電子設(shè)計(jì)與制作

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,設(shè)計(jì)電路框圖,信,數(shù),據(jù),處,理,信號(hào)輸,入,號(hào),放,大,顯,示,1,TCL7135的主要性能特點(diǎn),1、輸入阻抗達(dá)10,9,以上，對(duì)被測(cè)電路幾乎,沒有影響；,2、自動(dòng)校零；,3、有精確的差分輸入電路；,4、自動(dòng)判別信號(hào)極性；,5,6、采用位掃描與BCD碼輸出2,3,開關(guān)系列：,一、機(jī)械開關(guān)：,1、常用鈕子電路開關(guān)單刀開關(guān)、單刀雙擲開關(guān)，雙刀開,關(guān)，雙刀雙擲開關(guān)多刀多擲開關(guān)即波段開關(guān)特點(diǎn)：?jiǎn)蔚堕_關(guān)，有兩個(gè)接線端一進(jìn)一出單刀雙擲開關(guān)，有三兩個(gè)接線端一進(jìn)兩出或兩進(jìn)一,出雙刀開關(guān)，相當(dāng)于單刀開關(guān)并聯(lián)雙刀雙擲開關(guān)相當(dāng)于單刀雙擲開關(guān)并聯(lián)波段開關(guān)屬于立體開關(guān)，一個(gè)旋鈕控制多組開關(guān)用途：?jiǎn)蔚堕_關(guān)完成通斷功能各種小功率電源開關(guān)單刀雙擲開關(guān)還能完成通斷轉(zhuǎn)換大小功率轉(zhuǎn)換或兩處單控波段開關(guān)完成多組通斷功能轉(zhuǎn)換功能或范圍選擇控制萬,用表的應(yīng)用防爆開關(guān)，防塵、防水、防靜電、防易燃等開關(guān)。

4,2、位置開關(guān),行程開關(guān)，,位置開關(guān),（又稱限位開關(guān)）的,一種，是一種常用的小電流,主令電器,行程開關(guān)符號(hào),行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)式、滾輪式、,微動(dòng)式和組合式1：推桿2：彈簧3：壓縮彈簧4：動(dòng),斷觸點(diǎn)5：動(dòng)合觸點(diǎn),5,3、水銀開關(guān),水銀開關(guān)內(nèi)有一定量的水銀，和兩個(gè)金屬觸點(diǎn)，是利用,水銀的導(dǎo)電性工作當(dāng)開關(guān)處于一個(gè)水平位置時(shí)，兩個(gè)金,屬觸被水銀浸泡，觸點(diǎn)間連通，開關(guān)傾斜或倒置時(shí)，水銀,流動(dòng)，兩個(gè)金屬觸點(diǎn)未被水銀浸泡，觸點(diǎn)間斷開4、干簧管開關(guān)干,簧管(磁簧管、舌簧管)是一種磁敏的特殊開關(guān)它的,兩個(gè)觸點(diǎn)由特殊材料制成，被封裝在真空的玻璃管里只要用磁鐵接近它，干簧管兩個(gè)節(jié)點(diǎn)就會(huì)吸合在一起，使,電路導(dǎo)通因此可以作為傳感器用，用于計(jì)數(shù)，限位等等5、繼電器：,6,電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的在繼電器線圈兩端加上額定的電壓，線圈中就會(huì)流過電流，銜鐵,就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而,帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)吸合觸點(diǎn)閉合與斷開在電路中接通,和斷開電路，起到控制作用6、接觸器交流接觸器廣泛用作電力的開斷和控制電路交流接觸器利用,主接點(diǎn)來開閉電路，用輔助接點(diǎn)來執(zhí)行控制指令。

主接點(diǎn)一般只,有常開接點(diǎn)，而輔助接點(diǎn)常有兩對(duì)具有常開和常閉功能的接點(diǎn)，,小型的接觸器也經(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用7、斷路器,低壓斷路器又稱自動(dòng)開關(guān)，俗稱“空氣開關(guān)”也是指低壓斷,路器，它是一種既有手動(dòng)開關(guān)作用，又能自動(dòng)進(jìn)行失壓、欠壓、,過載、和短路保護(hù)的電器高壓斷路器又稱高壓開關(guān)，它不僅可以切斷或閉合高壓電路,中的空載電流和負(fù)荷電流，而且當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過繼電,保護(hù)裝置的作用，切斷過負(fù)荷電流和短路電流它具有相當(dāng)完,善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力7,二、電子開關(guān),1、接近開關(guān),接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn),行程開關(guān),，,性能特點(diǎn),在各類開關(guān)中，有一種對(duì)接近它物件有“感知”能力,的元件,位移傳感器,利用位移傳感器對(duì)接近物體的敏,感特性達(dá)到控制開關(guān)通或斷的目的，這就是接近開關(guān)功能：,主要用于位移、速度、加速度的測(cè)量和控制,種類,8,因?yàn)槲灰苽鞲衅骺梢愿鶕?jù)不同的,原理,和不同的方法做,成，而不同的位移傳感器對(duì)物體的“感知”方法也不同，,所以常見的接近開關(guān)有以下幾種：,、電容式接近開關(guān),這種開關(guān)的測(cè)量通常是構(gòu)成,電容器,的一個(gè)極板，而另,一個(gè)極板是開關(guān)的外殼當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時(shí)，不論,它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā),生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測(cè)量頭相連的電,路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關(guān)的接通或斷開。

可檢測(cè)導(dǎo)體，絕緣的液體或粉狀物等霍爾接近開關(guān),霍爾元件是一種,磁敏元件,利用霍爾元件做成的開關(guān)，,叫做,霍爾開關(guān),當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時(shí)，開關(guān)檢測(cè)面,上的霍爾元件因產(chǎn)生,霍爾效應(yīng),而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生,變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通,或斷這種接近開關(guān)的檢測(cè)對(duì)象必須是磁性物體9,、光電式接近開關(guān),利用光電效應(yīng)做成的開關(guān)叫,光電開關(guān),將發(fā)光器件與,光電器件按一定方向裝在同一個(gè)檢測(cè)頭內(nèi)當(dāng)有反光面,（被檢測(cè)物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在,信,號(hào),輸出，由此便可“感知”有物體接近熱釋電式接近開關(guān),用能感知溫度變化的元件做成的開關(guān)叫熱釋電式接近,開關(guān)這種開關(guān)是將熱釋電器件安裝在開關(guān)的檢測(cè)面上，,當(dāng)有與環(huán)境溫度不同的物體接近時(shí)，熱釋電器件的輸出便,變化，由此便可檢測(cè)出有物體接近10,水銀開關(guān)內(nèi)有一定量的水銀，和兩個(gè)金屬觸點(diǎn)，是利用,般用分貝數(shù)表示，但是有時(shí)也可以用百分?jǐn)?shù)表示，或直,（1）用按鍵選擇電壓基波及總諧波的有,一個(gè)極板是開關(guān)的外殼式中R1一般取120240歐姆，輸出端與調(diào)整端,路器，它是一種既有手動(dòng)開關(guān)作用，又能自動(dòng)進(jìn)行失壓、欠壓、,水銀開關(guān)內(nèi)有一定量的水銀，和兩個(gè)金屬觸點(diǎn)，是利用,接近開關(guān)又稱無觸點(diǎn)行程開關(guān)，,輸入電壓VI變化時(shí)直流穩(wěn)壓電源輸出電壓VO穩(wěn)定的程,芯片本身是單路工作，只允許一個(gè)模擬信,25（1R2/R1）,（3）用按鍵控制實(shí)現(xiàn)交流電壓、交流電,換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要,設(shè)計(jì)可分為三個(gè)模塊:,和功率因數(shù)的測(cè)量與顯示。

2、模擬電子開關(guān),CD4051：8選1模擬開關(guān)，CD4052：雙4選1模擬開關(guān)特點(diǎn)：速度快，有接觸電阻，有幾十到幾百歐3、固態(tài)繼電器,用隔離器件實(shí)現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離固態(tài)繼電器的,輸入端用微小的控制,信號(hào),，達(dá)到直接驅(qū)動(dòng)大,電流,負(fù)載固態(tài)繼電器有三部分組成：輸入電路，隔離(耦合)和輸出電路4、可控硅,晶閘管在工作過程中，它的陽(yáng)極A和陰極K與電源和負(fù)載連接，,組成晶閘管的主電路，晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的,裝置連接，組成晶閘管的控制電路可控硅分為直流可控硅和雙向可控硅無觸點(diǎn)開關(guān)，可控硅一個(gè)關(guān)鍵用途在于做為無觸點(diǎn)開關(guān)在自動(dòng)化設(shè)備中,用無觸點(diǎn)開關(guān)代替通用繼電器已被逐步應(yīng)用其顯著特點(diǎn)是無噪音,壽命長(zhǎng)11,5、光電開關(guān),光電開關(guān)（光電傳感器）由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回,路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用6、霍爾開關(guān),霍爾開關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度B來表征的，當(dāng)B值達(dá),到一定的程度（如B1）時(shí)，霍爾開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾,開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)輸出端一般采用晶體管輸出，,和,接近開關(guān),類似有NPN、PNP、常開型、常閉型、鎖存型（雙極,性）、雙,信號(hào),輸出之分。

7、光耦,光電耦合器就是我們所說的,光耦,，它的原理是通過發(fā)光,二,極管,照射,三極管,從而使得三極管導(dǎo)通和關(guān)斷，通過調(diào)節(jié)二極管,電壓大小調(diào)節(jié)發(fā)光強(qiáng)度，從而使流過三極管的,電流,變化，常常,用光藕是來反饋用12,門磁開關(guān),兩部分組成,磁鐵,門磁開關(guān)主要由開關(guān)和,開關(guān)部分,由,磁簧開關(guān),經(jīng)引線連接,對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁鐵封裝于塑膠或合金殼體內(nèi).,當(dāng)兩者分開或接近至一定距離后,引起開關(guān)的開斷,從而感應(yīng)物體位置的變化,.定型封裝而成;磁鐵部分由,13,1999年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題,題目:數(shù)字式工頻有效值多用表,設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能同時(shí)對(duì)一路工頻交,設(shè)計(jì)任務(wù),流電（頻率波動(dòng)范圍為501Hz、有,失真的正弦波）的電壓有效值、電流,有效值、有功功率、無功功率、功率,因數(shù)進(jìn)行測(cè)量的數(shù)字式多用表參見,附圖14,15,1,（1）測(cè)量功能及量程范圍,基本要求,10500V的交流電壓、050A的交流電流,均已經(jīng)相應(yīng)的變換器轉(zhuǎn)換為05V的交流電,壓a、交流電壓：0500V；,c、有功功率：025kW；,d、無功功率：025kvar；,e、功率因數(shù)（有功功率/視在功率）0,為便于本試題的設(shè)計(jì)與制作，設(shè)定待測(cè),16,（2）準(zhǔn)確度,a、顯示為位（0.0004.999），有過量程指示；,b、交流電壓和交流電流：（0.8讀數(shù)5個(gè)字），例：,當(dāng)被測(cè)電壓為300V時(shí)，讀數(shù)誤差應(yīng)小于（0.8300V,0.5V）2.9V；,c、有功功率和無功功率：（1.5讀數(shù)8個(gè)字）；,d、功率因數(shù)：0.01。

3）功能選擇：,用按鍵選擇交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率,和功率因數(shù)的測(cè)量與顯示17,2發(fā)揮部分,（1）用按鍵選擇電壓基波及總諧波的有,效值測(cè)量與顯示輸出的電壓值小于0.5V時(shí)，能自動(dòng)提高分,辨力達(dá)0.01V流、有功功率、無功功率在測(cè)試過程中的,最大值、最小值測(cè)量2）具有量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能，當(dāng)變換器,（3）用按鍵控制實(shí)現(xiàn)交流電壓、交流電,（4）其它（例如擴(kuò)展功能，提高性能）18,說明,1調(diào)試時(shí)可用函數(shù)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào),電壓作為一路交流電壓信號(hào)；再經(jīng)移相輸,出代表同一路的電流信號(hào)2檢查交流電壓、交流電流有效值測(cè)量功,能時(shí)，可采用函數(shù)發(fā)生器輸出的對(duì)稱方波,信號(hào)電壓基波、諧波的測(cè)試可用函數(shù)發(fā),生器輸出的對(duì)稱方波作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，測(cè)試,結(jié)果應(yīng)與理論值進(jìn)行比較分析19,設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)可分為三個(gè)模塊:,1、數(shù)據(jù)采集,2、數(shù)據(jù)處理,3、數(shù)字顯示,鍵,盤,電流信號(hào),程控放大,保持器,模,擬,開,關(guān),轉(zhuǎn),換,單,片,機(jī),電壓信號(hào),程控放大,保持器,數(shù),碼,管,過零檢測(cè),鎖相倍頻,系統(tǒng)總體框圖,20,數(shù)據(jù)采集：比例放大,PGA103,；數(shù)據(jù)保持,LF398,數(shù)據(jù)處理：采用鎖相環(huán)技術(shù)倍頻,CD4046,；,A/D轉(zhuǎn)換,AD574,；軟件處理，計(jì)算。

數(shù)字顯示：數(shù)碼管；,算法：,視在功率：UI,有功功率：,1/T,uidt,無功功率：,S,P,功率因數(shù)：cos=P/UI,21,AD574是一種常用的12位AD變換芯片，也,可以實(shí)現(xiàn)8位轉(zhuǎn)換有兩個(gè)模擬信號(hào)輸入端，,分別為10V輸入端和20V輸入端，各自都既,允許單極性輸入，也允許雙極性輸入但,芯片本身是單路工作，只允許一個(gè)模擬信,號(hào)輸入端接入信號(hào)它可以和16位CPU相,連接，也可以和8位CPU相連接只需要適,當(dāng)?shù)母淖兡承┛刂埔_的接法AD574可,以通過簡(jiǎn)單的三態(tài)門、鎖存器接口與微機(jī),的系統(tǒng)總線相連接，也可以通過編程接口,與系統(tǒng)總線相連接采用查詢STS狀態(tài)可,判斷變換是否完成,22,直流電源質(zhì)量指標(biāo),（1）電壓調(diào)整率SV,電壓調(diào)整率是表征直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓性能的優(yōu)劣,的重要指標(biāo)，又稱為穩(wěn)壓系數(shù)或穩(wěn)定系數(shù)，它表征當(dāng),輸入電壓VI變化時(shí)直流穩(wěn)壓電源輸出電壓VO穩(wěn)定的程,度，當(dāng)電網(wǎng)電壓作額定變化時(shí)，輸出電壓的相對(duì)變化通常用百分比表示2）電流調(diào)整率SI,電流調(diào)整率是反映直流穩(wěn)壓電源負(fù)載能力的一項(xiàng),主要自指標(biāo)，又稱為電流穩(wěn)定系數(shù)它表征當(dāng)輸入電,壓不變時(shí)，直流穩(wěn)壓電源對(duì)由于負(fù)載電流（輸出電流）,變化而引起的輸出電壓的波動(dòng)的抑制能力，在規(guī)定的,負(fù)載電流變化的條件下，通常以單位輸出電壓下的輸,出電壓變化值的百分比來表示直流穩(wěn)壓電源的電流調(diào),整率。

23,（3）紋波抑制比SR紋波抑制比反映了直流穩(wěn)壓電,源對(duì)輸入端引入的市電電壓的抑制能力，當(dāng)直流穩(wěn)壓電,源輸入和輸出條件保持不變時(shí)，紋波抑制比常以輸入紋,波電壓峰峰值與輸出紋波電壓峰峰值之比表示，一,般用分貝數(shù)表示，但是有時(shí)也可以用百分?jǐn)?shù)表示，或直,接用兩者的比值表示4）溫度穩(wěn)定性K集成直流穩(wěn)壓電源的溫度穩(wěn)定,性是以在所規(guī)定的直流穩(wěn)壓電源工作溫度Ti最大變化范,圍內(nèi)（TminTiTmax）直流穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對(duì),變化的百分比值直流電源極限指標(biāo),（1）最大輸入電壓是保證直流穩(wěn)壓電源安全工作的最,大輸入電壓2）最大輸出電流是保證穩(wěn)壓器安全工作所允許的最,大輸出電流可以并聯(lián)穩(wěn)壓電源24,直流穩(wěn)壓電源,直流穩(wěn)壓電源是一種將220V工頻交流電轉(zhuǎn),換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要,經(jīng)過變壓、整流、濾波、。