分頻電路如圖3所示。
圖3 100分頻電路
2.3 LCD顯示電路
點陣字符型液晶顯示器專門用于顯示數字、字母、圖形符號及少量自定義符號的顯示器。這類顯示器把LCD控制器/點陣驅動器/字符存貯器全做在一塊印刷板。這里采用日立公司的HD44780液晶顯示模塊來顯示測量結果。HD44780具有簡單而功能較強的指令集,可實現字符移動/閃爍等功能。與MCU的傳輸可采用8位并行傳輸或4位并行傳輸2種方式。LCD顯示電路如圖4所示。
圖4 LCD顯示電路
2.4 LC振蕩電路
LC振蕩電路采用電容三點式的電容反饋式振蕩器。該振蕩電路的主要特點是容易起振、頻率穩定度高、頻帶寬。頻帶的寬窄,直接影響著所能測試的電感和電容的范圍。因此,如何盡最大可能擴大LC振蕩電路的工作頻帶,成為影響整個測量儀性能的關鍵因素之一。該電路原理如圖5所示。
圖5 LC振蕩電路
3 程序設計
由于采用單片機測量頻率和處理相關的運算,其涉及到浮點數的運算,如果采用匯編語言來編寫浮點數的運算,工作量將很繁重。因而選擇C51來編寫程序,使得浮點數運算的程序編寫量大大簡化。并且整個程序設計結構采用標準的函數模塊方式,使整個程序的結構清晰。整個測量程序的流程圖如圖6所示。
圖6 測量程序流程圖
4 結 語
該電感電容測試儀采用單片機智能控制,數字顯示、操作簡單、使用方便。其所能測量的電容,電感的范圍及測量精度,都能滿足一般應用場合的需要。
參考文獻
[1]何立民.單片機高級教程應用與設計[M].北京:北京航空航天大學出版社,1999.
[2]曾興雯,劉乃安,陳鍵.高頻電路原理與分析[M].3版.西安:西安電子科技大學出版社,2001.
[3]王建校,楊建國,寧改娣,等.51系列單片機及C51程序設計[M].北京:科學出版社,2002.
[4]劉大茂.智能儀器(單片機應用系統設計)[M].北京:機械工業出版社,1998.
[5]林秋華,王兢,劉志遠.LCR自動測試系統[J].計算機應用 2001(1):31-33.
[6]徐Z,張銀玲.基于虛擬儀器技術的LCR測試儀的設計[J].廣西輕工業,2008(1):59-60,87.
[7]周生景.高精度LCR測量系統的設計研究[J].電子測量與儀器學報,2003,17(3):1-5.
[8]李念強,劉亞,經亞枝.一種新型RLC數字電橋的研究[J].南京航空航天大學學報,2001,33(5):490-494.
[9]鄭景華,劉忠民.電流負反饋電容三點式振蕩電路[J].河南大學學報:自然科學版,1995(9):84-86.
[10]張靜,趙世平,胥尚昆.用于調頻式電感傳感器的高穩定性LC振蕩電路[J].工具技術,1997(1):38-40.
[11]葉樹亮,李東升.改進型高穩定度LC振蕩電路的研究[J].中國計量學院學報,2003,14(3):174-177.
作者簡介
篇5
關鍵詞: 晶體振蕩器; 微處理器;溫度補償;老化補償
1 系統功能框圖介紹
該補償系統的功能框圖如圖 1所示,系統主要由微處理器、 溫度傳感器電路、 振蕩電路及濾波電路等組成。這是一個典型的通過微機來對晶體振蕩器進行補償的系統,系統通過 CP U 輸出補償值, 經濾波得到補償電壓,該電壓控制變容二極管的電容值大小,實現對振蕩電路輸出頻率的調整。
圖 1 系統功能框圖
主振蕩電路的輸出頻率可通過調頻電容來調節,該調頻電容為一只變容二極管, 變容二極管兩端的電壓取自系統中的補償電路。通過變容二極管對晶體頻率進行調節后,補償了晶體振蕩器頻率隨溫度及時間的變化,大大減少了晶體振蕩器的輸出頻率受溫度與老化的影響。
微處理器根據計算得到的補償波的脈寬, 輸出一個頻率不變、 脈寬隨計數值變化的方波信號,這個方波信號再通過 RC濾波電路變為直流電壓, 作用于變容二極管上。一旦環境溫度發生變化, 傳感器的溫度值就會發生變化,單片機輸出的方波信號的脈寬也會相
應地發生變化,導致變容二極管上的直流電壓改變,從而使振蕩電路輸出信號的頻率穩定在標稱頻率上。這樣,就改善了晶體振蕩器的頻率特性。
由于單片機不能直接輸出直流電壓,因此在單片機補償信號輸出級加了補償電路。系統中采用脈寬調制波經 RC濾波的方式輸出穩定的補償電壓值, 通過這種方法, 改善了因采用 D /A 轉換電路使得硬件復雜、 系統體積過大的問題。因此系統由簡單的無源 RC濾波電路構成了輸出補償電路。在對振蕩電路加補償電路之前, 必須先在室溫下對輸出頻率進行校頻,具體過程就是給變容二極管兩端加 0~ 3V內的反偏電壓, 并調整其他校頻電容, 將輸出頻率校準為標稱頻率。
2 溫度補償的原理
石英晶體振蕩器自身的頻率變化曲線如圖a所示。圖中實曲線形象地表示了石英晶體振蕩器輸出頻率與溫度的關系(即晶振自身頻率變化曲線),同時勾畫了一條與實曲線變化趨勢相反的虛曲線,這樣將虛實兩條曲線疊加,得到的就是一條較平滑的直線。
圖b所示是補償電壓U0引起的頻率變化曲線。它與圖a中虛曲線的變化趨勢一致,此時石英晶振自身振蕩的頻率變化趨勢與補償電壓引起的頻率變化趨勢相反,起到了補償作用;這樣,經過U0補償電壓補償后的振蕩輸出頻率就會穩定在一個固定頻率值附近,可得到較理想的輸出頻率。通過對石英晶體振蕩器輸出頻率變化量的補償,改善它的頻率一溫度特性,使其在整個溫度范圍內頻率偏移盡可能小,輸出一個穩定的頻率信號。
圖 2 晶體與補償網絡產生的電壓溫度特性
對晶振進行溫度補償,需要對其進行在線測量實驗。將系統置于高低溫恒溫實驗箱中,以10℃為間隔選取一系列補償溫度點,測得在-20~+85℃的振蕩電路輸出頻率值;將常溫下的頻率值作為頻率標準,并同各個溫度點的頻率值進行比較;溫度補償時,在每個溫度點下通過改變振蕩電路控制電壓值,將輸出頻率調制到標稱頻率,并記錄該電壓值。微處理器將測量出的補償控制電壓值和溫度值的數字量寫入EEPROM對應單元,之后微處理器將當前溫度值與測量程序中存入EEPROM的“電壓-溫度”表格中的數據進行比較,得到相應的模擬溫度控制電壓,送至壓控振蕩器,控制輸出頻率在要求的溫度范圍內,誤差趨近標稱頻率。
3 老化率補償的原理
石英晶體振蕩器存在頻率老化的現象, 即振蕩器的頻率隨工作時間的增加而呈現緩慢變化的趨勢。雖然老化引起的頻率變化的絕對值較小, 僅為 10的負四次方量級( 相當于實際頻率變化率 10的負七次方) , 但在一些精度要求較高的場合, 這種變化還是不允許的。
老化率是晶體振蕩器頻率隨時間變化的特性, 這種變化遵循一定的規律,根據此規律可以建立數學模型,這種方法稱為老化預測,利用這種方法可進行有效的老化補償。在建立數學模型后,通過軟件運算,得到用于補償的脈寬調制波。通過單片機輸出這種脈寬調制波,并經補償電路得到輸出電壓,作用于振蕩電路,補償輸出頻率,從而減小老化對晶體振蕩器頻率特性的影響。大多數晶體振蕩器經過足夠的時間預熱后, 連續工作,在一段不太長的時間內頻率的漂移呈現近似的線性關系。
與溫度補償方法一樣, 老化率補償也需要進行前期的測量試驗,得到振蕩器原始的輸出頻率值,以估算該晶體振蕩器的老化曲線。具體做法是在穩定的室溫狀態下,測量系統的輸出頻率值, 測量周期為每日兩次,連續測量一個星期; 根據老化率基本公式, 可估算出晶體振蕩器的頻率老化值。利用該方程得到補償電壓值, 以日為單位進行補償, 達到日老化率補償實現。
4 補償結果
將補償前后的輸出進行比較, 得到如圖 4所示的頻率-溫度曲線和圖 5所示的頻率-老化曲線。如圖4所示,補償前與補償后的頻率-溫度特性曲線對比,從變化較明顯的曲線變為比較穩定的近似直線, 可以看出, 經過溫度補償后晶體振蕩器的頻率特性要比未經補償時好。同樣可以從圖 5看出, 補償前與補償后的頻率-老化特性曲線對比, 經過老化補償后晶體振蕩器的頻率特性有了明顯的改善。
圖 3 補償后頻率 -溫度特性 圖 4 補償后頻率 - 老化特性
5 結論
從實驗結果可知,應用該補償技術的晶體振蕩器其頻率特性得到了很大地改善,使經過微處理器溫度補償后的石英晶體振蕩器具有結構簡單、精度高、功耗低、穩定性高、造價低、開機即可工作等優勢,可應用在工程實踐領域。
參考文獻:
[ 1] 荊震. 高穩定晶體振蕩器 [M ] . 北京: 國防工業出版社,1975 .
[ 2] 趙聲衡. 石英晶體振蕩器 [M ] . 湖南: 湖南大學出版社,1997 .
篇6
【關鍵詞】Pspice 模擬電子電路 電子電路設計
在電氣、電子、自動化、計算機等類型的專業中,模擬電子電路設計是基礎的技術課程,其理論知識較為抽象且電路的原理較為復雜,對于學生來說比較困難,教師也難以教好。本文提出將Pspice應用在模擬電子電路設計中,有了該軟件,就等于有了電路以及實驗室,完美地將理論與實踐結合,為教師和學生提供便利。
1 Pspice軟件概述
Pspice軟件由Schematics(電路模擬器)、Pspice(仿真軟件的數據處理器)、Probe(軟件的圖形后期處理器)、Stmed(產生信號的工具)、Parts(為器件建立模型的工具)和Pspice Optimizer(軟件的優化設置工具)等組成,能夠提供強大的電路圖繪制、電路模擬仿真、圖形后期處理等功能。
Pspice包括以下主要功能:直流特性分析,其中包囊直流靜態工作點分析、直流靈敏度分析、直流掃描分析以及直流小信號傳遞函數值分析;交流掃描分析,包括頻率特性分析和噪聲分析;瞬態特性分析;蒙特卡羅分析;溫度特性和參數掃描分析;最壞情況分析等。
在設計電子電路期間,以既定的功能及技術參數來制定設計方案,可以應用Pspice模擬和連接電路并檢測電路設計有無達到預期效果,也可以在計算機上對電路的結構和相關參數進行修改,不斷測試、觀察輸出的波形,直至達到設計要求,以便取得電路的最優技術指標,為電路設計的精準性評價提供便利。此外,還能夠分析容差、敏捷性、最壞狀況、溫度特性等,這些都是傳統的方法難以完成的,還能夠比較各種設計方案的優劣,方便選擇最優的方案,使電路設計最優化。
2 Pspice軟件的仿真實例
Pspice軟件在電子電路設計中的應用可以提高教學效率,仿真電路的步驟大致分為五步:第一,繪制電路圖;第二,分析電路的特性和仿真參數;第三,仿真測驗;第四,顯示仿真的結果;第五,分析并輸出相應的實驗結果。下面對Pspice軟件的仿真實例進行分析。
2.1 限幅電路的設計實驗
限幅電路的示意圖如圖1所示,二極管的型號為DIN4148,電阻為1kΩ,電源電壓為3伏特,當輸入電壓達到6sin wt的時候,電路要達到限制輸入電壓幅值的目的。
設置直流掃描分析以及瞬態分析,得出輸入電壓Ui以及輸出電壓U0的波形,如圖2所示,可見電路對輸入電壓幅值的限制效果。
在限幅電路的瞬態分析結果示意圖中可見(圖3),當輸入的電壓超出固定范圍時,超出的部分就會被截止,這樣就能使信號的電壓在一定的幅值內,防止電路受信號電壓的影響出現故障。
2.2 RC正弦振蕩電路設計實驗
RC振蕩電路在電子技術中得到廣泛應用,振蕩電路在自動進行振蕩的過程中,其達到平衡的條件所花費的時長極短,在課堂上,教師直接講授相關的理論會令學生難以在有限的課堂時間內理解并掌握,因為學生難以根據抽象的理論想象出波形。就此,將Pspice運用到其中,可以觀察出振蕩電路建立振蕩的過程以及振蕩器在穩定之后的波形,同時,可以改變電阻或電容,觀察其對振蕩電路會產生怎樣的影響,更加便捷、直觀地掌握振蕩電路的設計原理及運行原理。
3 總結
從上述的設計實驗中可知,在模擬電子電路設計中應用Pspice能夠使設計仿真的效果精準且直觀形象,為電子電路的設計提供極大便捷。Pspice是應用極廣的電路設計及分析軟件,具有繪制電路圖、模擬仿真電路、圖形后期處理等強大功能,在建立真實的電路之前,在該軟件上設計、繪制仿真電路,依據具體的需求來設置相應的參數,斷定電路設計是否科學、性能是否可靠、能否達到設計的要求、有無必要修改電路等,還可以對元件的變化會對電路造成怎樣的影響進行綜合評估,同時也能對一些電路的特性進行測量分析。總之,Pspice的應用能夠為電子電路的模擬仿真設計帶來很好的內外部條件,幫助設計者設計出最優電路,提高教師的教學效率和學生的掌握速率,從根本上減少成本支出,使電路設計最優化,提高電路性能的可靠性,是模擬電子電路設計中必不可少的仿真設計軟件。
參考文獻
[1]楊慧梅,朱勇.PSPICE仿真軟件在《低頻電子線路》教學中的應用[J].合肥工業大學學報(社會科學版),2010(05).
[2]付巍.Pspice在模擬電子電路設計中的應用[J].機械工程與自動化,2006(03).
[3]段天睿,滕照宇,姚勇,李興紅.柔性線路板串擾Pspice仿真分析及應用[J].安全與電磁兼容,2009(05).
[4]宋國民,王寧,張愛云,周維.Pspice仿真平臺在共軌ECU設計中的應用[J]. 現代車用動力,2009(03)
[5]周潤景,張麗娜,王志軍.Pspice 電子電路設計與分析[M].北京: 機械工業出版社,2011
篇7
[解析]對于此題第一問學生很容易求出E==,但對第二問則很容易出錯。
[錯解]錯解之一,認為線框下落產生恒定電流,或認為線框下落產生正弦交流電,但忘記了求電熱要用有效值,得出:
Q=IRt=()Rt=。
錯解之二,認為線框下落產生正弦交流電,但求電熱要用有效值,得出:
Q=t=。
錯解之三,認為線框下落重力勢能減少了2mgL,這些減少的重力勢能都轉化成了熱能,同時又產生了正弦交流電,而電流通過電阻也都生成了熱能,因此線框中產生的熱量是:
Q=2mgL+。
[剖析]錯解原因是因為沒有認真審清物理過程,而是條件反射地看到線圈在磁場中轉動,就認為產生正弦交流電而得出錯誤結論,而且在錯解三中沒有弄明白線框在磁場中轉動產生的電熱就是安培力所做的功,而是把電熱與重力勢能混在一起。
[正解]此題線框初速為零,末速為零;線框在磁場中的運動不是勻速圓周運動,產生的電流不是正弦交流電,不能套用正弦交流電公式去求電熱,而應用能量守恒知識去求解,因線框在初位置和末位置速度都為零,動能在這兩個位置沒有變化,但重力勢能減少了2mgL,減少的重力勢能都轉化成了線框的熱能,因此Q=2mgL。或對線框用動能定理2mgL-W=0,因安培力做的功就是電熱,所以Q=W=2mgL。
[答案]:,2mgL。
題目2:有一座小型水電站,輸出的電功率是25kW,輸出電壓為400V。若輸電導線的總電阻為1Ω,求輸電線上損失的功率和用戶得到的功率各是多少?
[錯解]:根據P=,得:
P==W=160000W=160kW,
P=160kW-25kw=135kW。
[剖析]公式P=中各量必須是對同一部分電路,顯然,上述錯誤混淆了U和U而得到了一個荒謬的結論。
[正解]由P=IU,可求出輸電電流為:
I==A=62.5A。
輸電線上損失的電功率為:
P=IR=62.5×1W≈3.9kW。
用戶得到的功率為:
P=25kW-3.9kW=21.1kW。
即輸電線上損失的電功率為3.9kW,用戶得到的電功率為21.1kW。
[答案]3.9kW,21.1kW。
題目3:關于電磁場和電磁波,下列說法正確的是(?搖 ?搖)。
A.只要空間某個區域有變化的電場或磁場,就能產生電磁波
B.LC振蕩電路中的總能量是守恒的
C.電磁波由真空進入介質,速度變小,頻率不變
D.只要發射電磁波電路的電磁振蕩一停止,產生的電磁波即消失
[錯解剖析]
一、因變化的電場(磁場)產生變化的磁場(電場),變化的磁場(電場)產生變化的電場(磁場),就能產生電磁波,所以選A。
二、LC振蕩電路中,磁場能和電場能可發生轉化,但總能量不變,所以選B。
三、因電磁振蕩是產生電磁波的根源,電磁振蕩的停止即意味著電磁波的消失,所以選D。
[剖析]造成錯解的原因是:對電磁場和電磁波的產生及特點存在糊涂認識。
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關鍵字:火力發電廠;鍋爐安裝;工藝及技術
引言:鍋爐設備是活力發現廠中工作開展中的重要設備,同時,在進行運行使用的過程中也存在著較大的安全風險。如果不能夠嚴格的按照安裝工藝及技術進行操作安裝,就極有可能在設備運行中發生供電廠供電不足或者其他的設備安全隱患問題,為火力發電廠的發展埋下不安全因素。所以確保在鍋爐安裝中應用的工藝及技術準確、到位十分重要。
一、火力發電廠鍋爐系統
眾所周知,社會的發展離不開能源的使用。電力能源作為社會發展的重要支柱,已經與人們的生活息息相關。如果火力發電廠在應用中出現了問題,極有可能造成某一區域電力的中斷,影響了社會工作的正常開展以及穩定運行。對人們的工作、生活等都會帶來潛移默化的影響,甚至超出人們的想想。所以重視火力發電廠鍋爐系統的安裝工藝及技術措施的應用,將有助于避免問題的發生。首先,我們將從火力發電廠鍋爐系統的分析入手,對其進行深度解剖。對于鍋爐而言,大致可以分成整裝爐和組裝爐兩種類型。其中,整裝爐又被稱為塊狀鍋爐,它主要以燃氣和燃油為主要燃料;而組裝爐又被稱為散裝鍋爐,其主要是以燃煤為主要燃料。由于現在人們的環保意識逐漸增強,所以在現實生活中,人們大部分使用的都是以燃煤為主的散裝鍋爐。送氣排氣系統、供油系統、靜電防雷線接地系統以及自動控制系統共同構成了鍋爐的主要系統。除了這些主要的系統之外,火力發電廠的鍋爐還由以下幾個輔助配置構成:如軟水處理裝置、軟水儲缸、除氧裝置以及軟水供應裝置等等。在鍋爐的供油系統中,包括了油泵組、油箱以及燃燒機等。
二、火力發電廠鍋爐的主要安裝工藝及技術
火力發電廠的重要設備就是鍋爐設備,為了確保火電廠的正常運行以及工作開展。在進行鍋爐的安裝過程中,應該對鍋爐的鋼架及平臺、爐筒及集箱、水冷壁、省煤器等相關設備的安裝工藝以及操作技術進行分析。只有深入了解火電廠鍋爐主要的安裝工藝及技術,才能夠確保相關操作人員在工作中能夠達到游刃有余的效果,保證鍋爐在運行期間的安全性、可靠性,提高鍋爐的運用價值。
2.1鍋爐鋼架和平臺的安裝工藝
首先,要對火力發電廠鍋爐鋼架和平臺的質量進行檢查,包括檢查構件的外形尺寸和焊縫質量是否符合要求,檢查構件是否出現變形、裂紋、銹蝕和損壞,檢查附件的規格和數量,檢查構件的直徑、開孔位置和數量是否符合要求。其次,在確定鋼架和平臺的質量符合設計和圖紙要求后,開始進行安裝。在校正好鋼結構的橫梁、立柱和拉條后,要立即進行劃線,標記出標高基準線、各橫梁的中心線和標高線,以便于控制安裝過程中的位置。
2.2鍋爐鍋筒和集箱的安裝工藝
對起吊鍋筒的重量進行確認,根據設備和鍋筒的重量來制定恰當的吊裝方案。然后根據制定的吊裝方案來對鍋筒進行吊裝,在吊裝過程中要嚴格執行相應的安全操作流程,杜絕違章和超負荷作業,并且嚴禁管孔捆綁繩索和使用外部短管做吊點。在起吊鍋爐鍋筒的過程中,必須有專人操作起吊設備和專人進行指揮,并且在正式吊裝前進行試吊。吊裝完成后,要確定鍋爐鍋筒和集箱的位置,通過采取微調的措施來確保鍋爐鍋筒和集箱的位置達到設計要求。當鍋爐鍋筒需要進行臨時固定時,可以采用長螺栓托座,嚴禁在鍋筒上焊接臨時焊縫。
2.3鍋爐水冷壁的安裝工藝
根據設計圖紙的要求,將分段的管排吊放于組合臺上,認真檢查和調整管排的平整度、長度、寬度和對角線;在管屏組對前,采用鋼球進行試驗,并且要對試驗使用的鋼球進行編號,確保試驗后所有鋼球都進行了回收。通球試驗結束后,要做好相應的封閉措施并進行記錄;在管屏對接時,要全面測量管屏的焊口間隙,首先焊接好適中的對口,然后根據測量的結構依次進行焊接。焊接完畢后,在管線上劃出剛性梁位置線,然后將剛性梁吊放在管排上并進行調整,最后焊上拉勾。
2.4鍋爐省煤器的安裝工藝
鍋爐省煤器的安裝包括2層,上層為高溫省煤器,下層為低溫省煤器。在組合省煤器蛇形管柬前,要根據相關標準進行單片水壓和通球試驗;在組合省煤器蛇形管柬時,要先固定好集箱,在安裝過程中仔細檢查集箱和省煤器蛇形管柬的對接情況,以及集箱中心距省煤器蛇形管柬頂部的長度偏差,然后再對其余管排進行安裝。在安裝組合管排時,要從中間向兩側進行。在安裝管夾和防護罩前,要確保管排的水壓試驗合格。
三、火力發電廠鍋爐安裝工藝的校驗
為了確保鍋爐設備在火力發電廠安裝結束后的運行階段順利有效,就必須對剛剛進行安裝完畢的鍋爐設備進行必要的調試實驗。這是對鍋爐安裝工藝的有效校驗,是對突發性問題防范于未然的有效手段。只有嚴格的按照相關的校驗流程以及校驗規章制度對鍋爐設備的安裝工藝進行校驗,才能夠確保火力發電廠鍋爐安裝工藝的有效性、可靠性,避免在投入使用后發生問題,影響經濟效益。
3.1水壓試驗
為了確保鍋爐各個受壓元件和連接部位的強度和密閉性,要進行水壓試驗,即打開鍋爐的水位計連通門、空氣門和壓力表聯通門,并關閉所有本體管路范圍內的二次門和放水門,然后采用處理后水溫為20~70℃的軟化水給鍋爐供水,當水從空氣門溢出時,關閉空氣門并停止供水;然后打開水壓試壓泵,并不斷增大壓力,檢查整個系統是否出現泄漏等異常情況;當壓力升到試驗壓力時,保持此壓力約20min,并對整個鍋爐進行詳細的檢查,一旦發現異常情況要及時停止試驗并采取適當的處理措施。
3.2漏風試驗
為了檢查過路的冷熱風系統、燃燒系統和煙氣管道系統是否嚴密,需要進行漏風試驗。漏風試驗有負壓法和正壓法2種,其中負壓法是保持爐膛和煙道負壓狀態來檢查是否漏風,正壓法是保持爐膛和煙道微正壓狀態來檢查是否漏風。試驗結束后,要針對得出的漏風情況進行堵塞處理,確保鍋爐的經濟運行。
3.3烘煮爐試驗
新安裝的鍋爐在投入使用前,必須經過烘焙,否則會由于氣體的迅速蒸發和逸出不暢,產生很大壓力而導致爐墻變形和產生裂縫。按照具體情況,可以采用蒸汽烘爐、燃燒烘爐和熱風烘爐的方式來對鍋爐進行烘焙。新安裝的鍋爐受熱面會有不少油漬、鐵銹和水垢,因此需要經過煮爐來確保鍋爐運行的汽水品質。
3.4蒸汽嚴密性試驗
鍋爐蒸汽嚴密性試驗包括檢查鍋爐附件和全部汽、水閥門的嚴密程度,檢查鍋爐焊口、法蘭、人孔門和墊片等處的嚴密程度,檢查聯箱、汽包、各受熱面和鍋爐范圍內汽水管道的嚴密程度。鍋爐蒸汽嚴密性試驗應該在蒸汽吹管工作結束后進行,按照規程升壓至過熱器額定工作壓力,在升壓過程中如果發現問題要立即停止升壓,等問題消除后方可繼續進行升壓;待壓力升至過熱器額定工作壓力時,控制燃料量和風量,保持壓力穩定,然后開始對鍋爐進行詳細的檢查。
結語: 綜上所述,本文對火力發電廠中鍋爐設備的安裝工藝及技術措施進行了簡要的分析,充分的將安裝工藝與技術措施的運用重點進行了闡述。面對社會發展對電力需求的不斷增加,提高鍋爐安裝工藝及技術措施的使用,才能夠保證發電工作的正常開展。
參考文獻:
【1】崔旭東 項迎靚 周超 好的淺談鍋爐安裝工藝及技術措施 門窗 2013年08期
篇9
關鍵詞:CD4046 CD4018 MSP430F149 OPA820 基波 諧波 方波
1 方案設計
1.1 系統分析
系統設計框圖如圖1所示。
圖1 系統分析
該系統主要由方波振蕩電路、分頻濾波電路、移相電路、加法電路及幅值測量顯示電路組成。由方波振蕩電路產生150KHZ方波,經分頻分別得到10KHZ、30KHZ和50KHZ的方波,通過濾波得到10KHZ、30KHZ和50KHZ正弦波。正弦波經移相后由加法電路疊加生成合成信號,同時由幅值測量顯示電路顯示對應正弦波的幅值。
1.2 系統設計與理論計算
振蕩電路
振蕩電路如圖2所示。該模塊主要由鎖相環CD4046構成的電路來實現。要產生頻率為10kHz和30kHz,幅度為6V和2V的正弦波信號,則輸入信號幅度必須大于6V,鎖相環鎖定在30KHZ附近。
圖2 振蕩電路
CD4046是通用的CMOS鎖相環集成電路,其鎖相環采用的是RC型壓控振蕩器。當9腳輸入端輸入5V電源時,電路即起基本方波振蕩器的作用。振蕩器的充、放電電容C1接在6腳與7腳之間,調節電阻R2的阻值即可調整振蕩器振蕩頻率,振蕩方波從4腳輸出。
f0=1/8*C1*((V1-VGS)R1+(VDD-2*VTP)R2)
其中V1是9腳的輸入電壓,VGS是鎖相環內部MOS管的柵-源極壓降,VTP是柵極的開啟閾值電壓,VDD是工作電壓。
當C1=103Pf,R1=100k時,振蕩頻率變化范圍為80-
150KHZ。
分頻電路
CD4018是一個高電壓型可預置1/N計數分頻器,固定可編程2,3,4,5,6,7,8,9,10分頻。包括5級約翰遜計數器,提供時鐘,復位,數據,預置允許,特點是額定電壓達20V,全靜態工作,標準化對稱輸出特性,5V電壓,10V和15V參數級別。5分頻電路如圖3所示。
圖3 5分頻電路
圖4 濾波電路
濾波電路
本模塊采用TI公司UAF42有源濾波器。UAF42是具有高集成度,特點是通用性強,可根據需要設計成低通,高通,帶通和帶阻濾波器,具有高精度頻率和高Q值,片內集成有1000pF±5%的電容。本設計三路正弦波都采用低通濾波,電路相似,參數不盡相同。其中10K正弦波濾波電路如圖4所示。
當采用如圖4電路時,為低通濾波器,此時有f= /2π,ω2=R2/R1RF1RF2C1C2,其中f為濾波器截止頻率。根據UAF42內部電路可知:R1=R2=50KΩ,C1=C2=1000PF,同時外部電路滿足RF1=RF2=R5+R6=R7+R8,所以ω與f就與R5,R6,R7,R8有關,調節R6、R7來滿足要求。
濾波器品質因數Q=(1+R4(RG+RQ)/RGRQ)/(1+R2/R1)*(R2RF1C1/R1RF2C2)1/2,其中RG為增益控制電阻,RQ為品質因數調節電阻,RG=R3,RQ=R4,UAF42內部R4=50KΩ,于是Q就與圖中的R3,R4有關,調節R4來滿足要求。
移相電路
圖5 移相電路
移相電路如圖5所示,由兩級運放組成,本設計中采用LF353,第一級運放與C17、R23構成有源微分網絡,第二級運放與R24、C19組成有源積分網絡。當輸入正弦交流信號時,第一級運放輸出超前相位信號,第二級運放輸出一滯后相位信號,通過調節R24可使輸出信號與輸入信號相位發生變化。
加法電路
加法電路如圖6所示,本設計采用同相輸入加法電路。輸出Uo=(1+R25/R27)(U1+U2+U3)。當R25=R27時,Uo=2(U1+U2+U3),此時實現輸入信號疊加。
圖6 加法電路
圖7 峰值檢波電路
幅值檢測顯示電路
該電路由峰值檢波電路和顯示電路組成。
①峰值檢波電路
如圖7所示,峰值檢波電路由二極管,電解電容,和一個大電阻組成。
②峰值顯示電路
本電路由TI公司MSP430F149單片機及相應電路組成,電路如圖8所示。
圖8 MSP430F149幅值測量顯示電路
其中MSP430F149是TI公司16位超低功耗單片機。由2個16位定時器、8路快速12位A/D轉換器、2個通用串行同步/異步通信信號接口和18個I/O引腳等構成的微控制器。其特點是電源電壓范圍為1.8V-3.6V,超低功耗,內部集成看門狗定時器。
通過F149單片機的P1.0、P1.1和P1.2口分別進行AD采樣,得到10KHZ、30KHZ和50KHZ正弦波的幅值,通過按鍵SW1、SW2、SW3切換在12864液晶上顯示各自峰值。
2 測試結果
在測試階段,我們對得到的正弦波進行了頻率、峰峰值的測量并計算了峰峰值測量誤差。測試得到的數據如表1所示。
表1 數據分析表
參考文獻:
[1]康華光.《電子技術基礎——模擬部分》,高等教育出版社,2006.
1.
[2]SLAU049D,MSP430x1xx Family User's Guide,Texas Inst-
ruments,USA.
篇10
關鍵詞:技術指標;工程能力;引導作用
作者簡介:覃亮(1974-),男,湖南常德人,中南民族大學電信學院,講師;劉松齡(1964-),男,湖北孝感人,中南民族大學電信學院,副教授。(湖北 武漢 430074)
基金項目:本文系2012年湖北省高等學校省級教學研究項目(項目編號:2012184)的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)22-0089-01
近些年來,隨著國內信息化浪潮席卷而來,在國家產業政策的支持下,電子電氣相關行業發展迅猛,涌現了大量電子電氣或信息類設備設計與制造企業,相應地,社會上對電氣工程師和電子類人才的需求成幾何級數增長。眾所周知,工程能力是工程師最重要最基本的素質之一,如何培養既能綜合應用現代科學理論和技術手段,又具備現代工程能力的工程技術人才,是高等院校特別是工科院校急需研究解決的現實問題。[1]處于教學第一線的教師的教學方法和教學技巧也面臨著新的挑戰。
一、技術指標在電路教學中的重要性
1.電路教學的現狀及存在問題
電路教學的普遍性和重要性是不言而喻的。據統計:大學教育中工科生占45%,電子電氣類學生占工科學生總數的50%[2],電路課程的教學質量和效果直接關系到工科人才質量。電子電路的種類紛繁復雜,發展日新月異,電路教學一直是工科類教學中的難點,學生和教師都面臨著較大壓力。但我國傳統的教育方式存在一定的弊端,即重科學、輕工程;重理論、輕實踐;重視邏輯思維、輕視經驗的運用和總體能力的培養。[3]大部分高校對電路教學主要還是采取比較傳統的課堂和實驗教學模式,即教師向學生直接講授書本知識,從基礎知識到具體電路,以平鋪直敘為主,然后以驗證性實驗和少量設計性實驗來增加感性認識,學生學習時也比較被動,雖然在課堂和實驗室學到了較為豐富關于各種單元電路的知識,但這些知識點相對孤立,缺乏有機聯系,難于系統化,尤其是面對實際工程問題時感到舉步維艱,難以下手。可以說,理論知識和工程實踐的差距,是目前電路教學中存在的最普遍問題,也就是說,傳統的教學方式中,缺乏一種將理論知識和工程實踐緊密結合的紐帶。
在和電子電路相關的教學活動中,有一種比較明顯的傾向,教師一般將各種電路的結構組成、工作原理、分析計算等內容作為教學重點,而對技術指標往往一筆帶過,輕描淡寫,或者不知如何向學生來講授。造成這種現象的原因是一方面某些教師忽視了技術指標的重要性,另一方面對技術指標的理解不夠深刻。
2.技術指標的重要性
技術指標是指涉及到電路或設備技術性能的各種參數,主要用來衡量該電路或設備滿足客戶或使用者需求的程度,簡言之,就是衡量電子產品或設備優劣的主要判斷標準。技術指標在電路教學活動中的重要性體現在以下幾個方面:
(1)實際的電路設計過程中,技術指標往往是從客戶需求方得到的唯一資料,而電路設計的主要甚至唯一目的就是滿足性能指標,所以大到整體方案的論證,小到某個元件的參數,都服從于這個目標。但在教學過程中,大部分情況下是先提出方案和具體電路,然后針對其進行指標計算,與實際的設計過程剛好相反。可以說,這是課堂教學脫離工程實踐的典型案例。
(2)實現某種功能的電路方案很多時候不是唯一的,從技術指標入手可以很容易引導學生重視不同電路方案之間的橫向比較,找到各種電路方案最適合的應用場合。
(3)很多技術指標往往是相互矛盾的,需要通過妥協和折衷找到最佳平衡點,這種過程有利于提高學生的大局觀和看問題的全面性。
(4)技術指標的計算和測量過程本身具有很高的技術含量,需要大量的綜合知識,非常有利于學生實際能力的提高。
綜上所述,技術指標完全可以充當有機聯系理論知識和工程實踐的紐帶。對于技術指標的解讀、測量、分析和實現,在電路教學中具有重要的實際意義,對提高學生的綜合素質和解決問題的能力有實質性的幫助,應給予足夠的重視。通過技術指標這個抓手,教師可以很好地引導學生加深對電路和電子產品的設計及裝配制作過程的理解,有利于加強理論和實踐的結合,甚至有事半功倍的教學效果。
二、在電路教學中實現技術指標的引導作用
1.基本思路
要實現技術指標對電路教學的引導作用,教師本身首先要對技術指標有正確的認識和理解,然后在教學活動中多層次、多角度將技術指標的概念滲透到電路教學的各個環節。可考慮采用如下手段:
(1)強調技術指標在電路分析和設計中的重要性。
(2)注意講解技術指標較深層次的含義,如指標優劣的判斷標準,重要指標和次要指標的取舍,不同電路形式技術指標的橫向對比,電路的技術指標與應用場合選擇的關系等問題。
(3)可通過探討技術指標的測量手段、儀器來拓寬電路教學的外沿,并可在實驗教學中實際測量電路的技術指標,增強學生動手能力和數據分析能力。
(4)引導學生深入思考,用何種方法可以提升電路的技術指標,即電路的改進方法。
(5)在電路實驗課中,尤其在某些設計性實驗中,模擬現代企業中實際項目運作的模式,采用僅僅公布技術指標而不給出電路方案的方式來下達任務書,讓學生自主分析和設計電路。
2.教學案例
基于以上思路,以中南民族大學電信學院電氣信息專業的電路課程為試點,實施了教學改革試驗。即在電路的理論和實驗教學中將技術指標提升到較為重要的位置,在講述具體電路之前,即以較大篇幅深入介紹某一類電路技術指標的物理意義、參數對比及測算方法等內容,具體電路介紹之后,再次引導學生分析電路技術指標的具體含義和與之對應的應用場合,以及在電路設計中如何實現設定的技術指標。
以振蕩電路的教學為例,兩種常用的振蕩電路:LC反饋式振蕩器和石英晶體振蕩器,除了從電路形式上有所區別外,技術指標上也有顯著的差異,頻率穩定度是振蕩電路最重要的技術指標:LC反饋式振蕩器的日頻率穩定度大概10-2~10-3,而石英晶體振蕩器可輕松達到10-6,相差3、4個數量級;但另一方面,LC振蕩器的頻率連續可調,頻率覆蓋系數fH/fL可達1.5以上,而石英晶體振蕩電路頻率基本固定,雖可通過倍頻器/分頻器實現倍頻/分頻,但無法連續調節。從這兩個指標,可以很容易理解這兩種振蕩電路的適用場合:超外差通信接收機中的本地振蕩器,調諧時頻率需要連續變化,但頻率穩定度要求不是太高,可選用LC反饋式振蕩電路;而手表內的定時電路頻率固定,精度要求很高,用石英晶體振蕩電路最為合適。在電路實驗中,還可實際測試這些指標,如通過改變靜態工作點、負載大小、環境溫度等來實際測量兩種電路的頻率穩定度,然后通過數據分析得出相應的結論。
通過上述教學方法,學生可以從理論和實踐兩個方面深刻了解兩種振蕩電路的主要區別,技術指標的分析和對比在其中無疑充當了重要的角色。相比于傳統的教學方式,知識點不再是孤立和分散的,而是通過技術指標這個紐帶有機串聯起來,具有了系統性,而知識的系統性正是學生工程能力的重要組成部分。
三、結論
綜上所述,技術指標是提高電路課程教學效果的極佳的切入點,它能充分體現電子電路課程的工程性,更可以很好地激發和引導學生的求知欲望,是一座將電路理論知識轉化為學生實際工程能力的橋梁。
參考文獻:
[1]吳鳴,熊光晶.以工程能力培養為導向的工程教育改革研究[J].理工高教研究,2010,29(3):54-58.