電子設計比賽

05年作單工無線呼叫系 數(shù)控直流電流 數(shù)控直流電流 三相正弦波變頻電 數(shù)控直流電 數(shù)控直流電 恒定功率自適應調(diào)制的性能研 紅外智能網(wǎng)絡門禁系 嵌入式LinuxGUI研究與應用探 基于Nios軟核與以太網(wǎng)的大屏幕LED顯示系 單工無線呼叫系信；并采用DTMF編碼方法對數(shù)據(jù)編碼，實現(xiàn)了無線數(shù)據(jù)的傳輸；并開發(fā)了全程發(fā)送模塊方器構成，振蕩頻率由L和C決定，調(diào)諧在30～40MHz。接收采用超再生接收電路。L和C所決定的接收頻率與的發(fā)射頻率一致。方案二：采用集成AM調(diào)制、解調(diào)。可采用MC1496集成模擬乘法器AMAM方案三：采用集成FM調(diào)制、解調(diào)。MC2833P是MOTOROLA公司為無繩電話和調(diào)頻通信設備而生產(chǎn)的調(diào)制發(fā)射子系統(tǒng)。它內(nèi)含話筒放大器、電壓控制振蕩器和兩個輔助晶體管該具有低功耗較寬頻帶頻率穩(wěn)定度高等特點。可用于小功率調(diào)制發(fā)射機及無繩等方面。采用工作穩(wěn)定因此采用了FM調(diào)制MC2833組成射頻發(fā)送電路接收模塊方與發(fā)射相對應，本系統(tǒng)采用了MC3363作為接收。MC3363是MOTOROLAVHF發(fā)揮部分方文的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，可以采用FSK調(diào)制。方案二：利用DTMF（雙音多頻）實現(xiàn)數(shù)據(jù)的編，并采用FM調(diào)制，實現(xiàn)DTMF16*16=256由于發(fā)射模塊和接收模塊采用實現(xiàn)FM調(diào)制解調(diào)若采用方案一FSK調(diào)制，系統(tǒng)的解調(diào)部分將相當復雜；在方案二中，DTMF信號是音頻信號，和基系統(tǒng)天發(fā)射天發(fā)射單單片鍵液雙音多編2-1-1模塊MT8880模塊：采用該來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，它集與發(fā)送器為一發(fā)射、接收模塊:采用單片調(diào)制ＭC2833和解調(diào)MC3363。電路實現(xiàn)MC145162，具有頻率穩(wěn)定度高，精確度天編編喇發(fā)射機部MC2833是用于無繩和調(diào)頻通訊設備的FM發(fā)射系統(tǒng)，內(nèi)置了16MHzP14LC32MHz的兩級諧振放大，來進一步提高其，實現(xiàn)電路如圖3-1-2所示。3-1-33-1-4圖3-1-3話筒電 該系統(tǒng)的放大器的關鍵參數(shù)，設計時根據(jù)ADS的仿真結(jié)果初步確3-1-5表3-1-1中是部分的仿真參數(shù)。根據(jù)32MHz的基波功率/dBm和64MHz的二次諧波功率/dBm的仿真結(jié)果以及現(xiàn)有的電容電感，經(jīng)綜合考慮，我們選用32MHz基波功率64MHz二次諧波功率----------3-1-2．部FMMC3363VHF頻檢波電路等。具有低供電電壓、低功耗、極高靈敏度和信噪比。其32M無線接3-2-1。，接收電路如圖3-2-2所示，載頻信號從MC3363的Pin2輸入振蕩電路與Pin25和Pin26的LC元件組成第一本振級與載頻RF輸入信號在進行10.7MHzPin23107器選頻后由pin21送到的第二混頻級的振蕩電路及Pin5和Pin6的外接晶體和電容構成了第二本振級，頻率選比第一中頻低一個中頻（即二中頻455kHz）10.245MHz。10.7MHz頻為：10.700-10.245=0.455MHz，455kHzPin7455kHzPin9MC3363Pin13LC組成455kHz鑒頻諧振回路，經(jīng)放大后的第二中頻信號在進行鑒頻解調(diào)，Pin16，高高放晶鑒頻中放陶瓷濾波混頻器中放鎖相環(huán)輸陶瓷濾波混頻器匹配網(wǎng)輸3-2-232M，MC3363f＝32MHz－10.7MHz＝21.3MHz。由于難以用晶振匹配采用數(shù)字鎖相環(huán)得到該差頻信號經(jīng)綜合考慮我們采鎖相（PPL）MC14516210-460MHz3-2-3示，當參考頻率和輸出頻率分別采用模M和N的計數(shù)器來分頻時，當頻率鎖定時有，fo/N＝fr=fR/M,fo＝N/M*FrN可以通過給予不同N3-2-4天線的四分之一波長時，拉桿天線表現(xiàn)為電阻和電容特性，工程上的這個電阻值R常R780(1)201 或R12.352(1/)24(0.1251/當天線垂直放置時，電容值CC1.11h/4.6lg(h/1.732r)(pF其中：h為天線離地面的高度，單位是厘米。r為天線的半徑，單位也是厘米。CpF。當拉桿天線水平放置時，其分布電容不能用上式估算。我們實際所選用的天線由矢網(wǎng)HP8751ES測量得，在32MHz的頻率下它的等效阻抗為電阻分量R＝17Ohm，電容分量C＝56pF。用ADS仿真，由Smith帶來的損耗也增大，經(jīng)過頻譜儀反復測試，采用L＝0.22uH的電感，所得功率最DTMF編系利用DTMFMT8880編來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸DTMF信號的產(chǎn)生原理：雙音頻信號是2個正弦波信號的疊加，選定2個頻f1和f2f(t)Asin(2t1)Asin(2t2信號各有416種組合?？紤]到英文字符有52個（包括大小寫，16種組合遠遠不夠。本系統(tǒng)將兩個聯(lián)系的雙音多頻信號作為一個符號，那么組合數(shù)增為16*16=256個，滿ID 00000000B～起始位——1判別位——1個字節(jié)，用戶自己定義的ID號碼（范圍：00~99）84終止位——1ID判別位為00～99，即最多有100個ID達到發(fā)揮部分所要求的從站數(shù)量擴展至8個的要求，而且ID號可任意的改變，通過LCD的菜單來操作。主站的撥號選呼和群呼功能就是通過ID位來識別。其中群呼的ID位設置為當MT8880作為發(fā)送器時數(shù)據(jù)總線上D0～D3四位二進制碼被鎖存在發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中，發(fā)送的DTMF信號頻率由3．579MHz的晶振分頻產(chǎn)生。分頻器首先從基準頻率分離出8個不同頻率的正弦波計數(shù)器根據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)DTMFTONE3-4-1。3-4-1MT8880當MT8880作為DTMF的時候，DTMF信號經(jīng)由IN＋和IN－輸入，經(jīng)過IRQ／CP，IRQL低電平，向CPU發(fā)出中斷請求，當CPU響應中斷，讀出寄存器中的數(shù)據(jù)后，IRQ返回高電平。MT8880D0～D3與單片P0.4～P0.7相連，P0.0-P0.3CK,RSO,CS,R/W3-4-23-4-2MT8880為了去除高次諧波分量，減少噪聲的影響，我們在MT8880的輸入前端和MC33633dB，3dB3.7KHz饋（MFB）有源濾波器，用兩級兩階（四階）低通濾波器串聯(lián)實現(xiàn)。1C2＝0.195980，K1，可得理論值為： C10/(f*106) CB2*C/(4C*(k1))10.8 R22*(K1)/(2

*(B*C2(B2*(C)24C*C

*(K1))2

R1R2/K R31/(C*C*C*w2*R) 第二級為C4＝2.7nF，C3＝270pF，R4＝R5＝122k，R6＝106k，電阻理想值3-4-3。單片機系MT88803-5-1液液晶顯單片機4*4鍵4*4鍵單片機：選用MCS—51AT89C55WD，其有20K的FLASHHS12864-2HS12864-2是一種圖形點陣液晶顯示器,它主要由行驅(qū)動器/列驅(qū)動器及128×648×4(16×16（0~9（BACK（ENTER↓和一般的鍵盤類似，其中0鍵也是空格，1鍵中有“““？”三標點符號，2D、E、F9W，X，Y，Z電源DC－DCMC34063MC340634.5V＋5V－5V。4-1、4-2、4-3圖4-1發(fā)射主程序流程 圖4- 調(diào)試方法和測試雙蹤數(shù)字示波 函數(shù)信號發(fā)生 穩(wěn)壓電 MPS300L3-頻譜分析 AglientRF信號發(fā)生 矢量網(wǎng)絡分析 4-3測試數(shù)據(jù)（題目要求30MHz~40MHz（2.53mw頻率為32MHz的，電池組供電300Hz~3400Hz20dB5米實現(xiàn)主站與從站的接收顯示功靈敏度高、全部采用電池組供電、設計了節(jié)能工作模式、從站使用射頻指標測測試發(fā)送端數(shù)據(jù)所用儀器 Aglient公司的頻譜分析儀中心頻率 （dBm（ - - - -射頻發(fā)射信號最大頻偏（調(diào)制信號Vpp＝1V： 測試接收端數(shù)據(jù)所用儀器：AglientRF信號發(fā)生器1kHz：-本系統(tǒng)采用單片調(diào)制MC2833和單片解調(diào)MC3363實現(xiàn)了單工無線呼叫，并在單片機的控制下，巧妙地利用了DTMFMT8880的編方式、FM和發(fā)揮部分的要求，而且其性能得到進一步提高：傳輸距離遠，功能完善，數(shù)控直流電流它以單片機AT89S52為采10位D/A變換器TLC5615組成的高精度D/AAD574用來對輸出電流通過固定電阻值的電壓進行采樣，起到實時輸出電流的作用，利用現(xiàn)代控制技術和LCD顯示技術有很好的人機功能。采用單片機和高精度A/D、D/A變換器使系統(tǒng)具有較高的精確性，同時具有電流功關鍵字：單片機；A/D；D/A：Theconstantcurrentsourceisdemandtoofferregulatedcurrenttotheloadinvariouscases,whichisincommonusedintheelectronicinstrumentsandequipments.Theprogram-controlconstantcurrentsourceisdesignedtooutputconstantcurrent,whichismainbasedonmicro-controller(AT89S52),doubleA/Dconverter(TLC5615)andD/Aconverter(AD574).Itcanperformcurrent-step-control,up/downcontrol,pre-configcurrent.Theoutputcurrentiscalculatedthroughfixed-resistorvoltage,whichissampledbyA/Dconverter(AD574).Thesystemcanmonitorandcontroloutputcurrent.ThesystemhasfriendlyinterfacebyusingLCDdisplayandmoderncontroltechnology.Thesystemhashighaccurate,store/loadcurrentandover-voltageprotection.：microcontroller；A/Dconverter；D/Aconverterprogram-controlconstant1、根據(jù)題目要求制定的設計輸出電流范圍1％+10mA；1％+10mA；紋波電流20mA～2000mA，0.1％+30.1％+1mA；紋波電流帶有電流功能實現(xiàn)方案及1

1系統(tǒng)組成框圖2I0

2Io

USRi

RLa)鎮(zhèn)流管構成的恒流源 圖3鎮(zhèn)流管構成的恒流源及伏安特性3U1~U2

UB4 b)伏安特性圖4恒流二極管構成的恒流源和伏安特性55連續(xù)調(diào)整型恒流源電路5(a)中，由基準電壓USRSF整型恒流源開環(huán)電路。由于跟隨器的輸出電壓和輸入電壓(即基準電壓US)大致RL上就流過近似恒定的電流，它等于基準電壓USRS之比，即IUS S圖(b)A壓USIoRSRSIUS S圖5F和放大器A6mA。達不到本設計要求。D/A20mA2000mA，1mA，1mV，所以應選取12位或更數(shù)的DA可選12位D/ATLC7512或MAX531，但由于沒有現(xiàn)成器件，本系統(tǒng)考慮采用兩片10位D/ATLC5615輸出電壓經(jīng)1mA1010/65535=0.15mV，足可滿足要求，但考慮實用性，本系統(tǒng)采用高精度12位ADAD574，實測電壓范圍為0－10V時，10/4096=0.24mV，可以滿足題目要求。統(tǒng)設取變壓取變壓220V源輸濾主功離轉(zhuǎn)取流調(diào)流顯流顯流顯電濾1．本系統(tǒng)由數(shù)控部分和模擬部分組成，需要5V和+12V、-12V電源供電，根 系統(tǒng)電源，其電路原理圖如圖7所示。1212

4700U/35D

11

L7812

3Vo100U/3Vo

11

L7805

3Vo1Vo1

1

+12~

RS50

3424700U/25V 100U/3342TRANS5

11

L7912

Vo

1

圖7直流電源電直流輸出±12V（0.7A②7812/7912壓降Ud10%。從而允許紋波的峰峰值2 ×(1-10%)-0.7-Ud-12=1.92按近似電流放電計算，并設θ=0°（通角cIt0.71/100 考慮到紋波的要求選取濾波電容c4700uF直流輸出+5V（1ADC）△t=9 10%)1.42.35CIt11/100選取濾波電容C4700uF2．（1）AT89S52

該數(shù)控部分采用AT89S52單片微機與E2PROM、A/D、D/A組成單片機的基本數(shù)控部分組成框圖如圖8所示。4*4鍵盤完成電流單步電流變換，步進1mA，以及通過預置鍵直接輸入預置電流值。顯示部分有通用型液晶顯示器LCD1602構成，可同時顯示預置電流值和經(jīng)AD采樣返回的實測電流值。LCD1602內(nèi)含80RAM單元，能夠同時32個字符。TLC561510位串成的加法電路和跟隨電路實現(xiàn)D/A變換器。其基準電壓由MC1403的輸出經(jīng)指示功能。每次關機最后一次輸出的現(xiàn)場電流值由E2PROM24C64。在開機參數(shù)初始化時，MCU其值并輸出相應的電流。由于24C64是通過I2C總線方式與MCU進行通信，故占用口線較少。AD574組成的12A/D變換器（2）89S52TLC5615D/A如圖9所示，5615的基準電MC1403D2.5V。兩個5615的輸出通過AD712構成的加法電路和跟隨電路輸出，這樣就使10位D/A轉(zhuǎn)換成更P

DIN

+1244

P

U11

U16P

3

7

P P

DOUGNDDINVDD

56

2.4NC

-12

2.4

P

3

VOUTNC DOUGND

NC7NC圖9雙5615組成的D/A變換電（3）89S52AD57410

1089S52AD57489S52P2.5、P2.6、P2.7138Y1AD574。AD574A模擬數(shù)字公司（og）推出的單片高速12位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置雙A/D11MCUP3.U2U2U1A74LS20461P0.4~02198765432B7B6B5B4 P0.0~012411MCU4*4120123456789單步單步連續(xù)連續(xù)MCUFM1602C3．電壓限制在10V電壓限制在10V13電路采用線性電源的拓撲結(jié)構。交流220V市電通過工頻變壓器把電壓降20~2000mA30V/us，DACVMOSIRFP2502.5V0VMOS10VVMOSV在使用中，VMOSVGS3VId和VgsVMOSIRFP250VMOSIRFP250100V，電流30A，180W，提高了電路的可靠性。14V2A0（即短路）時，調(diào)整管P14V2AuT

U

5S其中u：基準電壓源的電壓溫度系數(shù)TezdUU

IoUS/RSIo設定的情況下，USRS大可提高恒流源采樣靈敏度，降低對放大器US取值大小應根據(jù)恒流源技術指標的要求，兼顧上述兩方面。但一般取值低一2.5V確定基準電壓USIoUSRS后，就可根據(jù)對采樣電阻誤差分配的要求dRS/RS7 來確定采樣電阻的電壓幅度UOKKAKSinRo和選用調(diào)、ri和ro等計算。KAK KSAinroUSA

roR0KRSKKAKTe

roriSdeS輸出電壓幅度UoK

eUSdUUo(K)nUbe其中n軟件設15材料如表1所示112A/D1只210D/A器2只DA31只4串行1只53-82只61只75只8LCD1只9VMOS1只1只

1414

無無有A/D每隔每隔3秒 15開A/D10結(jié)開A/D10結(jié)開達到3否是定時圖16E2PROM子程 圖17A/D采樣子程序流程DA1DA1輸出預置電壓12DA1輸出預置電壓12是否21DA2輸出預置電壓21DA2輸出預置電壓18D/A測試在恒流源輸出端接5歐姆/20W電阻，測試電流變化范圍是否符合指標20mA～2000mA，1mA，10V51%+10mA0.1%+3第三、改變負載電阻，輸出電壓在10V以內(nèi)變化，測試輸出電流變化。450～10.1%+1mA。200mA5～455～120mA～2000mA系統(tǒng)功能測符合設計基本功能及發(fā)揮部分的功能系統(tǒng)指標測1測量儀器：CDN8045型數(shù)字萬用表 WY2174A型毫伏表50歐姆滑動變阻器示波器CS-4125A測量時間：2005910數(shù)據(jù)記錄（室溫）221123456789預置電流實測電流自測電流紋波電壓紋波電流2CDN8045WY2174A50CS-4125A。2005910數(shù)據(jù)記錄（室溫）332123456789預置電流實測電流自測電流紋波電壓紋波電流3測量儀器：CDN8045型數(shù)字萬用表 WY2174A型毫伏表50歐姆滑動變阻器示波器CS-4125A測量時間：2005910數(shù)據(jù)記錄（室溫）4123456789預置電流實測電流自測電流紋波電壓紋波電流4測量儀器：CDN8045型數(shù)字萬用表 WY2174A型毫伏表50歐姆滑動變阻器示波器CS-4125A測量時間：2005910數(shù)據(jù)記錄（室溫）5123456789預置電流實測電流自測電流紋波電壓5測量儀器：CDN8045型數(shù)字萬用表 WY2174A型毫伏表50歐姆滑動變阻器示波器CS-4125A測量時間：2005910數(shù)據(jù)記錄（室溫）6123456789200mA5~457測量儀器：CDN8045型數(shù)字萬用 50歐姆滑動變阻電阻5實測電流自測電流系統(tǒng)誤差分TLC5615TLC5615MC14.032.5V本方案需要完善的210D/A12D/A，可以簡化電路系統(tǒng)采用E2PROMAT24C64，實現(xiàn)電流功能AD71210V12A/D，參考文I.M.戈特利布.穩(wěn)壓電源 科學[2]大學生電子設計競賽.大學生電子設計競賽獲獎作品選(2003).理工大學[3]弟.單片機基礎.航空航天大學陳凱良.恒流源及其應用電路.浙江科學技術張洪潤.電子線路及應用.科學朱康中.交直流穩(wěn)壓電源.水利電 數(shù)控直流電流鄭杭凱，，徐海D/AD/A4×4D/AA/DSPCE061A：Thisdesignisadigitalcontrolleddirect-currentsourcewhiakesuseofthemicrocontrollerunitSPCE061Aofsunplus(lingyang)thatutilizesaconstantcurrentsourcetostabilizetheoutputcurrent.Thissystemusestwoindependentcurrentsourcetooffervoltageandcurrentwhichareneeded.TheoutputvoltageofDAconverterdeemsasthevoltageofDAconvertercontrolledbytheinputdigitalnumbertakesplaceofcurrentcontrollingwhiustbedirectlycontrolled.Itusesa44keyboardwhichiscircumscribedtoimplementthesimplecontrolofcurrent anddefaultoperation,thissystemalsoincludesoutputcurrentmeasuringanddisplayingcircuitwhichconcentrateontheDAconverter.Ontheonehand,theprecisionofoutputcurrentismuchhigher,accordingwiththedesignrequirement,ontheotherhand,itiseasythatthissystemcanachieveautomatization,moreovertheaddingfunctionofthevoicebroadcastingmakesthissystemmore都需要體積大且笨重的工頻變壓器和之用，濾波器的體積和重量也很大。而調(diào)整管工作性放大狀態(tài)，為了保證輸出電壓穩(wěn)定，其集電極與發(fā)射極之間必電流值進行智能控制，滿足輸出電流范圍為20mA~2000mA，步進為1mA的要求，根據(jù)題目要求制定的設計目①電源輸出電流范圍20mA～2000mA，步進1mA，輸出紋波電流≦0.2mA，具4×4D/A③整機由穩(wěn)壓電源供電，輸入交流220V，輸出直流±12V和±5V④具有電流測量裝置能對系統(tǒng)輸出的電流進并通過LCD1602能同時顯0120123456789+-報報2-1-1各種實現(xiàn)

比較論2-2-1D/A數(shù)控部分使用的很多造成控制電路借口信號煩瑣中間相互關聯(lián)多，小，而為了抑制紋波而采用了在輸出端并的電容，適當減小紋波的同時也降SPCE061A基本框圖如圖2-2-2所示，本方案以凌陽SPCE061A單片機為控 ，MCU入計算出相應的恒流源的電壓輸入并通過D/AA/DMCU，MCULCD1602顯示出來。波電調(diào)整過流保D/A轉(zhuǎn)誤差放D/A轉(zhuǎn)誤差放時鐘，控計數(shù)計數(shù)電-2-2-1恒流電源恒流電源（提供電流DA轉(zhuǎn)電源電源提 工作0

+12V-控制信音控制信音輸4*4鍵電流測LCD顯FPGA響應速度更高，又因采用FPGAIC，不僅可滿足用戶對系統(tǒng)的單片集成要求，而且由于FPGA的可重加載性，因而易于擴展。但相對于單片機方案來講，F(xiàn)PGA方案目前成本較高，而且就我們現(xiàn)有技術，F(xiàn)PGAIC還不能做到數(shù)字電路和模擬電系統(tǒng)電比較系統(tǒng)電比較放調(diào)整電源取V-I變+15V-15VBCD計BCD-BCD計BCD-BCD-鍵碼識鍵盤掃2-2-3FPGA3.1結(jié)3-1-1從圖中可以看出本系統(tǒng)只要包括恒流源電路以及對其控制的D/A轉(zhuǎn)換電路，凌陽SPCE061A單片機及其電路和輸出電流測試電路等幾個部分組成，先由外接的4×4鍵盤設置（或直接預置或步進改變）輸出電流的值，SPCE061A根據(jù)D/AD/AD/AMCU控制系鍵音輸電流測量電控制信MCU控制系鍵音輸電流測量電控制信控制信 單片CLKSRI恒流源電電壓跟隨取樣電反向加法3-1-13.2源電3-2-13-2-1其巧妙的設計來達到恒流的目的。(A點與B點之間的壓降與DA點的電壓的絕對值相等，電壓跟隨器輸入正端電流為0，因而負載RL上的電流與AB點之間采樣Rm的電流相等。只要改變DA

VBVC

(3-2-(3-2-(3-2-將式(3-2-1)、(3-2-2)和(3-2-3)

VDAVDVB

VAVCVDAVA

(3-2-(3-2-所 IRLI

VAVB/

(3-2-VDAIRL本設計采用了雙電源，首要目的是利15V，50W的環(huán)形變壓器為恒流源提供大電流(大于2A的電流)，和利用經(jīng)7815、7912、7805、7905、LM317穩(wěn)壓OP37·低噪聲，80nVp-p(0.1Hzto10Hz)3nV·低溫漂，0.2uV/·17V/us，63MHz··卓越的共態(tài)共態(tài)抑制比，126dB(··LM324、LF356、NE5532，3.3D/A電D/A電壓作為恒流源的輸入電壓，實現(xiàn)對輸出電流的控制。為提高對電流控制的精度應采用位數(shù)較高的轉(zhuǎn)換，同時由于4×4行列式鍵盤和LCD顯示要占用MCU大部分的I/O口線較為緊張，故采用美信公MAX543，2000mA，1mA，2000mA/1mA，2設計中的電流的改變主要是通過電壓的改變來控制也就是電壓必須能夠改變2000次以上，從而我們選用12bit的DA轉(zhuǎn)換MAX543來改變電壓和控制電還有一個采用MAX543的原因是因為它是串行的DA，只要3根口線，極大的減少了口線的使用，認微控制(MCU)能控制的。MAX543為8腳封裝的，其輸入數(shù)據(jù)的控制時序如圖3-3-1所示3-3-1MAX543從圖中可以看出在LOAD維持在12位待輸入的數(shù)據(jù)按位從高到低依次放入SPI引腳，并在CLKINPUT的上升沿將SPI中的數(shù)據(jù)移入鎖存器中，經(jīng)過12CLKINPUTLOADMAX5433-3-2從電路圖可見，MAX2543Vref3-3-2MAX2543該電路輸出電壓VoutMAX254312DATAVoutVrefDate2048/

(3-3-基準源采用TL431構成。TL431是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從Vref（2.5V）到36V（CATHODE和參考（REF）L4313-3-3TL431TL431····TL431的含有一個2.5V的基準電壓，所以當在REF端引入輸出反饋時，2R1R2VoVo量增大，TL431VoVIVo=(1+R1/R2)VrefR1R22.5V36VR1=R2Vo=5V。需要注意的是，在選擇電阻時必須保證TL4311mA。3-3-43-3-4TL4318VrefR2、R03.4測量輸入信號獲得一數(shù)字后通過MCU進行計算從而求得實際的輸出電流值并將它與LCD1602SPCE061A87換為數(shù)字量信號，可以直接通過引線(IOA[0~6])IOA7于語音輸入，即通過內(nèi)置自動增益控制的麥克風通道(MIN_IN)ADC由模數(shù)轉(zhuǎn)換器DAC0和逐次近寄存器SAR組成逐次近式模—數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換結(jié)束后將結(jié)果存入寄存器等待。但內(nèi)置的ADC為10位轉(zhuǎn)換器，且極大MCUMCUI/OADA/DTLC25433-4-1TLC2543TLC2543是TI公司的產(chǎn)品，它是12位開關電容逐次近A/D轉(zhuǎn)換器。每個器件有三個控制輸入端：片選(CS)、輸入/輸出時鐘(I/OCLOCK)以及數(shù)據(jù)輸入端(DATAINPUT)。通過一個串行三態(tài)輸出端與主處理器或其的串行口通信，路器，可從11個模擬輸入和三個自測電壓中選擇一個。片內(nèi)設有采樣保持電路。用“轉(zhuǎn)換結(jié)束”信號EOC指示轉(zhuǎn)換的完成。系統(tǒng)時鐘由片內(nèi)產(chǎn)生并由I/OCLOCK同步。正、負基準電壓(REF＋，REF－)由外部提供，通常為VCC或地，兩者差值決定輸入電壓范圍。片內(nèi)轉(zhuǎn)換器使器件有高速(10μs轉(zhuǎn)換時間)，高精度(12位分辨率，最大±1LSB的線性誤差)和低噪聲的特點。TLC2543的引腳排列如圖3.4.1所示。采用20DIP封裝。TLC25433-4-23-4-2TLC2543TLC2543：I/O⒈I/OI/O周期由外部提供的I/OCLOCK定義，延續(xù)8、1216個時鐘周期，決I/OI/OCLOCK的前8個脈沖的上升沿MSB前導方式從DATAINPUT輸入8位數(shù)據(jù)流到輸入寄存器。其中前4位為模擬通道地址，控制14通道模擬多路器從11個模擬輸入和三個測電壓中選通一路送到采樣保持電路，該電4I/OCLOCKI/OCLOCKI/O由輸入數(shù)據(jù)的D3、D2位選擇為8、12或16。當工作于12或16位時，8個時鐘脈沖之后，DATAINPUTDATAOUT端串行輸出8、1216數(shù)據(jù)CS保持為低時，第一個數(shù)據(jù)出現(xiàn)在EOC的上升沿。若轉(zhuǎn)換由CS控制，則第一個輸出數(shù)據(jù)發(fā)生在CS下I/O轉(zhuǎn)換周期開始，片內(nèi)轉(zhuǎn)換器對采樣值進行逐次近式A/D轉(zhuǎn)換，其工作由與I/OCLOCK同步的時鐘控制。轉(zhuǎn)換完成后EOC變高，轉(zhuǎn)換結(jié)果鎖存在輸出數(shù)據(jù)寄I/OI/O3-4-3IoutOP37OP37TLC2543MCUTLC2543MCUTLC2443VrefTL431TL431DA3-4-33.5機子3.5.1SPCE061ASPCE061A是凌陽科技推出的一個16位結(jié)構的微控制器，在器資源方面SPCE061A32K字的內(nèi)存(FLASH)較高的處理速度使SPCE061A微控制器是適用于數(shù)字語音識別·16：1616×16DSP算。CPU49MHz·內(nèi)建32K字的Flash程序器、2K字的SRAM數(shù)據(jù)·216I/O7AD1AD·MIC(AGC)·2DA·2·SPCE061A3-5-13.5.2采用標準的16腳接口其中有8根數(shù)據(jù)端口可與單片機進行并行數(shù)據(jù)傳送；其內(nèi)部的字符發(fā)生器（CGROM）已經(jīng)了160個不同的點陣字符圖形，每一個可。LCD16023-5-23-5-1SPCE061A3-5-2LCD3.5.3I/OI/O3-5-33-5-33.5.4充分利用SPCE061A的資源實現(xiàn)了簡單的語音播報輸出電流的給定值或SPCE061A音頻輸出部分的電路是由DAC輸出引腳21或22經(jīng)語音集成放大器SPYOO30放大，然后輸出經(jīng)過SPYOO30放大，然后輸出.SPY0030是凌陽的芯片，相當于LM386，但是比386音質(zhì)好,它可以工作在2.4~6.0V范圍內(nèi)，最大輸出功率可達700mW（386必須工作在4V以上,而且功率只有100mW。音頻輸出的3-5-4+5+241-221

88 1 1

33-5-434×4完成對D/A轉(zhuǎn)換器輸入數(shù)據(jù)的控制達到對輸出電流值改變的控制，同時控制A/D轉(zhuǎn)換器完成對輸出電流自測量過程最后將輸出電流的給定值以及實測值同LCD16024-1-1測試儀⑴數(shù)字萬用 ⑵雙蹤數(shù)字示波 ⑶毫伏 測試數(shù)1Ω5-2-15-2-1設定的電流值電路測量的電流值外接萬用表測量電流值設定的電流值電路測量的電流值外接萬用表測量電流值設定的輸出電流為100mA5-2-2I=100mA電阻0設定的輸出電流為200mA5-2-3I=200mA電阻01000mA5-2-4I=1000mA電阻0更新為更新為+-+-送Io入為1500mA5-2-5I=1500mA電阻02000mA5-2-6I=2000mA電阻05-2-75-2-7負載電阻紋波電流111.3分20mA～2000并能通過鍵盤對輸出電流值進行預置1mA的步進控制，設定好輸出電流0.18mA，好的實現(xiàn)智能化操作。本設計以凌陽的16位單片機SPCE061A為部件，通過控制12位D/A轉(zhuǎn)充分利用LCD顯示和鍵盤控制，以及SPCE061A自帶的音頻輸出功能等人機互換參考文謝自美.電子線路設計(第二版).：華技大學大學生電子設計競賽.大學生電子設計競賽獲獎作品選（2003）.：理工大學大學生電子設計競賽.大學生電子設計競賽獲獎作品匯（第一屆～第五屆）.：理工大學.2004.謝嘉奎.電子線路（線性部分（第四版）.：高等教育.數(shù)字單元電路轉(zhuǎn)換電路分冊.：科學技術文獻.模擬集成電路原理與應用.廣州：華南理工大 三相正弦波變頻電2005:三相正弦逆變器脈寬調(diào)制S載：Three-phaseSinusoidalPulseWidthModulationInverterPowerSupplyinthispaperbelongstoACpowersupply(AC-DC-AC)converter.Themethodsofintermittingpowerfluxandchangingduty-cyclecanchangepulsewidthofdrivevoltagethatadjustandrectifyoutputvoltageultimay.Onthebaseofelementsoftheinvertersupplyanditsmathematicsmodel,wehavestudiedthedigitalcontrolandthecontroltacticofthethree-phasefull-bridgeinverter’soutputwave.Theelementsofthethree-phasepowersupplyanditscomposingarealsointroducedinthispaper.Thispowerelectronicinvertertransforms50Hzpower-frequencysingle-phasealternatingcurrentinto36V1-120Hzvariablethree-phasesinusoidalalternatingcurrentbythissystem.Wecommutateandthenfilter220Vsingle-phasealternatingcurrentsothatwegetthehighdirectcurrentvoltage,whichcansupplythree-phasebridgeinverter,andwecouldgetthethree-phaseoutputthatwewantatGenerationtechniquebasedontheMCU(MicroprocessorControlUnit)ofthebenarkthethree-phasesinusoidalsignalandcarriersignalaretalkedinthispaperandwealsohavestudiedtheMOSFEThigh-poweramplifierandhowtosynthesizethebenarkandcarriersignalintoSplus.TheMOSFETdrivecircuitbasedontheIR2103havebeenyzedinthispaper,andatlastwehavegiventheelementsanddesignschemeoftheoutputfilter.WehavebuiltupsimulationmodeloftheSinverterbysoftwareofandMultisim.Inthisprocess,weverifymathematicstheoreticalderivationandprovidedaexcellentsimulationwaysinpowerelectroniccircuitdesign.:three-phasesinusoidalinverterpulsewidthmodulationScarriersignal變頻電源的概現(xiàn)代的迅猛發(fā)展，正弦波輸出變壓變頻電源廣泛應用在各個領域S調(diào)制方式及數(shù)字化控制策略的研究，以期得到具有高品質(zhì)和高可靠性的變頻變壓電源數(shù)字控制的優(yōu)點:簡化硬件電路，數(shù)字化控制電源以成為開關電源產(chǎn)品設計的潮流。變頻電源是將市電通過功率變換電路轉(zhuǎn)變?yōu)樗枰碾妷汉皖l率的一種電源25Hz變頻電源也稱鐵路25Hz分頻電源主要應用于電氣化鐵路隨著電力電子技術和微電子技術的迅速發(fā)展，使25Hz電源向高頻化、模塊化方向發(fā)展，常規(guī)的25Hz分頻電源采用田字型鐵芯利用鐵磁諧振原理產(chǎn)生25HZ交流電雖然這種傳統(tǒng)電源具有較高的可靠性但也存在很多的缺點主要是體積大效率低起動沖擊大25Hz波形失真度很大新型的25Hz分頻電源采用交直交變換和脈寬調(diào)制技術，具有體積小、效率高、波形失真小等特點。50Hz變頻電源主要應用于航空航天等無工頻電力的場所如直升機機等機上均采用400Hz供電60Hz變頻電源主要應用于從韓國等一些60HZ電力制式國家進口的儀器設備，如醫(yī)療儀器、電子生產(chǎn)設備等，采用60Hz變頻電源供電可使用戶所用的進口設備發(fā)揮和原產(chǎn)地一樣的性能400Hz變頻電源將220VA（或380VAC50Hz電力轉(zhuǎn)變?yōu)?15V400Hz單相或三相中頻電力廣泛應用于航空航天通信及實驗研究新型變頻電源特點如下S設計IPM智能模塊推動，體積小，重量輕，效率高；純凈，穩(wěn)定的正弦波輸出，輸入/輸出完全以便作各種測試頻率設定準確度高穩(wěn)定性佳頻率不偏移過壓過流過載短路過熱多重保護告警智能操作顯示面板LCD顯示系統(tǒng)各項參數(shù)及狀態(tài)，并具備故障類型指示功能；RS232通訊接口，實現(xiàn)操作控制；模塊化結(jié)構， 快速方便。S逆變技術在許多領域的應用也越來越廣泛，對電源的要求越來越高。許多使用性能:可靠性高，產(chǎn)品成本低，方便，體積小，重量輕。對于輸出電壓和頻率可變的逆變電源則要求在各種電壓和頻率的組合上都滿足以上要求。本設計采模擬電路產(chǎn)生S脈沖波然后經(jīng)過驅(qū)動電路驅(qū)動MOSFET得到三路DDSS技術的發(fā)展大致經(jīng)歷了從逆變器到階梯波合成逆變器再到S逆變器的過程。控S(SinusoidalPulseWidthModulation)技術，是指調(diào)制信號正弦化的波器設計簡單等一系列優(yōu)點，S技術成為目前應用最為廣泛的逆變用技壓電流瞬時值雙閉環(huán)S反饋控制、電壓電流瞬時值雙閉環(huán)滯環(huán)控制等等，控目前，在數(shù)字控制逆變器中應用較多的控制策略有:PID控便于產(chǎn)品的批量模擬和數(shù)字控制概的一致性和可靠性。設計周期長，調(diào)試復雜，產(chǎn)品升級換代。很難實現(xiàn)逆變器的網(wǎng)絡化、智能化管理逆變器數(shù)字控制的首選。目前，德州儀器(TexasInstruments),MOTOROLA,ADIDSPTIDSP計，減少了模擬元件數(shù)量，提高了系統(tǒng)能力和可靠性。PIDCPUCPU出特性不夠優(yōu)良的問題而新的復雜控制算法如重復控制無差拍控制等，方案的設計與本設計采用數(shù)字模擬結(jié)合的方式產(chǎn)生S脈沖，數(shù)字部分常規(guī)方法是通過的D/A（并行D/A或串行D/A)與CPU配合來產(chǎn)生基準正弦波，此法具有硬件電路設計簡單、獲得的基準正弦精度較高等優(yōu)點。在CPU的ROM里寫入正弦表，用定時掃描ROM正弦的方法可以輸出正弦碼流，用D/A后輸出初步的保證輸出正弦波的穩(wěn)定和盡量保持小失真度，就要減小CPU運行負擔，所以考慮CPU性能情況下，讓CPU只同時掃描兩張正弦表，第三相用前兩相矢量疊加后得研發(fā)方向和技術關DDS（3）S信號的合成（4）主要技術指輸出頻率范圍：20Hz～100Hz當輸入電壓為198V～242V，負載電流有效值為0.5～3A時，輸出線電36V，5%；3.6A0.5A控制電壓的幅度和頻率。為了輸出對稱平衡的三相輸出電壓，可將互差120圖3-1為一三相電壓源型S逆變器，Q1-Q6為高頻自關斷器件，每一個高頻流濾波電容C串聯(lián)接地，中點o可以認為與三相星形接負載中點o等電位。逆變器輸出A,B,C三相S電壓波形取決于開關器件Q1--Q6上的驅(qū)動信號波形，即S 6060R1100um100um100um100umR3100um 100um100um100um圖2-1-1三相電壓源型S逆變器的主電路結(jié)本文中逆變電路采極性S控制，三相共用一個三角形載波Vt，三相正弦調(diào)制信號VRA、VRB、VRC120A關器件的控制規(guī)律如圖所示。當VRA>VtA元件Ql導通信號Q2關斷信A與電源中點O間的電壓VAO=E/2.當VRA<Vt時，在兩電壓的交點處，給A相上橋臂元件Ql關斷信號、下橋臂Q2導通信號，則A相與電源中點O間的電壓VAO=-E/2。實際上當給Q1或Q2以導通信號時，可能是Ql或Q2導通，也可能是與Q1或Q2并聯(lián)的快速恢復二極管續(xù)流導通，要由感性負載中的電流方向來決定。B相的SAVRB

BQ3下橋臂Q4關斷信號，則B相與電源中點O間的電壓 =E/2。當VRB

在兩電壓的交點處，給B相上橋臂元件Q3關斷信號、下橋臂Q4導通信號，則B相與電源中點o間的電壓VBO=-E/2實際上當給Q3Q4以導通信號時，可能是Q3Q4Q3Q4CVtCQ5Q6COV=E/2。當VRC<VtCQ5下橋臂Q6導通信C相與電源中點O'間的電壓VCO＝-E/2。實際上當給Q5角載波相交、交點決定開關器件導通時刻而形成S波形的方法稱為采樣法2-1-2SPWNABC相的 波調(diào)制方法形成了圖所示的相線電壓波形可以看出VAO 波只有E/2兩種電平。線電壓波形可由相關的相電壓波形相VABVAOVBOVBCVBOVCOVBCVBO

可以看出線電壓S波具有士E及零三種電平2-1-3若設負載中點。與電源中點O之間電壓差為VOOVABVAOVBOVBO

1

V

)1

V V

OO

AO

BO

CO

對于三相對稱負載有VAOVBOVCO=0，

13

AO

VBO

VCO'

由上式求得，VOO 2

1

1

AO

3BO

3CO 2

1

1 3BO

3AO

3CO 2

1

1

3CO

3BO

3AO32(V) 3 mE0.612m32

AO 及VB中，含有相同的直流分量，因此，電壓中直流分量被抵示消在三mf為奇數(shù)時，任一橋臂的輸出電壓次諧波。在開關頻率處，VAO中的諧波和VBO'120果mf3360VAB中載波頻率mf較小的時候為mf應該為奇數(shù)，為了mf3ma1，此時三相逆變器中一個橋臂的輸出電壓分量峰值為maE/2線電壓基波分量的有效值為：32(V) 3 mE0.612m32

AO 其中EEVi* t*

t t*

t t*

t

d AN

BN

CN 電壓的電角度 2Vo和2Io分別為相電壓和相電流的幅值，于costt120costt120costt120costt120costt120costt120dV Vddd

d表明i*純直流量，這與單相逆變器中的情況不同含有二倍于輸出基頻分量。d主電路由AC/DC整流濾波、DC/AC逆變器、輸出濾波三大部分所構成。輸入220V,50Hz二極管整流，轉(zhuǎn)換為準直流電，然后經(jīng)MOSFET橋式逆變成S波形，最后經(jīng)濾S方式是調(diào)制波為正弦波、載波為三角波或鋸齒波的一種脈寬調(diào)。即功率開關元件的開關信號是通過期望頻率的正弦調(diào)制波與特定的載波信號相3-150kHzRCS脈沖合成模塊、LC如圖3-1所示產(chǎn)生的三角波和三相正弦波經(jīng)過比較后合成S脈沖脈沖推動大功率MOSFETLCA/D采樣后送入單片機運算后直接得出結(jié)果。輸出頻率測量是分壓取出輸出正弦電壓，經(jīng)過整形后，用單片機計數(shù)的方式測出頻率。整流l波60V反相取出1/10發(fā)大LC輸發(fā)S合微3-1三相正要產(chǎn)生所需要的S脈沖序列，必須要產(chǎn)生能與三角波比較的可變頻正弦要嚴格控制在20這就給傳統(tǒng)的拓撲濾波法獲得正弦波的方法帶來極大戰(zhàn)拓撲濾波法無法保證相位差嚴格保持在120而且在頻率可變的情況下很難保證輸出正弦波的失真度。所以我們采用模仿DDS原理，單片機信號發(fā)生器是：選取半個正弦周期,將半個周期分為254段,取254個點,讓其最大值為255,因為所用的0832D/A轉(zhuǎn)換為8位的,這樣可以充分保證其轉(zhuǎn)換的精度,同時目是超低頻,頻率范圍在1Hz~120Hz之間,所以兩點之間的延遲時間完全可以滿足D/A轉(zhuǎn)A100sin(I

用AT89C2051單片機可以同時產(chǎn)生相位差是120的正弦型號第三路信號由前信號相加而成。載波的S就是在的基礎上，使得輸出電壓脈沖在特定的時間間隔內(nèi)的能量為全波三角形的S逆變器。S脈沖合成全橋逆變器采極性控制方式時，如圖3-2，載波為全波三角波。用的低電壓S波形推動大功率MOS管功率放大。圖3- S合成原輸出濾波部經(jīng)過放大后的S脈沖經(jīng)過兩階LC濾波要濾除載波信號的各次諧波分量Hz其他說系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分 主要設計制作硬件部分以及與單片正弦波發(fā)生電本次任務要產(chǎn)生三相精確相位差為1201～100Hz數(shù)模轉(zhuǎn)換D/ADAC0832。DAC0832CMOS8D/A轉(zhuǎn)換器，屬于R-2RT8D/A150ms，為電流輸出型，并且片內(nèi)帶輸入數(shù)字鎖存器。DAC0832與8051接成的是單緩沖方式，由DAC0832Vout=IR(1+R2/R1)。D/A，ILE+5V，CSXFERI/ODAC7000H，“寫”選通WR1WR251CPU0832CPUSD0～SD7，DAC0832根據(jù)矢量合成原理，可以用兩相相位差為120的等振幅正弦矢量用公式 CAB4－2（1）加減法運算電路。這里我們選 集成運放。如圖4-3所示是兩相求4-44-14-2AiA和BiBRf上的電流ifiAiBi

故V1

RV

V1V2

f R 2R1＝R2＝Rf，有Vo＝－（V1＋V2A

1

B 1100Hz

C4-34-4(黃色為ABC載波信號電一個RC線性振蕩電路，可以產(chǎn)生F＝52.6Khz的三角波。利用節(jié)型場效應管恒流特性。場型場效應J1,J2和電阻R10R20成一個恒流源。通過恒流源可以使1CV iC0

T＝VC（其中i＝0.84mA為常數(shù) i代入數(shù)據(jù)可得：T＝8V1nF9.5s4-6

2

=52.6Khz 68k 1 d--

-4-54-6N曲線，它和電子管的動態(tài)特性曲線非常相似，當柵極電壓VGS=0用 表示。 變負時，ID逐漸減小。ID接近于零的柵極電壓稱為夾斷電壓 用V表示，在 ≥V的區(qū)段內(nèi)，ID與VGS的關系可近似表示為PID

4-7如圖4－8是根據(jù)上述原理設計的雙向恒流源當 =0時恒流區(qū)電流ID0.84mAi4-8S信號合S信號的產(chǎn)生，是由以上三角波在載波信號和正弦信號比較而的。是比較電路，這里我們選用LM339構成一個遲滯比較器，這樣可以既可以起到比LM339集成塊裝有四個獨立的電壓比較器，該電壓比較器的特點是(6）LM339集成塊采用C-14型封裝，圖1為外型及管腳排列圖。由于LM339IR2339、ANI339、SF339LM339類似于增益不可調(diào)的運算放大器。每個比較器有兩個輸入端和一個輸壓（LM339），另一端加一兩個輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種LM339LM339電阻（稱為上拉電阻，選3～15K）。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電果輸入信號Uin在門限值附近有微小的干擾，則輸出電壓就會產(chǎn)生相應的抖動。4－9（a）4－（b為遲滯比較器4－104-94-10ΔU較器來說，它不能分辨差別小于ΔU的兩個輸入電壓值。遲滯比較器加有正反饋如圖4-11是是本次設計的 信號合成電路其中Rf是遲滯反饋電阻是上拉電阻。圖4-12顯示了用示波器觀察S脈沖合成的過程三角波42535Rf圖4-11S發(fā)生電圖4-12S合成在示波器上顯S信號的功率放高壓直流電源3165V4－1314是穩(wěn)壓電源電路圖。整流電路主要利用二極管正向?qū)щ?、反向截止的原理?1 ID2IL(IL為負載平均電流 U'1 2usinwtdt22

橋式整流二極管承受的最大反向電壓UDRM 2u2。濾波電路是利用電容流電容濾波電路的輸出電壓UI(0.9

2)u2C(3~

4-13 1 4-14MOSFET功率場效應晶體管（POWMOSFET）是一種多數(shù)載流子導電的單極型電壓控制MOSFET,MOSFET的開關速度。為了使功率MOSFET可靠觸發(fā)導通，柵極驅(qū)動電壓應高于器件的開啟MOSFET截止時最好能提供負的柵-源電壓。MOSFET層擊穿，造成性損壞。如果是正方向的VGS瞬態(tài)電壓，還會引起器件的誤導MOSFETMOSFET路來吸收浪涌電壓。解決方法一般為加入RC發(fā)生短路時，功率MOSFET漏-源電流迅速增加并超過額定值，此時由于在功率MOSFET加了高電壓、大電流，必須在過流極限值所規(guī)定的時間內(nèi)關斷功率在這次設計中選用了IR公司推出的性能優(yōu)越的IRFP250MOSFETIR2103介IR2103是IR公司專為驅(qū)動功率開關而設計的IR2103是一種高壓高速的功平和CMOS或LSTTL輸出電平兼容輸出的浮置通道可以來驅(qū)動高端接于600V的N溝道電力MOSFET或。IR2103的引腳以及典型應用見圖4-15。4-15IR2103IR2103浮置通有自舉電路，工作電壓可以達到600V，抗du/dt干擾4）5V5）直通邏輯（一個橋的上下邏輯不能直通6）7）設有死區(qū)時間8）高端輸出與HIN輸入相位相同，輸出與LIN相位相同4-16IR21034-16IR2103HO只有HIN和LIN他情況均為低電平，LO只有HIN和LIN同時為低的時候才輸出高電平，其他情IR2103IRFP2504-17給出了AIRFP250基于IR2103驅(qū)動電路，此電路可以將輸入低電壓S進行功率放相和CA圖4-17A相S功率放大電輸出濾波電式中，r為載波角頻率，又稱為開關頻率，R為調(diào)制波角頻率。n=1，3，5…時k＝2m11,m=1，2，3…；n=2，4，6…時

在載波頻率r整數(shù)倍處的諧波，幅值最高諧波為r2R和2rR這是理想條件下S逆變器的輸出頻譜。實際電路由于采樣時刻的誤差、為防Sr，2r及其附近諧波，而一般情況下 R，因此諧波頻率比基波頻率高多，容易濾除。濾波器可按載波角頻率r設計成低通濾波器，2r，3r,等及RLC

APHASEAPHASE

BPHASE

BPHASECPHASECPHASE

Hs

圖4- Rs2RLCsL

RLCZiLs

1

VcVcVRs2RLCsLiL由低通濾波器的性質(zhì)可知當R ，L

低通濾波器L＝10mH.C=10uFa。陷波濾波器如圖4-18左邊所示，由石L1C3L2C2L5C5

C2

C5是相同的。陷波Zsss21

C

LC3 13 1

4-191030KHz,3波器的LC的選擇沒有嚴格限制，只要它們的關系滿足上述條件即可，所以取L=8.2mH,C:=1nF4－19微機控制及其數(shù)字顯示部本系統(tǒng)選用AT89C2051單片機作為數(shù)字控制 ,一共用兩片 之用串行通信口進行一片單片機用于產(chǎn)生兩相正弦信號工作負擔較重。AT89C2051AT89C2051單片機是AT89C51的簡化型號，其指令系統(tǒng)和RAM均與AT89C51相同。不同的是它的ROM為2k，而89C51為4k，而且2051比89C51少了P0和P2ROM、RAM205120AT89C2051單片機主要適用于較為簡單的微控制系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，用到AT89C20516I/O4-20AT89C2051單片機及電路單片機及電路如圖4-21和4-22所示12MHz19600bps頻率測串 頻率測串

圖4-21主控2051單片機及 通道選擇圖4-22正弦波發(fā)生單片機及其電路用定時器計數(shù)的方法檢測外部中斷INT0在單位時間t的次數(shù)n的方式，f=n/ttf就越精確。作為單片機的時鐘用，也做為測頻率的計時單位，該系統(tǒng)選用晶震12MHz,設置定時10ms中斷一次，操作模式選模式一。該機器周期T=12/fosc1us,10ms=10000us1000065536出中斷，計數(shù)器初值=65536-10000.140KHZ～60KHZ,100，0.1KHZ。12MHz19600bpsP11602,P3.4P3.4高電平時輸出的時AP3.4為低電平時輸出的時B逆變電源的參數(shù)檢測AD637A/D-20KKey=

45

6

I7取樣電

A/D采樣后送微機處VCC4－23從三相交流電輸出端分壓得1/10電壓后，送入運算放大器LM311對正弦波整形成刺的脈沖信號，并將其轉(zhuǎn)換為TTL電平，經(jīng)多路開關，進入2051單T1,通過定時計數(shù)，單片機運算后即可得到逆變器輸出頻率。 VS+6273 44-244-254-271/105.1264－28A4-26其實質(zhì)是一個反相加比例法器。輸出電壓為

(R1

R1

R 中U3D/AU2U2和U3R34-27U1反饋信U2直流基準 U3A相 弦信號過流保護電壓經(jīng)過比較器LM393比較方式獲得控制信號控制繼電器動作。如圖4－29中，取樣電阻取0.1歐姆，若保護電流為3.6A，那么取樣電壓根據(jù)歐姆定律為：

6V，R2R30.36V工頻電壓得目的。圖4-30用三角波模擬過流狀態(tài)時采樣電阻上的電壓，如圖所示，可以清楚0.36V100mA,LM393電器，所以在繼電器輸出接PNP三極管基極，用三級管達到擴流的目的。集電極接R4，這樣流過R4的電流R4上形成類似于正反饋電壓，把比較器輸入端電

VCC繼電器驅(qū)

42 3

i

采樣電

4-294-304－29R2400k由于系統(tǒng)要求5V,15V的低壓穩(wěn)定小功率電源。首先用單相變壓器將220V單相電壓降壓，再經(jīng)過整流電路輸出24V的直流電，穩(wěn)壓其輸出穩(wěn)定的5V和15V直流電壓，5V電壓分別給7805、7905、7806，7908等，穩(wěn)定的15V電壓給7815、7915供電?？傮w方軟件程序設計中，關鍵部分是對三相正弦波的頻率控制和和對數(shù)5-25-3Keil7.02b51既可用匯編，也支持C6、實現(xiàn)全面軟件設計。軟件使是計算機應用系統(tǒng)提高可靠性程序流主要人機模塊流程設計說人機交換是微機與人進行信息交控制儀器設備，是絕大部分儀器LCD1602（說明：10。1：01H,00H2：00H；3I/D：光標移動方向，高電平右移，低電平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效；指令4：顯示開關控制。D：控制整體顯示的開與關，高電平表示開顯示，低電5S/C：高電平時移動顯示的文字，低電平時移動光6DL48N：低電平時為單行顯示，高電平時雙行顯示F:5x75x107：RAM8：DDRAM9：BF：為忙標志位，高電平表示忙，此時模塊11：開開數(shù)據(jù)初始定時中斷串行中斷初始無中信循環(huán)等信串行斷定時中查尋正弦I/O口輸串行通信頻開初始鍵盤掃翻設置頻電壓/電流/頻率樣串行口傳送數(shù)數(shù)據(jù)運液晶體顯5-1無（等待下跳沿無（等待下跳沿有否判斷是首次標志是否為開開判斷有鍵下無有采取鍵等待按鍵恢取出鍵發(fā)送脈接受數(shù)圖5-3鍵盤程序 本系統(tǒng)按鍵非常簡單，參見硬件電路圖5-19主控2051單片機及其電路圖所示，單片機直接對端口掃描P3.0和P3.2。按鍵按下前，端口電平被下拉值判斷程序鍵值，執(zhí)行相應程序。F．5-3硬件電路的布線與焊INA117。(2)（1）（1）（3）焊接前應熟悉 先焊接各的電源線和地線，這樣確保各有正確的工作電壓同類的應順序焊接，在一片焊接并檢查好之后，其他的同類便可以參照第一片進行焊接。這樣便可時間，也可降低出錯率。調(diào)對逆變器低壓S合成環(huán)節(jié)中所需要產(chǎn)生的正弦和三角波信號用示導致中心電流過大，出現(xiàn)。確認低壓S信號發(fā)生部沒有錯誤的情況下，接入功率放大部分，盡量不失位差要保持一致，同時要注意安全。ROMDDS使系統(tǒng)性能變差。21～120Hz，超過了設計要求并能通過鍵盤對輸出電壓頻率值進行預置1Hz的步進和快速步進的1Hz198V～242V5%；6A的地方，如輸出電壓波形失真度方面有待改善，LC參考文林渭勛，現(xiàn)代電力電子電路[M].杭州:浙江大學，2002:16-（20- 逆變電源實用技術設計與應用[M].：中國電力，2005:13-，嚴仰光.直流開關電源的軟開關技術[M].：科學2000:272- 謝自美.電子線路設計(第二版).[M]：華技大學 鄧鳳君.正弦波逆變器[M].：科學技術.2002：98- .模擬集成電路原理與應用[M].廣州：華南理工大學何希才、張明莉.新型穩(wěn)壓電源及應用實例[M].：電子工業(yè)趙志剛、吳海彬.ProDXP實用[M].：社大學生電子設計競賽.大學生電子設計競賽獲獎作品選（2003）[C].：理工大學.2005:18-大學生電子設計競賽.大學生電子設計競賽獲獎作品匯（第一屆～第五屆）[C].：理工大學.2004:13-蔣卓勤，鄧玉元.Multisim2001極其在電子設計中的應用[M]安電子科技大學.2003:3-.普通高等學校本科畢業(yè)設（指（理工科卷）[M].杭州:浙江攝影.2006:1-42.三萬軍,,,董昌文.三相AC/DC變換器的滑模電流控制[J].電曾志東楊 .一種新型三相混合電力濾波器的研究[J].力電子,2003,30(3):1-BowSR.AdvancedRegular-SampledControlTechniquesforDrivesandStaticPowerConverters[J].IEEETrans.Ind.Electron.1995,42(8):367-370.Lai,J.S.Young,R.W.，McKeever,J.W..PowerElectronicsSpecialistsConference,PESC'94Record[R].25thAnnualIEEE.1994.設計任務要求設計一輸出電壓為2—20V，步進為0.1V的降壓式數(shù)控開關電本設計按題意由四個功能模塊組成，即：穩(wěn)壓電源，AD/DA轉(zhuǎn)換電路，DC-DC25V的穩(wěn)壓直流電源，數(shù)控部分選用8952單片機作為器件，DA轉(zhuǎn)化選用DAC0832，AD轉(zhuǎn)換選用AD574，開關電源的部分DC-DC轉(zhuǎn)換部分我們選用了LM2576，通過DAC輸出調(diào)變DC-DC步進變化，該具有效率高，價方案控制功能，其中二進制計數(shù)器的輸出經(jīng)過D/A變換后去控制誤差放大的基準電1。方案此方案的控制部分采用8031單片機，輸出部分也不在采用傳統(tǒng)的調(diào)整管方DC-DC2調(diào)整調(diào)整整流濾譯碼顯時鐘控十進制計數(shù)二進制計數(shù)輸D/A轉(zhuǎn)誤差放譯D/A轉(zhuǎn)誤差放譯嗎顯接接鍵電壓預輸A/D轉(zhuǎn)數(shù)碼顯DC-D變數(shù)碼顯DC-D變方案89C52DC-DC3數(shù)控部分方案一中采用小規(guī)模器件實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)控部分使用的很多，造成控制電路接口信號繁瑣，中間相互關聯(lián)多，能力差，雙計數(shù)器一增加/減少，這樣不能不考慮整流濾波后紋波對輸出的影響，方案二使用DC-DCDC-DC2-20V，0.1V數(shù)控數(shù)控部數(shù)字顯”+“，””+“，”-鍵DC-DC變換輸

33穩(wěn)壓穩(wěn)壓電源4穩(wěn)壓25VLM317LM317內(nèi)置有過載系統(tǒng)最后輸出電流要達到2個安培，317的最大電流是1.5個安培。就要給電源部分擴流，擴流采用的就是PNP的管TIP127，其Icmax=5A。去三極D/AD/ADC-DC器“+“+”，“-鍵89C52A/D4566VB，VB=（IR+1.25/R2）*RW，IQ=5Ma，R1《數(shù)控AD相連。AD5741277DACDACDC-DC,DC-DC2-1808DAC電路選用的DAC轉(zhuǎn)換是DAC0832該價格便宜并且精度比較高符合設計要求。DACD/A，DAC08320.1uA1NE5532，它的輸入電流可以忽略。DAC0832DACDC-DCDC-DC8。8為了使輸出電壓在數(shù)碼管上得到顯示輸出采樣回來的電壓值通過A/D程序流程見附錄。9DC-DC本設計題的DC-DC變換要求在輸出25V的條件下輸出2-20V可調(diào)直流電壓，DC-DC變換采用的是LM2576-adjLM2576系列是國家半導體公司生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開關型集成穩(wěn)壓（1.23V構成高效穩(wěn)壓電路。LM257640V。LM2576最大輸出電流最高輸入電壓：LM2576輸出電壓：ADJ（可調(diào)振東頻率轉(zhuǎn)換效率在給定的2A2V20V率70%，本能滿足要求輸入電壓為25V，電壓變換通過的第四只腳加以控制，Vref=Vout*X-Vdac+1.25V（XVout）只要步進控制Vdac就可以控制Vout，本系統(tǒng)調(diào)節(jié)后Vdac輸出是從1V0.05V10V。X系數(shù)取0.5，控制比例是1：2，控制的Vout正好是從2V0.1V20V。系統(tǒng)電源的電流是通過LM2576的1腳輸入4腳輸出轉(zhuǎn)換效率是75%～DC-DC1010DC－DC11開顯開顯示標準電初始電壓初始電壓等等待輸輸出電壓增輸入輸入”1、儀器設名 型號數(shù)CDM-111225V數(shù)碼管顯示預置值，然后通過A/D采樣顯示電壓輸出值。本系統(tǒng)通過測量得出的1121預 輸出(V)實測(V)紋波 實測實測本數(shù)控電源的效率和帶100歐姆的負載時所測的的輸出電流為 2~20V，0.1VDC-DC80mVp-p，20mVp-p，消除了開關電源常70%以上，制作工藝精致，布局合理都使本系統(tǒng)堪稱完美。 于LM2576開關電源控制電阻線性變換性能一般,導致本系統(tǒng)存在一定的誤差.參考資[1]大學生電子設計競賽獲獎作品精選.理工大學周志敏，.開關電源實用技術設計與應用.人民郵電沙占友.新型單片開關電源設計與應用技術.電子工業(yè)， ，何希才.新型電源電路應用實例.電子工 2—20V，0.1V本設計按題意由四個功能模塊組成，即：穩(wěn)壓電源，AD/DA轉(zhuǎn)換電路，DC-DC25V的穩(wěn)壓直流電源，數(shù)控部分選用8952單片機作為器件，DA轉(zhuǎn)化選用DAC0832，AD轉(zhuǎn)換選用AD574，開關電源的部分DC-DC轉(zhuǎn)換部分我們選用了LM2576，通過DAC輸出調(diào)變DC-DC步進變化，該具有效率高，價方案控制功能，其中二進制計數(shù)器的輸出經(jīng)過D/A變換后去控制誤差放大的基準電1。方案此方案的控制部分采用8031單片機，輸出部分也不在采用傳統(tǒng)的調(diào)整管方DC-DCD/A轉(zhuǎn)誤差放D/A轉(zhuǎn)誤差放調(diào)整整流濾譯碼顯時鐘控十進制計數(shù)二進制計數(shù)過流過流保輸譯嗎顯1譯嗎顯接接鍵電壓預輸A/D轉(zhuǎn)數(shù)碼顯DC-D變數(shù)碼顯DC-D變方案31．數(shù)控部分：方案一中采用小規(guī)模器件實現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)控部分，使用的很多，造成控制電路接口信號繁瑣，中間相互關聯(lián)多，能力差，輸出部分：方案一采用線形調(diào)壓電源，以改變其基準電壓的方式使輸出步進增加/減少，這樣不能不考慮整流濾波后紋波對輸出的影響，方案二使DC-DCDAC輸出調(diào)節(jié)改變DC-DC步進變化，達到2-20V，步進0.1V的輸出可調(diào)，使數(shù)控數(shù)控部數(shù)字顯”+“，””+“，”-鍵DC-DC變換輸

33穩(wěn)穩(wěn)壓電源4穩(wěn)壓25VLM317LM317內(nèi)置有過載給電源部分擴流，擴流采