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电子电路精选(九篇)

电子电路

第1篇:电子电路范文

关键词:电子电路;仿真技术;电子应用

随着我国的科技水平越来越发达,人们的日常生活当中开始接连不断地出现各种各样功能丰富的电子设备产品,这些电子设备产品为人们的学习、工作带来了非常大的便利,大幅度地提升了人们生活的质量水平。但是,随着技术手段的不断创新,电子产品的更新换代越来越快,技术人员逐渐开始运用全新的技术手段来进行新型电子产品的研发。电子电路仿真技术的有效使用,为电子产品的新型开发开辟了一条便捷的通道。

1电子电路仿真技术的意义和作用

1.1有助于集成电路的发展电子电路仿真技术的发展应用,让集成电路的发展取得了一定进展。当前电子产品对于集成电路的要求越来越高,其密度每年都在增加。技术开发人员逐渐开始使用芯片级的系统思想来进行电子产品的设计和开发,将电路中所具有的功能全部集中到芯片中去,电子产品安全和可靠性有所提高,电子产品开发的工作效率也会相应提高。电子电路仿真技术对与上述功能的实现提供了非常大的帮助,在芯片生产和运用之前,利用仿真模型来确定芯片能否顺利使用,如果不能使用,则需要进行相应的改善,增强电路设计的准确性[1]。1.2有助于电路设计的优化大部分电子产品设备都具备对温度的敏感性,当外界环境的温度出现了明显的变化,其设备功能将受到一定影响,从而导致电子产品整体的稳定性受到影响。电子电路仿真技术的发展应用有效地改变了这种状况,电子电路仿真技术可以有效地分析出在各种温度的情况下不同电路所呈现出来的的不同特征。技术开发人员根据分析出来的结果对产品的设计方案进行不断的改进,以缩减电子设备对于温度的敏感性。电子电路仿真技术可以对电子设备的参数展开系统性的合理分析,技术开发人员根据所分析出来的结果选择出最适合的设备参数,并确定方案的设计程度,以保证电路的设计方案能够得到最大程度上的优化。运用电子电路仿真技术进行电路的优化设计的影响范围涉及到所生产出来的电子产品今后的批量投产[2]。1.3有助于电路功能的验证电子产品在系统的开发方案设计完成以后,需要对产品方案的可行性进行验证,以保证电子电路的设计符合了技术标准的要求。电子电路仿真技术的应用恰好可以有效地验证电子产品系统的研发方案是否具备了可行性,诸如电路功能是否存在误差等方面的内容。有效地验证电路可以减少在电路设计期间可能被设计人员不慎忽略掉的问题。电子电路仿真技术的应用可以有效保障在电路进行生产和制造之前,不会存在功能方面的问题,一定程度上为后续进行工作的技术人员减轻了任务量,让产品设计的质量得到大幅度提升,并缩减了电子产品开发的时间。1.4有助于电子产品的开发电子产品的开发所注重的重点是实践。技术开发的过程非常复杂,要不止一次地进行设计和制作,并经历多次技术调试和修改。对于电子产品的开发来说,技术的调试和修改是非常重要的环节,倘若这两个环节中出了问题,那么生产出来的电子产品的性能会出现不符合要求的现象,其最终的产品设计方案也会出现一些缺陷。因此,在电子产品的开发过程中,这两个环节所应用的先进技术非常关键。电子电路仿真技术的应用同传统的电路调试和修改手段相比较具备非常明显的优势,可以大幅度提高电子产品在修改和调试过程中的准确性。电子产品的开发不再拘泥于传统的研发方式,利用电子电路仿真技术这项新型开发技术来进行电子产品的研发。

2电子电路仿真技术的发展趋势

电子电路计算机仿真技术是现阶段电子计算机应用技术领域中一项重要发展进程,电子电路仿真技术的全面完善,能够进一步推动电子应用技术的飞快发展。当前电子电路的仿真技术还仅限于电路硬件系统方面的仿真,对于一些具备CPU的数字系统还无法进行仿真。随着电子电路仿真系统模型的不断进步与完善,加上系统算法的不断精确,总有一天针对CPU程序的电子电路仿真技术功能也会应运而生。电子应用的开发技术是大规模集成电路器件的广泛应用,是硬件描述语言的使用,也是电子电路仿真技术的有效应用与电子产品生产方式社会化的科学统一。其中,电子电路仿真技术的应用,对于电子应用技术的开发有着非常深刻的影响。电子应用技术开发手段的不断完善,主要是围绕着为技术开发人员提供更便捷的设计方法、更可靠的电子器件与更方便的产品为主要内容进行完善的。围绕着这个发展目标,电子电路的仿真技术会得到更加全面的发展,其开发手段和开发时所用到的设备也会愈加完善,更进一步缩减电子产品开发所需要的时间[3]。

3结语

在电子产品开发的进程当中,电子电路的仿真技术在整个技术研发过程起到非常重要的作用,主要原因是电子电路的仿真技术作为一种新型的技术研发手段,有着相当大的发展和进步空间。但是还有大部分技术工作人员对这项技术并不了解,制约了电子产品的研究发展,要让更多的技术工作人员了解这项新型研发技术,将其运用到电子应用技术的开发中去。

参考文献

[1]冯威锋.浅谈电子电路仿真技术在电子应用开发中的作用[J].电子测试,2016(12):130-131.

[2]赵晓阳.电路仿真软件在高职《电子技术》课程教学中的应用[J].才智,2015(07):236.

第2篇:电子电路范文

1电子电路的几种常见故障

对于一个电气设备而言,要想在实际的电气工程中发挥作用,是需要其所有的电子电路正常运作才能实现的。而一个整机中所分布和涉及的电子电路种类非常多,且布局较为复杂,会涉及到大量的电子元件与线路。一旦电气设备出现故障无法正常运行,就代表着这些复杂的电子线路中的某一部分出现了问题与故障。如何在众多的电子电路中快速准确的找到出现故障的线路是每个电气检修人员都很关注的问题。在笔者长期的实践经验中,总结了一些常见的电子电路故障,主要有以下几种:

1.1测试设备的故障这种情况下,电子电路本身并没有问题,而电气设备之所以显示有问题是因为测试设备出现了故障,或者是操作人员没有按照正确情况操作而导致故障发生,例如示波器在使用过程中,若所选择的档级不合理,就可能会使波形出现异常,显示设备有故障,但事实并非如此。

1.2元器件引起的故障电子电路本身是由较多的元器件与线路组成,若元器件本身出现问题,也会导致故障发生。一般电子元器件主要包括单电阻、电容、晶体管等等,一旦这些元器件被烧坏,则其所处在的线路就无法正常输入电流或输出电流。

1.3人为因素引起的故障使得电子电路出现故障的原因还有可能是因为操作者操作不当而引起的,例如电源连接出现错误,或者未将所有的元器件都安装起来。安装不合理都很有可能使电子电路出现故障。

1.4电路接触不良很多情况下电子电路出现的故障都是间歇式通电,或者是线路忽好忽坏,这种故障一般多是由电路接触不良而引起的,例如插接点的连接不牢靠等。

2检查电子电路的故障排除方法

2.1使用电阻方法进行故障测试在进行故障测试中在精确查找故障的时候可以使用万用表量测电路或元件电阻进行故障的查找。但是在断电的情况下一般采用电阻的方法进行故障查找。在断电情况下使用电阻法进行测试的时候主要是采用通断法和对电阻值进行测量的方法进行查找。通断法主要是检查电路中的短路现象和电路中的连接是不是连接不实,以及电路汇总是否存在悬空问题。使用电阻值方式测试主要是检验电路中的电阻是否正常在正常值范围内,或者是看电路中是否有断线的故障或者是否存在一定的电路漏洞,通过电阻值检测这些问题都能检测出来。万用表量测主要是用于对二极管或者三极管中的测量。在进行电阻值测量的时候,如果是在线进行测试的话要考虑到被测量的元件和其他电器之间是否存在并联的关系。在开展精准测量的时候要保证所有的电器电路之间是断开的,不进行连接。

2.2进行测试时运用电压发和示波法在故障检测时采用的电压法主要是指通过电压表对直流电源中、静态电压、集成电路中的电压进行电压值的测试,通过电压值是否存在正常的电压范围内来判断是否出现了故障。但是在采用电压法进行电路故障测试时要注意电路中的电气内阻和电容的影响。示波法是动态验证的方式对电路中的信号进行检查。示波法主要是对电路中的各个分点的信号进行检查的,对电路中的各个分段中工作状态和传输情况是否正常进行检测,从而能够分析出电路中的故障存在的具体方位。但是要注意的是这需要在电路的静态点位进行示波法的检测。

2.3在进行电路故障时运用电流法、元器件替代方式或者是分隔法进行测试可采用万用表测试晶体管以及系统集成电路具体的电流,各个位置分支电流与总体负载电流,进而明确电路与原件有否处在正常工作状态。针对存在潜在故障的各类元器件,可更换新的元器件。如果更换后电路处于正常工作状态,那么代表原先元器件以及插件板包含故障问题,可通过深入的测试检验进一步明确。针对集成电路,可利用相同芯片之中的同一电路替换存在风险隐患、有可能出现故障问题的电路系统。由于包含多个同输入端进行集成的器件,倘若实践应用过程中包含多余输入端,则可更换其他输入端实施验证,进而评判元输入端有否存在问题。为精准的核查引发故障方位,可将一些插件拔除,并可通过切断电路联系降低故障范畴,将故障位置分离出来。例如发觉电源复杂出现短路可分部位切断负载,验证短路负载位置。还可进行关键点位的验证测试,将故障范畴划分成几个部分,利用排除法缩减故障范畴。还应确保去除以及断开位置不会导致关联工作出现异常状况或形成损坏。

3结束语

第3篇:电子电路范文

关键词:Proteus;电路设计;四路彩灯;仿真实验

1Proteus软件的概述

Proteus软件是由英国LabcenterElectronics公司开发的一款EDA工具软件,是目前世界上最先进最完善的电路设计与仿真平台。Proteus软件的功能强大,它集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身,不仅能够对电工、电子技术学科设计的电路进行设计与仿真,并且功能齐全,界面多彩,是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款新型电子电路设计与仿真软。在Proteus编辑界面绘制电路原理图,通过仿真计算,修正错误,直到符合设计指标要求,确定设计方案,输出设计图,自动生成PCB图、修订。

2Proteus在电子电路设计中的应用实例

以四路彩灯数字电路设计为例,结合Proteus软件辅助电子电路设计。其技术指标要求如下:(1)共四个彩灯,分别实现三个过程,构成一个循环共12秒:;(2)第一个过程要求四个灯依次点亮,共4秒;(3)第二个过程要求四个灯以此熄灭,共4秒,先亮者后灭(4)最后4秒要求四个灯同时亮一下灭一下,共闪4下。

2.1核心器件74LS194简介

主要是考察设计四位双向通用移位寄存器74LS194的灵活应用,四个灯可用四个发光二极管表示。如图1,图中MR为复位信号,正常工作时应接高电平;CLK为时钟信号,上升沿到来时有效。

2.2题目分析与设计

把四路彩灯接在74LS194的Q0~Q3上,SR稳定接在一高电平,SL稳定接地地位,而D0~D3接周期为1秒的方波信号。三个过程每个4秒,加起来正好是12秒。图2是正确的CLK信号与1HZ方波信号的比较。前面我们已经确定D0~D3接1Hz的方波信号,那么Q0~Q3在读D0~D3的信号时是在CLK上升沿到来的一瞬间,看图3的前半部分。当74LS194的工作方式为11时,一定要改变CLK的信号频率为D0~D3信号频率的2倍,才可以在D0~D3的一个周期内出现CLK的两个上升沿,Q0~Q3分别读到1和0各一次,如图3的后半部分。即正确的时钟信号在整个12秒时间应该是前8秒为1Hz的频率,后4秒变为2Hz的方波信号,再用D触发器分频产生1HZ的方波信号。

2.3电路实现

连接电路如图3所示。因为设计出的是一个同步时序逻辑电路,注意途中两个D触发器的时钟连接在一起接周期为4秒的时钟信号。

3仿真

根据以上分析,连接电路如图7所示,其中省去了555及二分频电路,直接用数字脉冲源进行仿真。另外,图中所有D触发器的异步输入端在实际电路连接时最好接高电平。产生时钟的电路用与非逻辑替代了与或逻辑。因为与非门的应用最普遍。平时我们在设计电路时,通过卡诺图化简得到的与或式,要想全部用与非门实现,可在草纸上直接画成与或逻辑,然后只需要在与门的输出端与此线的另一头即或门的输入端各加一个小圆圈,两个逻辑非抵消,不影响逻辑关系,直到把或门的输入处理完毕为止。这样或门前面的与门都变成了与非门,或门变成了非或门,而根据摩根定理,非或门恒等于与非门。

参考文献

[1]王尔申,庞涛,,等.Multisim和Proteus仿真在数字电路课程教学中的应[J].实验技术与管理,2013,78~81.

[2]尉乔南,曹原.基于Proteus的四路彩灯设计[J].科技信息(学术版),2008,19:179~182.

第4篇:电子电路范文

创新实验是各个大学正在认真实施及探讨的一个重要课题,也是摆在教师和学生面前的一项首要任务,创新性实验的开发需要创新性的教学平台,几年来,我们根据电子专业的教学特点,将电子电路专业的实验同大学生创新创业实践项目、大学生挑战杯项目和毕业论文设计实践这一系列创新内容相结合[1],实现了从“传统教育模式”转型为“创新教育模式”[2-3].例如:设计PNP和NPN三极管电流分配关系演示实验仪,设计声光控传感器件性能的演示电路,设计可控硅导通特性演示电路,设计COMS集成电路特性演示电路等先进行电路的仿真实验,进而制作成有创意的演示教具,开发设计了一系列创新实验内容,既培养了学生的创新精神,又为实验教学奠定了一定基础.

2创新实验电路举例

几年来山西师范大学物信学院电子专业通过开放性多种实验训练方式,学生制作出有特色的多种创新电路及创新电路实验演示板,例如:图1是用数字集成电路制作的三极管电流分配关系演示仪,接通电源,该演示仪能模拟PNP和NPN三极管3个电极电流的流动Ie=Ib+Ic,使学生对三极管的结构、特性达到深刻的理解.图2是图1三极管电流分配关系演示仪图2单双向可控硅导通性能演示实验装置用数字集成电路设计制作的单双向可控硅导通性能演示实验装置[4-5].图3是单向可控硅导通性能模拟演示图,图4是双向可控硅导通性能模拟演示图,该演示装置如果将充电开关按下,电路左边的充电回路就有闪闪发光的充电电流在流动,如果将触发开关按下,右边回路里就有闪闪发光可控硅导通电流在流动,单向可控硅电流只能有一个方向导通电流,而双向可控硅可以有2种触发方式,控制2个方向导通电流在流动,模拟导通电流如图3~4所示,演示效果形象逼真,电路设计说服力强.图5是声光控特性原理设计框图,图6是声光控特性演示实验装置图,该实验装置可通过声光传感器将声光信号送给功放电路及可控硅导通电路分别将声光传感器的导通特性通过1组发光管进行形象演示,使学生对声光传感器件的特性加深了理解.图7是用多种数字集成块巧妙组合而成的CMOS门电路逻辑功能特性演示实验装置,该装置是对数字电路的综合应用,用译码器、数码管显示器、555时基电路、计数器以及多个控制开关组成的数字门电路特性演示器,它可将各种门电路的输出状态通过发光管亮暗的方式、数码管显示“0”“1”的方式、计数器输出端LED依次流动发光的方式,同时演示给学生,使学生对门电路的功能特性达到深刻的理解.图8、图9是学生制作的中学物理演示实验内容,图8将中学物理中二极管的单向导通、电容2个振动波的合成、声波信号的演示、电磁感应现象等中学物理实验电路用电子电路进行模拟演示,当有信号时电路右边的输出端接在二极管倍压整流电路的输入端,输出端接的是1组高亮发光管,显示感应电流的大小、方向等现象,显示方式生动活泼、形象逼真.图7CMOS门电路逻辑功能演示装置电路显示图10是仿真电路的创新设计,它将图7的CMOS门电路逻辑功能演示装置进行仿真演示,图8中学物理实验演示仪装置图9LED型倍压整流电路演示板从另一个方面演示了门电路逻辑功能特性,也是对实验电路的一种创新设计,可以将各种创新电路都可以进行计算机仿真演示,这里就不一一例举

3结束语

第5篇:电子电路范文

【关键词】:人工智能;电力电子电路;故障诊断

【引言】:国、内外经常采用的电力电子故障诊断方法如故障字典法只能解决单故障,故障树法建树工作量大,易发生错误,直接检测法硬件电路难于实现、投资大,残差法需要建立精确的数学模型,专家系统法存在知识获取“瓶颈”这些方法由于自身的局限性都限制了应用。基于智能的故障诊断方法由于良好的非线性映射特性和自学习能力,很好地适应了这一趋势,成为了故障诊断领域的研究热点。

1. 电力电子设备中电路的主要故障模式

电力电子设备的电路故障主要分为结构性故障和参数性故障两种。电力电子 电路的结构性故障主要指电路中的电容、电阻、电感与各种开关等电路器件的短 路与开路, 由于功率器件的损坏而导致电力电子设备的主电路的结构发生改变是 这一故障最为主要的表现形式。而电力电子电路的参数性故障主要是指电阻、电 感、 电容等器件参数由于发生了偏移或者开关的性能较为劣化,而导致了电力电 子设备的电路装置特性与它的正常特性产生了严重的偏离[1]。对于电力电子设备经过一段过程与时间运行,会产生各种各样的故障,电导致设备停止运行影响生产,严重的甚至会造成人身、设备事故。其故障大致可分为两大类:(1)具有外特征直观性的故障,如电动机、电气明显发热,冒烟,散发焦臭往往是电动机,电气绕组过载,线圈绝缘下降或击穿损坏,机械阻力过大或机械卡死,短路或接地所致。(2)没有外特征的隐性故障。这类故障时检修的难点,也是主要故障,其主要问题在电气线路或电气元件本身。如电气元件调整不当、损坏或电气元件与机械操作杆配合不当(如磨损)、松动错位,电气元件机械部分动作失灵,触点及压接线头接粗不良或松脱,导线绝缘磨破,元件参数设置不当或元件选择不当等原因所致。

2. 电力电子电路故障诊断的难点

由于电力电子产业发展较快,电力电子设备的内部构造越来越复杂,这造成 了对电力电子设备的电路故障难以进行诊断的现状。 再加上对电路的在线诊断本 身就具有较高的要求, 而且测试激励不好选用,使得对电力电子电路故障的诊断 难上加难。 首先, 电力电子设备的电路存在着非线性故障诊断问题。由于电力电子设备 的非线性电路较强,所以很难对其建立起精确的数学模型。 其次, 常用的电力电子电路测试节点只负责输出负载电压,而仅靠设备的输 出电压难以对电路故障做出具体的诊断或是根本不能诊断。 而如果增加电力电子 电路的测试节点又会提高电路的复杂性,并对负载输出的电压产生交叉影响,进 一步加大了故障诊断的难度[2]。 第三, 由于电力电子电路的故障诊断信息只在故障发生后与停电前的几十毫 秒内存在, 因此对其需要进行在线诊断与动态监听。而要完成电路的在线诊断就 需要在原有的设备基础上再增加新的部件,而这往往会导致企业成本的大幅上 升。 由于这些难点的存在,使得电子电力电路设备的诊断变得十分困难而复杂。 三、智能技术在电力电子电路故障诊断中的应用 从世界上第一支晶闸管出现开始, 电力电子技术已经走过了将近五十年的发 展历程。由于现在的电力电子电路故障诊断技术中存在着许多亟待解决的难题, 为电力电子产业的进一步发展带来了十分不利的影响。 而将人工智能技术引入到 对电力电子电路故障诊断中来已经成为了必然的发展趋势。

3. 智能技术在电力电子电路故障诊断中的应用

将人工智能技术引入到电力电子电路故障诊断中已经成为未来发展的必然趋势。具体应用如下:

3.1模M安全的电路环境

电力电子电路智能诊断技术随着科学技术的发展得到了极大的进步,越来越多的问题被解决。电力电子产品的功能的增多和性能的提升,导致电力电子电路面临着超负荷的工作状态。在这种情况下,为了保证电力电子电路的安全、稳定的运行,利用先进的手段对电力电子电路进行事先模拟。在模拟的过程中,综合分析影响电力的因素,对经过电路的各项指标进行科学的计算分析,预防在实际过程中出现的故障,确保电路的安全运行。通过电路模拟可以有效的减小故障出现的概率,保证电力电子产品的使用安全。

3.2建立完整可靠的信息库

完整可靠的信息库是对故障进行诊断的依据。在进行电力电子电路智能诊断中,收集电路的信息和故障的原因及故障易发点,录入信息库中。信息库的信息具有两部分,一是动态,包括监测与诊断过程中得出的结论;二是静态,包括电路运行时各种参数的具体数值。一个完整可靠的信息库需要全面覆盖电力电子电路的各种参数、易发故障的信息。当故障发生时,通过与信息库的比较,可以精确、快速的判断出故障的原因,提高工作效率。

3.3诊断输电线路故障

电力电子产品在使用过程,最容易出现的问题就是电路故障。人们生活水平的提高使得人们对电力电子产品的需求越来越高,功能要求越来越大众化。在这样的背景下,电力电子电路在换向的时候会产生一定的能量,当能量超出电路的最大承受限度时,电路很有可能就会出现故障,无法安全运行。

3.4诊断主电路故障

电力电子电路的可靠性在电力电子产品的使用中至关重要,直接影响到电力电子产品的使用。在智能诊断技术中,对主电路的诊断主要使用晶闸管三相桥式变流器的技术。在晶闸管三相桥式变流器中,当电压经过时会触发脉冲控制器从而实现对电路电压的控制。此外,还可以通过计算得出变流器的输出电压,再根据电压量实现对主电路的检测。

结束语

电力电子电路的故障诊断理论发展了近五十年, 但是在如今的电路故障诊断 领域还是存在着对强非线性电路与容差电路故障诊断的很多问题。 而人工智能对电力电子电路故障诊断具有非线性并行性与容差性的特点, 因此能够很 好的解决原本的电力电子电路故障诊断中存在的问题。 这对进一步推动电力电子 产业的发展具有重大的意义。

【参考文献】:

第6篇:电子电路范文

关键词:LC并联谐振回路; 幅频特性; 相频特性; 正弦波振荡器

中图分类号:TN713+.2-34 文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2011)17-0190-03

LC Parallel Resonant Circuit in Communication Electronic Circuits

CUI Xiao1, ZHANG Song-wei2

(1. Zhengzhou Normal University, Zhengzhou 450044, China;

2. Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management, Zhengzhou 450015, China)

Abstract: LC parallel resonant circuit is an unit circuit commonly used in communication electronic circuits. Its amplitude-frequency and phase-frequency characteristics were obtained by circuit analysis. The three main applications in communications electronic circuits are regarded as the frequency selection and matching network of amplifier, the frequency selection and feedback network of the sine wave oscillator, and the amplitude-frequency and frequency-phase converters in modulation and demodulation circuit.

Keywords: LC parallel resonant circuit; amplitude-frequency characteristic; phase-frequency characteristic; sine wave oscillator

LC并联谐振回路是由电感线圈L、电容器C与外加信号源相互并联组成的振荡电路。在不同工作频率的信号激励下,LC并联谐振回路表现出不同的阻抗幅频特性和相频特性。在通信电子电路中,它是一种应用非常灵活的单元电路,在放大器、混频器、正弦波振荡器以及调制与解调等功能电路中, LC并联谐振回路充当着不同的角色。

1 LC并联谐振回路阻抗的幅频特性和相频特性

图1所示为典型的LC并联谐振回路。其中,r代表线圈L的等效损耗电阻。

1.1 谐振

根据回路谐振时,其等效阻抗为纯电阻,可以得到谐振时ω0L=1/(ω0C),由此求得谐振频率ω0=1/LC,或者f0=12πLC。

此时,并联谐振回路的电压与电流同相,电阻RP是纯电阻,并达到最大值。

1.2 失谐

通常,谐振回路主要工作在其谐振频率ω0的附近,因此,研究其失谐特性也主要研究其在ω0附近的频率特性。在高频电路中,当ω十分接近ω0时,设Δω=ω-ω0,式(2)可变换为:

1.3 LC并联谐振回路阻抗特性总结

由上述分析可知,LC并联谐振回路的主要特点是:

(1) 当ω=ω0时,回路发生谐振,此时回路阻抗为最大值,是纯电阻,相移为0;当ωω0时,回路失谐,此时回路呈容性,相移为负,且最大值趋于-90°。

(2) 它的相频特性曲线位于第二、四象限,在中心频率附近相频特性曲线具有负斜率。

2 LC并联谐振回路在通信电子电路中的应用

LC并联谐振回路在通信电子电路中的应用由它的特点决定。具体说来,主要包括三大类,其一是工作于谐振状态,作为选频网络应用,此时呈现为大的电阻,在电流的激励下输出较大的电压;其二是工作于失谐状态,此时呈现为感性或容性,与电路中其他电感和电容一起,满足三点式振荡电路的振荡条件,形成正弦波振荡器;其三是工作于失谐状态,即工作于幅频特性曲线或相频特性曲线的一侧,实现幅频变换、频幅变换以及频相变换、相频变换,构成角度调制与解调电路。

2.1 用作选频匹配网络的LC并联谐振回路

选频即从输入信号中选择出有用频率分量而抑制掉无用频率分量或噪声。在通信电子电路中,LC并联谐振回路作为选频网络而使用是最普遍的,它广泛地应用于高频小信号放大器、丙类高频功率放大器、混频器等电路中。这些电路的共同特点是:LC谐振回路不仅是一种选频网络,通过变压器连接方式,还起到阻抗变换的作用,减小放大管或负载对谐振回路的影响,可获得较好的选择性。

由于LC并联谐振回路作为选频网络使用时功能相似,本文着重介绍高频小信号谐振放大器。高频小信号选频放大器用来从众多的微弱信号中选出有用频率信号加以放大,并对其他无用频率信号予以抑制,它广泛应用于通信设备的接收机中。单调谐放大器电路及交流通路,如图3所示。

在图3中,LC并联谐振回路作为晶体管集电极负载,它调谐于放大器的中心频率。在联接方式上,LC回路通过自耦变压器与本级集电极电路进行联接,与下一级的联接则采用变压器耦合。

其作用是:通过自耦变压器耦合形式可将集电极所要求的负载变换成较大的负载,从而减小对LC并联谐振回路中品质因数的影响;与下一级的变压器耦合联接则可以减小下一级晶体管输入导纳YL对LC谐振回路的影响,同时,适当选择初级线圈的抽头位置以及初次级线圈的匝数比,可使负载导纳与晶体管的输出导纳相匹配,以获得较大的功率增益。

2.2 正弦波振荡器中使用的LC并联谐振回路

正弦波振荡器在通信电路中有着广泛的应用,如无线电通信、广播、电视设备中用来产生所需要的载波和本机振荡信号。反馈振荡器是一种常用的正弦波振荡器,LC并联谐振回路在正弦波振荡器中有两类应用:一是作为变压器耦合LC振荡器或者三点式振荡器的选频反馈网络;二是在石英晶体泛音振荡器中作为电容和晶体等共同构成三点式振荡器。

2.2.1 作为正弦波振荡器选频反馈网络的LC并联谐振回路

如图4所示,图4(a)为共基极变压器反馈式LC振荡器,图4(b)是三点式振荡器电路的基本形式。

在这类反馈振荡器电路中,把反馈电压作为输入电压,LC并联谐振回路主要作为选频反馈网络使用。输出端的信号被反馈至输入端,且反馈信号与输入信号相位相同,形成闭环正反馈,从而不需要外加信号激励就可产生输出信号,产生自激振荡。

在满足振荡起振相位条件的同时,LC振荡器还可实现相位稳定,当相位平衡条件被破坏时,在LC振荡器的作用下,线路能重新建立起相位平衡点。这是由于相位稳定条件和频率稳定条件实质上是一回事,因为ω=dφdt,相位的变化必然引起频率的变化,相位超前导致频率升高,相位滞后导致频率降低,因此频率随相位变化可表示为dωdφ>0。

振荡器的选频网络采用LC并联谐振回路,由图2(b)可知,在振荡频率附近,它具有负的斜率,即频率与相位的变化趋势相反。当振荡频率发生变化的同时,LC谐振回路中产生一个新的相位,用以抵消这个由于外界原因引起的变化,从而保持相位平衡点的稳定。

2.2.2 作为电容构成泛音晶体振荡器的LC并联谐振回路

在外加交变电压的作用下,石英晶片产生的机械振动中,除了基频的机械振动外,还有许多奇次频率的泛音。当需要工作频率很高的晶体振荡器时,多使用泛音晶体振荡器。图5所示为泛音晶体振荡器。

图5中石英晶体与CL支路呈电感特性,以石英晶体、C2以及L1C1回路一起构成三点式振荡器,根据三点式振荡器的组成原则(射同它异),L1C1谐振回路应呈容性。假定图中石英晶体工作在5次泛音频率上,标称频率为5 MHz,为了抑制基频和3次泛音的寄生振荡,L1C1回路应调谐在3次和5次泛音频率之间,即3~5 MHz之间。由图5(b)所示的L1C1谐振回路电抗特性曲线可知,对于5次泛音频率5 MHz,L1C1回路呈容性,电路满足三点式振荡条件,可以振荡。对于小于L1C1回路谐振频率的基波和3次谐波,回路呈电感特性,不符合射同它异的组成原则,不能产生振荡。对于7次及7次以上的泛音,虽然L1C1回路也呈容性,但此时的等效电容过大,振幅起振条件不能满足,振荡也无法产生。

2.3 实现幅频变换和频相转换功能的LC并联谐振回路

LC并联谐振回路阻抗的相频特性是一条具有负斜率的单调变化曲线,利用曲线中,线性部分可以进行频率与相位的线性转换,这主要应用在相位鉴频电路中;同样,LC并联谐振回路阻抗的幅频特性曲线中的线性部分也可以进行频率与幅度的线性转换,因而在斜率鉴频电路中也得到了应用。

以斜率鉴频器为例,如图6所示,图6(a)是谐振回路的输入电流与输出电压。图6(b)是其中的频率-振幅变换原理。图6(c)为单失谐回路鉴频器原理图。

调频信号的电流是等幅、频率随调制信号变化的电流。当此电流通过斜率鉴频器的频率-振幅变换网络时,由于LC并联谐振网络的中心频率为f0,输入的高频信号使LC网络一直处于失谐状态,即工作于谐振曲线上以A为中心的BC之间的区域。当输入信号频率增大时,工作点由A向C移动,对应的输出电压由Uma减小为Umc;反之,当输入信号频率减小时,工作点由A向B移动,对应的输出电压由Uma增大为Umb。当输入信号最大频偏Δfm变化不大时,线段BC很短,可近似看作直线,因此它所产生的频率-振幅变换作用是线性,输出电压振幅的变化与输入信号频率的变化呈线性关系。因此网络可以将等幅的调频信号变成调幅-调频信号,该信号再经过二极管包络检波器就能够解调出输出信号。

3 结 语

LC并联谐振回路是通信电子电路中经常用到的单元电路,理解它在不同情况下所表现出来的特性,灵活掌握它的应用,对于分析整个电路的性能具有重要作用。

参 考 文 献

[1]顾宝良.通信电子线路[M].2版.北京:电子工业出版社,2007.

[2]朱华光,朱玮玮.RLC串联谐振电路的实验研究[J].现代电子技术,2010,33(21):199-202.

[3]吴慎山.高频电子线路[M].北京:电子工业出版社,2007.

[4]侯丽敏.通信电子线路[M].北京:清华大学出版社,2008.

[5]李小珉,许炎义,解锋,等.LC振荡器教学难点解析[J].电气电子教学学报,2010,32(5):58-59.

[6]阳昌汉.高频电子线路[M].北京:高等教育出版社,2006.

[7]曾兴雯.高频电子线路[M].北京:高等教育出版社,2009.

[8]张肃文.高频电子线路[M].5版.北京:高等教育出版社,2009.

[9]于洪珍.通信电子电路[M].北京:清华大学出版社,2005.

[10]余萍,李然,贾惠彬.通信电子电路[M].北京:清华大学出版社,2010.

作者简介:

第7篇:电子电路范文

1电力电子技术介绍

电力电子技术是一个由多种技术支撑的平台,不仅包括功率半导体器件和现代控制技术,还包括计算机技术和电路技术。在近五十年来发展迅速,应用的范围也从传统产业设备以及电能质量控制逐渐发展到新能源开发,而且在民用产品方面也有较广泛的应用。在电力电子技术众多的应用方面中,应用于电路系统,尤其是直流输电的大功率电力电子技术是其中的重要方面。自本文分别介绍了将此技术应用在电路系统中的发电、输电、配电和节能这四个环节。

2电力电子技术在电路系统中的应用

自柔流输电概念出现后,越来越多的学者开始关注电力电子技术,并积极联合多种技术,开发出许多相关的支持和应用设备。下面对电力电子技术的多个电路系统应用方面进行详细介绍。

2.1将电力电子技术应用在发电环节

在发电环节,可以将电力电子技术应用在发电环境中的发电环节,涉及到的设备包括发电机组的大多数设备。在这种情况下,电力电子技术能够实现设备运行特性改善的目的。第一种情况是用于静止励磁,尤其是对于大型发电机,采用晶闸管整流方式,利用静止励磁的自并励方式,具有明显优势,能够获得极高的可靠性,而且结构相对简单,造价也不高,所以其应用技术已经获得了国内外相关专家学者的青睐。在这一项应用中,将中间的惯性环节也就是励磁机部分省去了,所以它的调节速度更快。调节速度的加快对于更好的控制规律的应用更为有益,从而控制效果的进一步优化就能随之实现。第二种情况是应用于水力和风力发电中。对于水力发电而言,水头压力和流量是决定其变速恒频励磁的关键因素,一旦水头出现较大的变化幅度,机组将会随着水头的变化出现最佳转速的改变。对于风力发电而言,有效功率的大小正比于风速的三次方,而且风车会随着风速的改变出现捕捉最大风能的功能的转变。在上述情况中,为了实现有效功率的最大化,需要实现机组运行的速度的变化,可以通过将转子励磁电流进行调整实现。也就是叠加转子转速,以保持输出频率也就是定子频率的不变,在这项应用中,涉及的关键技术是变频电源。第三种是应用在变频调速中。在发电厂中,风机水泵的耗电量是非常巨大的,根据统计,火电设备的总耗能的65%都是风机水泵贡献的,而其中的8%又是变频调速消耗的,也就是说风机水泵变频调速的运行效率是比较低的。如果要实现节能的目的,不管是在高压还是低压变频器中,将变频调速技术应用于风机水泵是最佳的解决思路。

2.2将电力电子技术应用在输电环节

在输电环节,尤其是高压输电过程中,电力电子技术应用素有“硅片引起的第二次革命”的称号,它的应用实现了电力网运行稳定性的大幅度提高。在直流输电技术中,直流和轻型直流输电具有容量大、性能稳定、易于灵活控制的特点,所以高压直流输电在长距离输电以及在海底电缆输电中拥有无法取代的优势。晶闸管换流器于上世纪七十年代第一次出现,代表着直流输电正式进入电力电子技术应用时代,从此以后,晶闸管换流阀开始广泛应用于直流输电工程。在1980年到1990年,柔流输电技术开始出现,这项输电技术是以电力电子技术为基础,借助现代控制技术,实现灵活调节交流输电系统的电压、阻抗和相位的技术,能够充分保证电力系统的稳定性。

2.3电力电子技术应用在配电环节

存在于配电环节的主要问题是电能质量的保证和供电可靠性的保证。其中对于电能质量问题来说,既要满足控制电压、频率和谐波的要求,又要满足不对称度的要求,同时还要防止出现瞬态波动和干扰。应用电力电子技术,结合现代控制技术,应用于电路系统中的配电环节,是近些年来发展起来的新型电能质量控制技术。市场对于这项技术的需求比较大,而且由于其开发简单、成本低廉,所以这项技术的应用前景非常好。

2.4电力电子技术应用在节能环节

电动机运用变负荷方式进行节电只是节能的一个方面,而电动机变负荷调速技术是节能研究的另一个方面,只有二者的有力结合才能实现真正的节能。交流调速是目前广泛用于冶金和矿山等部门的一项技术。风机、泵类是首先采用调速控制的变负荷机械,此技术用于替代风板或节流阀,在对风流量和水流量进行控制时的效果非常明显。变负荷的风机、水泵,国外普遍选择交流调速方式,但在我国这项技术还处于应用推广阶段。变频调速的具有调速范围广,效率和精度高,可以连续无级调速。这种技术具有损耗小,节电效率客观的优点,但同时也存在成本高,易产生高次谐波,从而对电网造成污染的问题。对于无功损耗的问题,功率因数的提高对于电气设备节能尤为重要。感性负载一般是指交流异步电动机、变压器等,在运行这些设备时,会同时消耗有功功率和无功功率,所以为了实现电能质量的优化,要同时保证无功与有功电源的优化。一旦电力网或电气设备出现无功容量不够的情况时,为使得设备功率因数提高,需要加设无功补偿设备。

3结束语

电力电子技术仍然处于快速发展阶段,这个过程中又不断的有新结构器件、新材料出现,而且不断进步的计算机技术也为现代控制技术的广泛应用提供可能。在相关辅助技术的发展支持下,电力电子技术在电路系统中的应用也越来越广泛。

作者:刘禹延 单位:浙江省杭州市浙江大学

参考文献

第8篇:电子电路范文

关键词: 倍频电路 Multisim8 仿真波形

引言

《通信电子线路》课程是通信技术专业的专业基础课,其教学内容理论性较强,概念抽象,学生感到学习过程枯燥无味,学习内容难懂。为帮助职业学校学生克服学习困难,提高学习信心和乐趣,笔者借助EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)工具辅助教学,模拟实验,使教学过程生动形象、直观,提高了学习效率。

1.Multisi8的优点

Multisi8是继Multisim2001、Multisim7后,由加拿大的IIT公司于2005年推出的升级版。Multisim8是一个能进行电路原理设计、对电路功能进行测试分析的仿真软件。它的元器件库提供数千种电路元器件供仿真选用,提供的虚拟测试仪器仪表种类齐全,还有较为详细的电路分析功能,仿真速度更快。它将实验过程中创建的电路原理图、使用到的仪器、电路测试分析后结果的显示图表等全部集成到同一个电路窗口中,具有直观、方便、实用和安全的优点。

2.倍频器的作用、基本原理和分类

倍频器是《通信电子线路》课程学习内容中的一个重要单元电路。倍频器广泛应用于无线电通信发射机或其它电子设备的中间级。倍频器的作用是将输入信号频率值成整数倍(2倍、3倍…n倍)增加的电路。若输入频率为fi,则输出频率为f0=nfi,其中系数n为任意正整数,称倍频次数。

倍频器是非线性电路,按工作原理的不同,晶体管倍频器分为两大类:一类是利用丙类放大器电流脉冲中的谐波经选频回路获得倍频,称为丙类倍频器;另一种是利用晶体管的结电容随电压变化的非线性来获得倍频,叫做参量倍频器(即变容二极管、阶跃二极管倍频)。当工作频率不超过MHz时,主要采用丙类倍频器;当工作频率超过100MHz时,主要采用参量倍频器。

3.丙类倍频器的工作原理和仿真

丙类倍频器的工作原理是利用晶体管的非线性电阻效应,将正弦波转变为正弦脉波,正弦脉波含有丰富的谐波分量,然后用选频回路将它的某次谐波选出,完成倍频的作用。

晶体管谐振放大器工作在丙类时,其集电极电流脉冲中含有丰富的谐波分量,若将集电极谐振回路调谐在二次谐波或三次谐波频率上,放大器的输出只有二次谐波电压或三次谐波电压。这样丙类放大器就变成为二倍频器或三倍频器。

倍频器的输入正弦波电压瞬时值可写为ui(t)=Uim sinωt,输出电压瞬时值可写为uo(t)=Uonm sin(nω)t,其中Uonm为输出电压的n次谐波电压振幅。

为教好倍频器电路部分的教学内容,适应职业学校学生的认知特点和学习需求,笔者尝试采用Multisim8仿真软件进行教学。

用Multisim8进行仿真分析的一般步骤为:(1)根据原理电路,创建仿真电路;(2)设置电路图中各元器件的参数和有关选项;(3)调用仿真仪器,设定仿真分析方法(4)打开仿真开关,启动Multisim8仿真,仿真结果将展示在计算机的窗口中。

下面是丙类二倍频器和三倍频器的仿真教学过程。

3.1丙类二倍频器的仿真

(1)在Multisim8中创建仿真电路如下图1所示。电路中为使晶体管工作在丙类采用了0.4v小的正偏压,图中V1为正弦波信号,其参数设置为电压振幅为1V,频率为1MHz;电感L1和电容C1组成谐振回路,具有选频作用,其调谐在信号的二次谐波频率上,参数设置完毕后,保存该电路。另外,图中示波器XSC1用于观察输入信号和输出信号的波形。

(2)打开仿真开关,双击示波器图标,在示波器Timebase区设置X轴合适的时基扫描时间,在Channel A和Channel B区分别设置A、B通道输入信号在Y轴适当的显示刻度,可得仿真波形如图2所示。比较两个游标之间的输入信号和输出信号的波形可见:输出信号周期为输入信号的1/2,根据频率与周期成反比的关系,可知输出频率为输入频率的2倍,即实现了二倍频。

3.2丙类三倍频器的仿真

(1)在Multisim8中创建仿真电路如图1所示,不同的是谐振回路L1C1的数值有改变(L1=22nH,C1=0.125μH),使其调谐在信号的三次谐波频率上。

(2)启动仿真开关,双击示波器图标,给示波器设置合适的状态,仿真波形如图3所示。

同样比较两个游标之间的输入信号和输出信号的波形可见:输出信号周期为输入信号的1/3,即输出频率为输入频率的3倍,即实现了三倍频。

另外从图2和图3可见:在同样的输入信号幅度时,三倍频器的输出电压明显减小。

为了提高输出功率和效率,单级丙类倍频器一般只作为二倍频器或三倍频器使用。若要提高倍频次数,可以采用多级丙类倍频器来实现。例如,要获得六次倍频可将一个二倍频器和一个三倍频器级联起来使用。

通过仿真教学,将倍频电路原理和波形直观的展现出来,使抽象的理论和概念形象化,有助于学生提高学习兴趣和积极性,提高课堂教学效果。

结语

现在职业学校的学生学习基础较差,而现代社会对职业工作者要求却不断提高,学生在校学习期间应掌握好专业理论基本知识,为将来踏入工作岗位打下扎实的专业基础。传统的教学方法显然已不适应时代需求了。教师可以尝试在专业课程的理论教学中采用计算机软件进行仿真的教学方法,将抽象难懂的理论和概念直观、易懂、清晰明了地展示出来,让学生在课堂上就能感受到实验才有的测量效果,克服传统理论教学的不足。教学实践表明,在专业课程的理论教学中,借助Multisim仿真软件辅助教学,激发了学生的学习兴趣和热情,学习效率提高了。教无定法,学无止境。为适应学生的认知需求,教师必须采用不同的教学方法,提高教学质量和效果,达到教学目的。

参考文献:

[1]王冠华等.Multisim8电路设计及应用[M].北京:国防工业出版社,2006.

[2]谢沅清等.通信电子线路[M].北京:北京邮电大学出版社,2000.

第9篇:电子电路范文

关键词:电磁兼容性;滤波;接地

中图分类号:F40 文献标识码:A

1关于过滤器

1.1低通滤波器的设计

例如为接收机设计一个低通滤波器,使高于接收机工作频率的干扰信号至少衰减30dB,接收机的工作频率范围为2MHz~30MHz,经测定干扰信号的最低发射频率为66MHz。考虑到低通滤波器的截止频率应略大于30MHz,选取32MHz,而最低的干扰频率为66MHz,相对的频率变化倍数为2.06。根据滤波器的衰减与频率的关系,在66MHz处获得30dB的衰减,应采用5级滤波器,经查巴特沃思滤波器1~20级元器件值,如图1所示。

根据截止频率c=32MHz,接收机的天线阻抗为72Ω,对元件参数进行转换计算最后设计完成的低通滤波器如图2所示。

1.2高通滤波器的设计

因此此类设备和上述的设备有一种对偶的特征,所以在设计的时候只要将上述的设备中的电容装置变为电感装置,将电感装置变为电容的,此时其网络结构即科技明确,其截至的频率和上述的设备的是一样的。将原低通滤波器中的电感值的倒数值作为相应高通滤波器的电容值,而低通滤波器中的电容值的倒数值作为高通滤波器的电感值。

1.3其它滤波设计

当信号的频率基本不变,可采用带通滤波电路;干扰源的频率基本不变时,可采用带阻滤波电路;在电磁兼容滤波器中可使用一些特殊的电容器滤除干扰,如三端电容器,、馈通电容器、引线电容器、片状电容器等。

2关于信号的接地问题

所谓的接地是体系之中的所有的电路设置公共参考电位点(或面),它和安全接地采用低阻抗体必须与大地连接的形式是不一样的。它的连接对象是非常繁琐的电路,所以其接地的样式并不是完全的一样的。之所以设置接地,它的关键意义是为了防止电磁扰动,所以要将兼容性当成是参考的关键数据。要综合的分析接地体系的类型。在繁琐的体系之中,不但有高频的亦有一些频率较低的。不但有强电的也有弱电的。不但有多次活动的装置,同时还有一些非常灵敏的信号较弱的设备。此类综合化的体系,如果只是靠着接地来活动的话,很显然是无法合乎兼容新的规定的,所以要按照类型将信号等区分,将相同的电路组合而获取接地体系。其中四类法就是非常常用的一个措施,其是把全部的信号结合其自身的特点分成四个类型,然后按照类型开展接地活动,此时得到四种不一样的接地体系,分别使用不一样的接地措施。

第一类是敏感信号和小信号“地”系统。包括低电平电路、弱信号检测电路、传感器输入电路、前级放大电路、混频器等,因为其电平不高,而且信号的幅度非常低,会受到很大的扰动,所以其地线要防止存在于别的电路里面。第二类是不敏感信号和大信号电路的地线系统。包括高电平电路、末级放大器、大功率电路等。由于此类电路力的电流非常高,体系中的电流也很大,所以要和小信号的电路区分,要不然的话就会对其产生一定的干扰,导致电路无法有序的活动。第三类是干扰源设备地系统,它包括电动机、继电器、接触器等。因为此类元件在活动的时候会出现火花或是冲击电流之类的,一般会对电路形成非常大的扰动,除了要使用必要的屏蔽隔离措施之外,还要保证地线和电路分隔。第四类是金属构件地。它包括机壳、底板、机门、面板等.为避免人身伤害以及其他的一些危险事项的发生,要将机壳等合理的接地。

在设计中,按电路性质分类接地的措施还包括数字信号地和模拟信号地分别设置、交流电源和直流电源的地分开等措施。对于相同的电路,使用一样的接地导线体系,然后结合其不一样的接地措施等,一般可分成四类接地体系:单点接地系统、多点接地系统、混合接地系统、悬浮点接地系统。

3开展该项设计的时候要遵循的原则

3.1切断电磁辐射进入转换器内部产生互相干扰的通道,减少空间耦合。

3.2避免外在装置带来的扰动,所有的脉冲调节信号,电磁场的变动性要素等产生的负面意义,就要对那些有着较高的灵敏性的部件等使用屏蔽措施,比如:外壳屏蔽,电缆滤波和内部的电缆屏蔽。

3.3积极的开展电路设计活动,确保选取的设备和电路等是合理的,精准的分析元件和电路的设置,制定识别和隔离临界电路的措施以及采用抑制干扰的技术方案,尽量选择高的工作信号电平,符合器件和电路的实际载荷能力,注意“接口”设计。

3.4采用高稳定度的稳压电源,提高电源电压灵敏度,减少因电源波动所引起的线性误差、增益误差和调整误差等,确保精度的稳定可靠。

3.5正确接地与电路布局,考虑到不同频率段干扰的特点和电路的种类接地点可选择:浮动接地,一点接地,多点接地;合理的电路布局应该是:正确布置元器件的位置和方向;不同用途,不同电平的连接线,如输入线与输出线,弱电线与强电线要远离,更不能平行,高频线要尽量短,传输线要加屏蔽,接地线要短而粗;对于一个复杂的工作系统(既包括不同频率的工作电路,也包括微电、弱电和强电的不同子系统),要合理布局。在EMC设备中,对不同电路的地线应分小信号、大信号,及继电和功率电路分别设置,连同机壳的地线应分三套或四套接地。不管怎样,该项设计是多样化的,要高度的关注一个要素及要有非常高的针对性。

结语

通过上述的分析我们得知了一些兼容性设计方面的内容,除此之外还有许多的事项是要切实的分析的,提升兼容性,才可以确保其设计指标合理,进而才能够提升产品自身的稳定性。

参考文献