单片机课程设计题目：脉冲信号测量仪
班级：自控071班姓名：胡丼海
学号：200708315 指导教师：李华
设计时间：2010年1月
摘要
脉冲信号测量仪是一种常用的设备，它可以测量脉冲信号的脉冲宽度，频率等参数。利用定时器的门控信号GATE进行控制可以实现脉冲宽度的测量。在单片机应用系统中，为了便于对LED显示器进行管理，需要建立一个显示缓冲区，由于单片机时钟频率有限，测量结果会有一定误差。如果将N次测量的平均值作为测量结果，可以提高测量精度。
关键词:脉冲信号测量仪；门控信号GATE；脉冲宽度；扩展测量范围；脉冲频率
1、引言
单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。由于单片机稳定可靠、物美价廉、功耗低，所以单片机的应用日益广泛深入，涉及到各行各业，如工业自动化、智能仪表与集成智能传感器、家用电器等领域。单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及带来的经济效益，更重要的意义在于，单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统的设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在使用单片机通过软件就能实现了。随着单片机应用的推广普及，单片机控制技术将不断发展，日益完善。因此，本课程设计旨在巩固所学的关于单片机的软件及硬件方面的知识，激发广大学生对单片机的兴趣，提高学生的创造能力，动手能力和将所学知识运用于实践的能力。
中断功能是一种应用比较广泛的功能，它指的是当CPU正在处理某件事情的时候，外部发生了某一件事（如一个电平的变化，一个脉冲沿的发生或定时器计数溢出等）请求CPU迅速去处理，于是，CPU暂时终止当前的工作，转去处理所发生的事件。中断服务处理完该事件以后，再回到原来被中止的地方继续原来的工作，这样的过程称为中断。本文中用到了定时器T0溢出中断，以实现软件延时。脉冲信号测量仪是一种常用的设备，它可以测量脉冲信号的脉冲宽度，脉冲频率等参数。
2、设计方案及原理
2.1 脉冲宽度测量
利用定时器的门控信号GATE进行控制可以实现脉冲宽度的测量。对定时器
T0来讲，如果GATE=0，必须使软件控制位TR0=1，且INT0为高电平方可启动定时器T0，即定时器T0的启动要受外部中断请求信号INT0的影响。利用此特点，被测脉冲信号从INT0端引入，其上升沿启动T0计数，下降沿停止T0计数。定时器的计数值乘以机器周期即为脉冲宽度。下图中给出了脉冲宽度测量的原理图。
2.2 扩展测量范围
上述系统被测脉冲宽度范围最大为65535us，扩展计数器的位数可提高脉冲宽度的测量范围。另外，由于单片机时钟频率有限，测量结果会有一定误差。如果将N次测量的平均值作为测量结果，可以提高测量精度。图5给出了一个提高测量精度的改进方案，令定时器T0工作在方式1定时，GATE=1，用COUNT单元，COUNT+1单元即定时器T0的计数单元TH0和TL0组成一个32位的计数器对脉冲宽度进行测量。
2.3脉冲频率测量
频率测量实际上就是在1s内对脉冲个数进行计数，计数值就是信号频率。利用图1给出的电路可以实现脉冲信号的频率测量。令定时器T0工作在方式1，得到50ms的定时间隔，再进行软件计数20次，形成一个1s的测量闸门信号，在测量闸门信号期间响应INT0中断，对脉冲信号的频率计数，计数值存入COUNT 和COUNT+1单元，计数值通过6位动态数码管显示出来。
如下图3、图4、图6所示进行比较：
为低时启动T0
为高则等待
图3 脉宽测量过程
图4 DISBUF 示意图
地址
DISBUF
最低位
最高位
70H 71H 72H 73H 74H 75H
3、硬件设计
在单片机应用系统中，为了便于对LED 显示器进行管理，需要建立一个显示缓冲区。显示缓冲区DISBUF 是片内RAM 的一个区域，占用片内RAM 的70H 至75H 单元，它的作用是存放要显示的字符，其长度与LED 的位数相同。显示程序的任务是把显示缓冲区中待显示的字符送往LED 显示器显示。在进行动态扫描显示时，从DISBUF 中依次取出待显示的字符，采用查表的方法得到其对应的字形代码，逐个点亮各位数码管，每位显示1ms 左右，即可使各位数码管显示要显示的字符。
T1工作在方式1计数，作为测量脉冲个数的计数器，当T1计数256个脉冲时，停止T0的测量过程，此时COUNT 、COUNT+1和TH0单元便是256次测量的平均值，测量结果为24位，既可以扩展测量范围，又能改善测量精度。图6中的P2.7端口用于控制被测脉冲的极性，当P2.7=0时，测量被测信号的正脉冲宽度；当P2.7=1时 测量被测信号的负脉冲宽度。
如下图所示
33pF
硬件原理图
硬件调试
(1)测试仪器：TDN-MD微机教学实验箱,Wmd51软件
(2)测试分析：如图1，用6位LED数码管动态显示测量值。动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管，这种逐位点亮显示器的方式称为动态扫描。各位数
码管的段选线相应并联在一起，由P0端口送字形代码；各位LED显示器的位选
线（COM端）由P1端口控制。图中数码管采用共阴极LED，P1端口输出经过6路反相驱动器75452后接至数码管的COM端。当位选控制口P1的某位输出“1”时，75452反相器驱动相应的LED位发光。
4、软件设计
（1）利用定时器的门控信号GATE进行控制可以实现脉冲宽度的测量；
（2）于单片机时钟频率有限，测量结果会有一定误差。如果将N次测量的平均值作为测量结果，可以提高测量精度；
（3）频率测量实际上就是在1s内对脉冲个数进行计数，计数值就是信号频率。
图2 显示子程序DISPLAY的流程图
图5 主程序流程图
5、总结
本文介绍了单片机循环灯控制系统的设计，包括方案的选择确定、原理的阐述、硬件及软件的构成。通过这次单片机课程设计，使我将课堂上弄不懂的抽象的程序有了感性的认识，也使我加深了对单片机程序的理解，更重要的是我能将上课老师所讲的知识与具体的实际中应用的程序连接起来以及我对CAD、visio绘图软件以及其它相关的画图软件的具体操作方法有了深刻的认识与理解，提高了我的动手与思考能力。在编程序的过程中遇到了很多课堂上没理解的知识，通过大量书籍的查阅以及老师同学们的帮助，这些问题很快就迎刃而解了。在绘图的过程中由于以前从来没有接触过这些东西，所以我面临了从零学起的巨大挑战，但在同学们的热心帮助下，我终于将这些难题一一化解掉了。单片机设计总的来讲说对我们这些没经历过实践检验的学生来说是很有挑战的，因为他不同于课堂，但是现在回想起来还是苦中有甜的。
6、参考文献
[1] 李华，单片机原理及应用，兰州大学出版社，2001
[2] 李建忠，单片机原理及应用，西安电子科技大学出版社，2004
[3] 冯育长，单片机系统设计与实例分析，西安电子科技大学出版社，2007 7、附录
脉冲宽度测量仪程序清单
程序如下：
ORG 0000H
LJMP START
ORG 0040H
COUNT EQU 40H ； COUNT 、 COUNT+1 单元存放测量值
ATART: MOV SP , #40H
主程序
MOV TMOD , #0000 1001B ； T0方式1, GATE=1 AGAIN: MOV TH0 , #00H ；计数器初值=0000H
MOV TL0 , #00H
WAIT0: JB P3.2 , WAIT0 ； INT0输入为高则等待
SETB TR0 ； INT0为低时启动T0 WAIT1: JNB P3.2 , WAIT1 ； INT0输入为高则开始计数WAIT2: JB P3.2 , WAIT2 ；等待INT0下降沿
CLR TR0 ；下降沿后停止T0计数
MOV A , TH0 ；取计数值高字节
MOV COUNT , A
MOV A , TL0 ；取计数值低字节
MOV COUNT+1, A
LCALL WDISBUF ；写DISBUF
LCALL DISPLAY ；显示测量值
LCALL DISPLAY
LJMP AGAIN ；写DISBUF子程序子程序名称： WDISBUF
子程序功能: 将一个双子节二进制数转换成6位非压缩型BCD码，写入显示缓冲区DISBUF中。
入口参数：内部RAM的40H（低字节）单元中是待转换的数据。
出口参数：转换结果放入DISBUF内部RAM70H`~75H单元中，70H单元中为最低位。
HEX EQU 40H
DISBUF EQU 70H
WDISBUF: CLR A ; 压缩BCD码初始化
MOV R3 , A ；R3R4R5暂存压缩BCD码MOV R4 ， A
MOV R5 , A
MOV R2 ， #16
HB1: MOV R6, HEX ; 数据高字节暂存于R6中MOV R7 , HEX+1 ; 数据高字节暂存于R7中
HB2: MOV A , R7 ; 从高端移出待转换数的一位到CY中
RLC A
MOV R7 , A
MOV A , R6
RLC A
MOV R6 , A
MOV A , R5 ; BCD 码带进位自身相加，相当于乘2
ADDC A , R5
DA A ; 十进制调整
MOV R5 , A
MOV A , R4
ADDC A , R4
DA A
MOV R4 , A
MOV A , R3
ADDC A , R3
MOV R3, A ;双子节16进制数的万位数不超过6，不用调整DJNZ R2 , HB1 ;处理完16位
MOV R0 , DISBUF+5 ;转换成分离BCD码存于70H~75H单元中
MOV A , #00H
MOV @R0 , A
MOV A , R3 ;R3不超过6，不用转换
DEC R0
MOV @R0 , A
MOV A , R4
SWAP A
ANL A , #0FH
DEC R0
MOV @R0 , A
MOV A , R4
ANL A , #0FH
DEC R0
MOV @R0 , A
MOV A , R5
SWAP A
ANL A , #0FH
DEC R0
MOV @R0 , A
MOV A , R5
ANL A , #OFH
DEC R0
MOV @R0 , A
RET
动态扫描子程序
；子程序名称：DISPLAY
;子程序功能：从DISBUF中依次取出待显示的字符，逐个点亮各位数码管
；入口参数:DISBUF(内部RAM70H~75H单元中，70H单元中为最低位)中是待显示的字符
；出口参数：无
DISPLAY: MOV R0 , #70H ; R0指向DISBUF首地址
MOV R3 , #01H ; 右起第1个LED的选择字
NEXT: MOV A , #00H ; 取位选控制字为全灭
MOV P1 , A ; 瞬时关显示器
MOV A , @R0 ; 从DISBUF中取出字符
MOV DPTR , #DSEG ; 取段码表首地址
MOVC A , @A+DPTR ; 查表，取对应的字形码
MOV P0 , A ; 输出字形码
MOV A , R3 ; 取当前位选控制字
MOV P1 , A ; 点亮当前LED显示位
LCALL DELAY ; DELAY延时1ms
INC R0 ; R0指向下一个字符
JB ACC.5 , EXIT ; 若当前显示位是第6位则结束
RL A ; 下一个LED的选择字
MOV R3 , A
SJMP NEXT
EXIT： RET ；返回
;段码表0~9,A~F, 空白， P
DSEG: DB 3FH , 06H , 5BH , 4FH , 66H , 6DH , 7DH , 07H , 7FH
DB 6FH , 77H , 7CH , 39H ,5EH , 79H , 71H , 00H , 73H
DELAY: MOV R7 , #02H ; 延时1ms的子程序
DEL1: MOV R6 , #0FFH
DEL2: DJNZ R6 , DEL2
DJNZ R7 , DEL1
RET
改善测量精度的程序清单
程序如下：
ORG 0000H
LJMP START
ORG 000BH ； T0中断入口
LJMP T0INT
ORG 0040H
COUNT EQU 40H ；自定计数单元
；主程序
START: MOV SP , #40H
MOV TMOD , #0101 1001B ； T0方式1定时，JATE=1;T1方式1计数
AGAIN： MOV TH0 , # 00H ；计数单元清0
MOV TL0 , #00H
MOV COUNT , #00H
MOV COUNT+1 , #00H
MOV TH1 , #00H ；测量脉冲个数的计数器清0 MOV TL1 , #00H
CLR P2.7 ；测量被测信号的正脉冲宽度SETB ET0 ；允许T0中断
SETB EA
WAIT0: JB P3.2 , WAIT0 ；INT0输入为高则等待
SETB TR0 ； INT0为低时启动T0
SETB TR1 ；启动T1
WAIT1: MOV A , TH1
JNB ACC.1 , WAIT1 ; 测量256个脉冲
CLR TR0 ; 停止T0测量
CLR TR1 ; 停止T1计数
MOV A , TH0 ; 取平均值的最第8位
MOV COUNT+2 , A ; COUNT,COUNT+1,COUNT+2是24位测量结果；T0中断服务程序
T0INT: PUSH A
MOV TH0 , #00H ; 再次启动计数器
MOV TL0 , #00H
MOV A , COUNT+1
ADD A , #01H
MOV COUNT+! , A
MOV A , COUNT
ADDC A , #00H
MOV COUNT , A
POP A
RETI
频率计程序清单
参考程序如下：
ORG 0000H
LJMP START
ORG 0003H
LJMP PINT0 ; INT0中断入口
ORG 000BH ; T0中断入口
LJMP T0INT
ORG 0040H
COUNT EQU 40H ; 定义计数单元
；COUNT , COUNT+1对脉冲个数计数，高位在前
；COUNT+2为秒计数单元
START: MOV SP , #40H ; 主程序
AGAIN: MOV COUNT , #00H ; 计数单元清0
MOV COUNT+1 , #00H
MOV COUNT+2 , #00H
MOV TMOD , #01H ; 初始化T0
MOV TH0 , #3CH ; 计数初值，50ms的定时间隔MOV TL0 , #0B0H
SETB TR0 ; 启动T0
SETB ET0 ; 允许T0中断
SETB EX0
SETB IT0 ; INT0为负沿触发方式
SETB EA
WAIT: JNB F0 , WAIT ; 不到1s则等待
LCALL WDISBUF ; 将双字节计数值转换成6位非压缩型BCD码
LCALL DISPLAY
LCALL DISPLAY
LJMP AGAIN
;写WDISBUF子程序
；DISPLAY显示子程序
；定时器T0中断服务程序
T0INT: PUSH A
MOV TH0 , #3CH ; 再次启动计数器
MOV TL0 , #0B0H
INC COUNT+2 ; 秒计数单元加1
MOV A , COUNT+2
CLR C
SUBB A , #20
JC EXIT
SETB F0 ; 闸门时间到
CLR EA ; 关中断
POP A
EXIT: RETI
;INT0中断服务程序
PINT0: PUSH A
MOV A , COUNT+1
ADD A , #01H ; 计数值+1
MOV COUNT+1 , A
MOV A , COUNT
ADDC A , #00H ; 高字节
MOV COUNT , A POP A
RETI
用频谱分析仪测量通信信号 一、GSM信号的测量 现代高度发达的通信技术可以让人们在地球的任意地点控制频谱分析仪，因此就更要懂得不同参数设置和不同信号条件对显示结果的影响。 典型的全球移动通信系统(GSM)的信号测量如图1所示，它清楚地标明了重要的控制参数设置和测量结果。IFR2399型频谱分析仪利用彩色游标来加亮测量区域，此例中，被加亮的测量区域是占用信道和上下两个相邻信道的中心50kHz频带。 显示的水平轴(频率轴)中心频率为900MHz，扫频频宽为1MHz，而每一小格代表l00kHz。顶部水平线表示0dBm，垂直方向每一格代表10dB。信号已经被衰减了10dB，测量显示的功率电平已考虑了此衰减。 图1 GSM信道带宽显示和功率测量 GSM是以两个25MHz带宽来传送的：从移动发射机到基站采用890MHz到915MHz，从基站到移动接收机采用935MHz到960MHz。这个频带被细分为多个200kHz信道，而第50个移动发送信道的中心频率为900MHz，如图1所示。该信号很明显是未调制载波，因为它的频谱很窄。实际运用中，一个GSM脉冲串只占用200kHz稍多一点的信道带宽。 按照GSM标准，在发送单个信道脉冲串时，时隙持续0.58ms，而信道频率以每秒217次的变化速率进行慢跳变，再加上扫频仪1.3s的扫描时间，根据这些条件可以判定这是一个没有时间和频率跳变的静态测试，没有迹象表明900阳z的信号是间断信号。 为了保证良好的清晰度，选用1kHz的分辨带宽(RBW)滤波器。较新的频谱分析仪中的模拟滤波器的形状系数(3dB：60dB)为11，意思是60dB时滤波器带宽(从峰值衰减60dB)是3dB时滤波器带宽(从峰值衰减3dB)的11倍，即11kHz比1kHz。 与此相比，数字滤波器的形状系数还不到5。例如一个3dB带宽为50kHz的带通滤波器，其60dB带宽只有60kHz，这几乎是矩形通带。它保证在计算平均功率时只含有50kHz以外区域很小一点的功率。作为对比，如果分辨带宽RBW50kHz，使用前面提及的模拟滤波器而不是数字滤波器，其60dB带宽将为550kHz。 标记1处的信号电平是4.97dBm。为了使噪声背景出现在屏幕上，显示轨迹线已向上偏移了10dB(在图中不易察觉)，这是由于信号峰值被预先衰减10dB使其不超过顶部水平线，这也是信号峰值读数比参考电平高的原因。 图中，主信道功率(CHP)读数为7.55dBm，与峰值(标记1处)的读数4.978m不一致，其原因就是主信道功率是在50kHz测量带宽内计算的，而标记1的读数是峰值。公式1定义了在整个带宽内计算主信道功率的方法。 其中， CHPwr：信道功率，单位dBm CHBW：信道带宽 Kn：噪声带宽与分辨带宽之比 N：信道内象素的数目 Pi：以1mW为基准的电平分贝数(dBm)
网络分析仪工作原理及使用要点 本文简要介绍41所生产的AV362O矢量网络分析的测量基本工作原理以及正确使用矢量网络分析测量电缆传输及反射性能的注意事项。 1.DUT对射频信号的响应 矢量网络分析仪信号源产生一测试信号，当测试信号通过待测件时，一部分信号被反射，另一部分则被传输。图１说明了测试信号通过被测器件（DUT）后的响应。 图１DUT 对信号的响应 2.整机原理： 矢量网络分析仪用于测量器件和网络的反射特性和传输特性，主要包括合成信号源、S 参数测试装置、幅相接收机和显示部分。合成信号源产生30k～6GHz的信号，此信号与幅相接收机中心频率实现同步扫描；S参数测试装置用于分离被测件的入射信号R、反射信号A 和传输信号B；幅相接收机将射频信号转换成频率固定的中频信号，为了真实测量出被测网络的幅度特性、相位特性，要求在频率变换过程中，被测信号幅度信息和相位信息都不能丢失，因此必须采用系统锁相技术；显示部分将测量结果以各种形式显示出来。其原理框图如图２所示： 图２矢量网络分析仪整机原理框图 矢量网络分析内置合成信号源产生30k～6GHz的信号，经过S参数测试装置分成两路，一路作为参考信号R，另一路作为激励信号，激励信号经过被测件后产生反射信号A和传输信号B，由S参数测试装置进行分离，R、A、B三路射频信号在幅相接收机中进行下变频，产生4kHz的中频信号，由于采用系统锁相技术，合成扫频信号源和幅相接收机同在一个锁相环路中，共用同一时基，因此被测网络的幅度信息和相位信息包含在4kHz的中频信号中，此中频信号经过A/D模拟数字变换器转换为数字信号，嵌入式计算机和数字信号处理器
在实验室和车间最常用的信号测试仪器是电子示波器。人的思维对时间概念比较敏感,每时每刻都与时域事件发生联系,但是信号往往以频率形式出现,用示波器观察最简单的调幅载波信号也不方便,往往显示载波时看不清调制仪,屏幕上获得的是三条谱线,即载频和在载频左右的调制频。调制方式越复杂,电子示波器越难显示,频谱分析器的表达能力强,频谱分析仪是名副其实的频域仪器的代表。沟通时间一频率的数字表达方法就是傅里叶变换,它把时间信号分解成正弦和余弦曲线的叠加,完成信号由时间域转换到频率域的过程。 早期的频谱分析仪实质上是一台扫频接收机,输入信号与本地振荡信号在混频器变频后,经过一组并联的不同中心频率的带通滤波器,使输入信号显示在一组带通滤波器限定的频率轴上。显然,由于带通滤波器由无源元件构成,频谱分析器整体上显得很笨重,而且频率分辨率不高。既然傅里叶变换可把输入信号分解成分立的频率分量,同样可起着滤波器类似的作用,借助快速傅里叶变换电路代替低通滤波器,使频谱分析仪的构成简化,分辨率增高,测量时间缩短,扫频范围扩大,这就是现代频谱分析仪的优点了。 矢量信号分析仪是在预定,频率范围内自动测量电路增益与相应的仪器,它有内部的扫频频率源或可控制的外部信号源。其功能是测量对输入该扫频信号的被测电路的增益与相位,因而它的电路结构与频谱分析仪相似。频谱分析仪需要测量未知的和任意的输入频率,矢量信号分析仪则只测量自身的或受控的已知频率;频谱分析仪只测量输入信号的幅度(标量仪器),矢量信号分析仪则测量输入信号的幅度和相位(矢量仪器)。由此可见,矢量信号分析仪的电路结构比频谱分析仪复杂,价位也较高。现代的矢量信号分析仪也采用快速傅里叶变换,以下介绍它们的异同。 频谱分析议和FFT颁谱分析议 传统的频谱分析仪的电路是在一定带宽内可调谐的接收机,输入信号经下变频后由低通滤器输出,滤波输出作为垂直分量,频率作为水平分量,在示波器屏幕上绘出坐标图,就是输入信号的频谱图。由于变频器可以达到很宽的频率,例如30Hz-30GHz,与外部混频器配合,可扩展到100GHz以上,频谱分析仪是频率覆盖最宽的测量仪器之一。无论测量连续信号或调制信号,频谱分析仪都是很理想的测量工具。 但是,传统的频谱分析仪也有明显的缺点,首先,它只适于测量稳态信号,不适宜测量瞬态事件;第二,它只能测量频率的幅度,缺少相位信息,因此属于标量仪器而不是矢量仪器;第三,它需要多种低频带通滤波器,获得的测量结果要花费较长的时间,因此被视为非实时仪器。 既然通过傅里叶运算可以将被测信号分解成分立的频率分量,达到与传统频谱分析仪同样的结果,出现基于快速傅里叶变换(F盯)的频谱分析仪。这种新型的频谱分析仪采用数字方法直接由模拟/数字转换器(ADC)对输入信号取样,再经FFT处理后获得频谱分布图。据此可知,这种频谱分析仪亦称为实时频谱分析仪,它的频率范围受到ADC采集速率和FFT运算速度的限制。
一般而言，网络分析仪在射频及微波组件方面的量测上，是最基本、应用层次也最广的仪器，它可以提供线性及非线性特性组件的量测参数，因此，举凡所有射频主被动组件的仿真、制程及测试上，几乎都会使用到。在量测参数上，它不但可以提供反射系数，并从反射系数换算出阻抗的大小，且可以量测穿透系数，以及推演出重要的S参数及其它重要的参数，如相位、群速度延迟(Group Delay)、插入损失(Insertion Loss)、增益(Gain)甚至放大器的1dB压缩点(Compression point)等。 基本原理 电子电路组件在高频下工作时，许多特性与低频的行为有所不同，在高频时，其波长与实际电路组件的物理尺度相比会相对变小，举例来说，在真空下的电磁波其速度即为光速，则c=λ×f，其中c为光速3×108m/sec，若操作在2.4GHz的频率下，若不考虑空气的介电系数，则波长λ=12.5cm，亦即在短短的数公分内，电压大小就会因相位的偏移而有极大的变化。因此在高频下，我们会使用能量及阻抗的观念来取代低频的电压及电流的表示法，此时我们就会引入前述文章所提「波」的概念。 光波属于电磁波的一种，当我们用光分析一个组件时，会使用一个已知的入射光源测量未知的待测物，当光波由空气到达另一个介质时，会因折射率的不同产生部分反射及部分穿透的特性，例如化学成分分析上使用的穿透及反射光谱。对于同样是属电磁波的射频来说，道理是相通的，光之于折射率就好比微波之于阻抗的概念，当一个电磁波到达另一个不连续的阻抗接口时，同样也会有穿透及反射的行为，从这些反射及穿透行为的大小及相位变化中，就可以分析出该组件的特性。 用来描述组件的参数有许多种，其中某些只包含振幅的讯息，如回返损耗(R.L. Return Loss)、驻波比(SWR Standing Wave Ratio)或插入损失(I.L. Insertion Loss)等，我们称为纯量，而能得到如反射系数(Γ Reflection coefficient)及穿透系数(Τ Transmission coefficient)等，我们称之为向量，其中向量可以推导出纯量行为，但纯量却因无相位信息而无法推导出向量特性。 重要的向量系数 反射特性 在此，我们重点介绍几个重要的向量系数︰首先，我们从反射系数来定义，其中Vrefect为反射波、Vinc为入射波，两者皆为向量，亦即包含振幅及相位的信息，而反射系数代表入射与反射能量的比值，经过理论的演算，可以从传输线的特性阻抗ZO(Characteristic Impedance)得到待测组件的负载阻抗ZL，亦即，在网络分析中，一般使用史密斯图(Smith Chart)来标示不同频率下的阻抗值。另外，反射系数也可以使用极坐标表示：，其中为反射系数的大小，φ则表示入射与反射波的相位差值。
喷油脉冲信号 操作说明 喷油器的驱动器简称喷油驱动器有四种基本类型： 饱和开关型 峰值保持型 博士（BOSCH）峰值保持型 PNP型 喷油脉冲检测操作说明 连接： 用通用探针连接喷油脉冲传感器输出信号线。将一缸信号拾取器夹在一缸高压线上。 操作说明： ●在“电控发动机参数”菜单下点击“喷油脉冲信号”图标，系统即可进入 喷油脉冲传感器波形测试界面，并显示所测得的喷油脉冲传感器波形，如下图所示。 ●用鼠标左键点击“停止”图标（“停止”图标被按下后即变为“测试”图 标），系统即停止测试，再点击此图标即可恢复测试（同时“测试”图标恢复为“停止”图标）。 ●显示的转速、占空比、频率与显示的波形实时对应。 ●在停止状态下可点击“显示调整”图标，在弹出的工具窗口中可对X、Y轴 进行缩放、平移，以便观察。 ●用鼠标左键点击“保存数据”图标可将检测有效结果进行保存。
●用鼠标左键点击“保存波形”图标可将波形保存于指定目录。 ●用鼠标左键点击“图形打印”可对界面有效区域进行图形打印。 ●点击帮助图标可进入帮助系统查看相应技术数据。 ●用鼠标左键点击“返回”图标可返回上级菜单。 喷油脉冲传感器检测 饱和开关型（PFI/SFI）喷油器驱动器
*测试步骤 起动发动机，以2500转/分转速保持油门2-3分钟，直至发动机完全热机，同时燃油反馈系统进入闭环，通过观察屏幕上氧传感器的信号确定这一点。 关掉空调和所有附属电器设备，让变速杆置于停车档或空档，缓慢加速并观察在加速时喷油驱动器喷油时间的相应增加。 A. 从进气管加入丙烷，使混合气变浓，如果系统工作正常，喷油驱动器喷油时间将缩短，它试图对浓的混合气进行修正（高的氧传感器电压）。
1. - To verify the capability of the solid insulation of the module to withstand over-voltage of atmo spheric origin.It also covers over-voltage due to switching of low-voltage equipment. Task / Objective 目的 本试验用于验证组件中固定绝缘材料承受大气环境引起的过电压的能力。它也涉及到由于低电压设备开关in 气的过电压状态。 2. - avim solar production Co., Ltd Gaomi/China. Scope of Application 范围 埃孚光伏制造有限公司 高密/中国 - the work instruction only suit for the CA module. 本作业指导书只适用于CA 组件 3. - None Definitions 术语和定义 无 4. - Technology dept. is responsible for conducting the test. Responsibilities 职责 技术部负责实验的实施。 5. - This test should be done every half a year. Description 描述 本实验每半年进行一次 5.1 Apparatus 实验装置 - Impulse voltage generator 脉冲电压发生器 - Oscilloscope 示波器 5.2 Testing appraoch 测试方法 - For the purposes of test reproducibility,this test is conducted under the conditions of roon temperature and relative humidity of less than 75%.The procedure os as follows. 为保证试验的重复性，本实验应在室温和相对湿度小于75%的条件下进行。程序如下： - Cover the whole module with a copper https://www.doczj.com/doc/e69605319.html,mect the foil to the negative teminal of the impulse voltage generator. 用铜箔覆盖整个组件（未安装边框的组件），连接铜箔至脉冲发生器的负极； - Connect the shorted output teminals of the module to the positive terminal of the impulse voltage generator. 将组件输出端短接，并与脉冲电压发生器的正极相连；
4 脉冲信号产生电路 4.1 实验目的 1．了解集成单稳态触发器的基本功能及主要应用。 2．掌握555定时器的基本工作原理及其性能。 3．掌握用555定时器构成多谐振荡器、单稳态触发器的工作原理、设计及调试方法。 4.2 实验原理 1．集成单稳态触发器及其应用 在数字电路的时序组合工作中，有时需要定时、延时电路产生定时、展宽延时等脉冲，专门用于完成这种功能的IC，就是“单稳延时多谐振荡器”，也称“单稳触发器”。其基本原理是利用电阻、电容的充放电延时特性以及电平比较器对充放电电压检测的功能，实现定时或延时，只需按需要灵活改变电阻、电容值大小，就可以取得在一定时间范围的延时或振荡脉冲输出。常用的器件有LS121/122、LS/HC123、LS/HC221、LS/HC423、HC/C4538及CC4528B等。 集成单稳态触发器在没有触发信号输入时，电路输出Q=0，电路处于稳态；当输入端输入触发信号时，电路由稳态转入暂稳态，使输出Q=1；待电路暂稳态结束，电路又自动返回到稳态Q=0。在这一过程中，电路输 出一个具有一定宽度的脉冲，其宽度与电路的外接定时元件C ext 和R ext 的数 值有关。 图4-1
集成单稳态触发器有非重触发和可重触发两种，74LS123是一种双可重触发的单稳态触发器。它的逻辑符号及功能表如图4-1、表4-1所示。 在表4-1中“正”为正脉冲，“负”为负脉冲。 LS/HC123的特点是，复位端CLR也具有上跳触发单稳态过程发生的功能。 在C ext >1000pF时，输出脉冲宽度t w ≈0.45R ext C ext 。 器件的可重触发功能是指在电路一旦被触发（即Q=1）后，只要Q还未恢复到0，电路可以被输入脉冲重复触发，Q=1将继续延长，直至重复触发的最后一个触发脉冲的到来后，再经过一个t w （该电路定时的脉冲宽度）时间，Q才变为0，如图4-2所示： 图4-2 74LS123的使用方法： （1）有A和B两个输入端，A为下降沿触发，B为上升沿触发，只有AB=1时电路才被触发。 （2）连接Q和A或Q与B，可使器件变为非重触发单稳态触发器。 （3）CLR=0时，使输出Q立即变为0，可用来控制脉冲宽度。 （4）按图4-3、3-5-4连接电路，可组成一个矩形波信号发生器，利用开关S瞬时接地，使电路起振。 图4-3 图4-4 2．555时基电路及其应用 555时基电路是一种将模拟功能和数字逻辑功能巧妙地结合在同一硅片上的新型集成电路，又称集成定时器，它的内部电路框图如图4-5所示。 图4-5 电路主要由两个高精度比较器C 1、C 2 以及一个RS触发器组成。比较器 的参考电压分别是2/3V CC 和1/3V CC ，利用触发器输入端TR输入一个小于 1/3V CC 信号，或者阈值输入端TH输入一个大于2/3V CC 的信号，可以使触发 器状态发生变换。CT是控制输入端，可以外接输入电压，以改变比较器的参考电压值。在不接外加电压时，通常接0.01μF电容到地，DISC是放电输入端，当输出端的F=0时，DISC对地短路，当F=1时，DISC对地开路。 R D 是复位输入端，当R D =0时，输出端有F=0。 器件的电源电压V CC 可以是+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，当 电源电压为+5V时，电路输出与TTL电路兼容。555电路能够输出从微秒级到小时级时间范围很广的信号。 （1）组成单稳态触发器 555电路按图4-6连接，即构成一个单稳态触发器，其中R、C是外接定时元件。单稳态触发器的输出脉冲宽度t w ≈1.1RC。 图4-6 （2）组成自激多谐振荡器 图4-7 自激多谐振荡器电路 按图4-7连接，即连成一个自激多谐振荡器电路，此电路的工作过程
频谱分析仪的使用方法 13MHz信号。一般情况下，可以用示波器判断13MHz电路信号的存在与否，以及信号的幅度是否正常，然而，却无法利用示波器确定13MHz电路信号的频率是否正常，用频率计可以确定13MHz电路信号的有无，以及信号的频率是否准确，但却无法用频率计判断信号的幅度是否正常。然而，使用频谱分析仪可迎刃而解，因为频谱分析仪既可检查信号的有无，又可判断信号的频率是否准确，还可以判断信号的幅度是否正常。同时它还可以判断信号，特别是VCO信号是否纯净。可见频谱分析仪在手机维修过程中是十分重要的。 另外，数字手机的接收机、发射机电路在待机状态下是间隙工作的，所以在待机状态下，频率计很难测到射频电路中的信号，对于这一点，应用频谱分析仪不难做到。 一、使用前须知 在使用频谱分析仪之前，有必要了解一下分贝(dB)和分贝毫瓦(dBm)的基本概念，下面作一简要介绍。 1．分贝(dB) 分贝是增益的一种电量单位，常用来表示放大器的放大能力、衰减量等，表示的是一个相对量，分贝对功率、电压、电流的定义如下： 分贝数：101g(dB) 分贝数=201g(dB) 分贝数=201g(dB) 例如：A功率比B功率大一倍，那么，101gA／B=10182’3dB，也就是说，A功率比B功率大3dB， 2．分贝毫瓦(dBm) 分贝毫瓦(dBm)是一个表示功率绝对值的单位，计算公式为： 分贝毫瓦=101g(dBm) 例如，如果发射功率为lmw，则按dBm进行折算后应为：101glmw／1mw=0dBm。如果发射功率为40mw，则10g40w／1mw--46dBm。 二、频谱分析仪介绍 生产频谱分析仪的厂家不多。我们通常所知的频谱分析仪有惠普(现在惠普的测试设备分离出来，为安捷伦)、马可尼、惠美以及国产的安泰信。相比之下，惠普的频谱分析仪性能最好，但其价格也相当可观，早期惠美的5010频谱分析仪比较便宜，国产的安泰5010频谱分析仪的功能与惠美的5010差不多，其价格却便宜得多。 下面以国产安泰5010频谱分析仪为例进行介绍。 1．性能特点 AT5010最低能测到2.24uv，即是-100dBm。一般示波器在lmv，频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000倍。如用频率计测频率时，有的频率点测量很难，有的频率点测最不准，频率数字显示不稳定，甚至测不出来。这主要足频率计灵敏度问题，即信号低于20mv频率计就无能为力了，如用示波器测量时，信号5％失真示波器看不出来，在频谱仪上万分之一的失真都能看出来。
E题脉冲信参数测量仪 报告 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
脉冲信号参数测量仪 摘要：本设计选用 FPGA 作为数据处理与系统控制的核心，采用FPGA与单片机相结合的方式制备出可测量脉冲信号频率、占空比、幅度、上升时间的测量仪以及标准脉冲信号发生器。本设计由以下功能模块构成：前端信号处理模块、峰值检波模块、窗口比较器模块、幅值升压模块等。利用FPGA的强大处理能力，完成数字信号处理，并将处理后的信号送至单片机进行显示，设计中综合运用了电容去耦、滤波以及同轴电缆等抗干扰措施，减少了电路干扰。在FPGA内有等精度测频模块、占空比测量模块和上升时间测量模块、标准脉冲产生模块等。显示与校准通过单片机完成。 关键词：峰值检波窗口比较器脉冲参数测试仪标准脉冲信号发生器 一、系统方案 1.方案论证与比较 方案一：图1所示为中规模电路脉冲信号测量仪。此方案采用中规模数字电路构成，主要由比较器、功能选择、量程选择、计数器和控制模块组成。该方案电路复杂，频带过窄，功能不强，实现起来比较困难。故不采用此方案。 图1 小规模数字电路原理框图 方案二：图2所示为纯单片机方案，该方案以单片机为核心。门控信号由单片机内部计数定时器产生。该方案成本低，但受单片机本身限
制，其时序控制能力弱，处理速度慢，无法达到本次设计要求。故不采用此方案。 图2 纯单片机方案原理框图 方案三：图3所示为FPGA与单片机相结合的方案。此方案中，FPGA 构成主要测量模块，输入信号经过前端处理电路，得到5V信号输入到FPGA中。单片机控制FPGA完成各种测量功能并显示测量数据。该方案外围元件相对较少，对高速信号处理速度快，精度高，且控制灵活、可靠性高。 图3 FPGA与单片机结合方案原理框图 综上所述，本设计拟采用方案三。 2.总体方案设计 当进行频率测量时，脉冲信号进入前置分挡模块。当信号较大时衰减，当信号较小时放大。在放大模块中，高频信号通过高速放大器，低频信号通过精密放大器，使输入波形均为幅值适中的脉冲，直接进入FPGA进行计算测量。FPGA中，采用等精度测频方法进行测频和测占空比，利用基本上升时间测量模式进行两个信号的上升时间测量。单片机完成数据读取及校准功能。测量幅值时经过峰值检测并保持电路，再经单片机AD采集测出。 二、理论分析与计算 1.频率测量方法
2016年TI杯江苏省大学生电子设计竞赛题目: 脉冲信号参数测量仪 题目编号： E题 参赛队编号： 参赛队学校： 参赛队学生： 二○一六年七月
目录 摘要 (1) 1.设计方案工作原理 (1) 1.1方案选择 (1) 1.2总体方案设计 (2) 2.核心部件电路设计 (3) 2.1高速缓冲电路 (3) 2.2自动增益电路 (3) 2.3高速比较器电路 (4) 2.4放大电路 (5) 3.系统软件设计分析 (5) 3.1 CPLD数据处理 (5) 4.竞赛工作环境条件 (6) 4.1设计分析软件环境 (6) 4.2仪器设备硬件平台 (6) 5.作品成效总结分析 (6) 5.1脉冲信号频率测量 (6) 5.2脉冲信号占空比测量 (7) 5.3脉冲信号幅值测量 (7) 5.4脉冲信号上升时间测量 (8) 6.参考文献 (8) 附录.................................................................................................. 错误！未定义书签。
脉冲信号参数测量仪 摘要：本作品以美国德州仪器（TI）生产的16位超低功耗单片机MSP430F169作为主控芯片，利用CPLD技术实现矩形脉冲信号的频率、占空比、上升时间的测量，并且利用CPLD产生一个标准矩形脉冲信号。本设计外围硬件电路主要由高速缓冲降压模块、AGC自动增益模块、幅度测量模块组成，通过对上述模块的合理整合，设计并制作了一个性能较好的脉冲信号参数测量仪。由于采用了AGC模块，系统实现了全程自动增益控制，稳定输出电压。 针对矩形脉冲信号的特点，本设计采用多种抗干扰措施，对电路布线进行优化，并合理运用低噪声芯片OP07、OPA690、VCA810、THS3001、TLV3501。后期，利用ADS1115及Matlab，对测试数据进行合理的分析，以优化算法系统，进一步提高了精度。 该脉冲信号参数测量仪结构简单，性能稳定，功能完善，达到了各项设计指标。关键词：脉冲信号参数测量仪；CPLD ；AGC ；TLV3501 ；Matlab； 1.设计方案工作原理 1.1方案选择 本方案主要由THS3001缓冲模块、AGC自动增益模块、TLV3501高速比较模块、ADS1115模块组成，实现脉冲信号频率、占空比、幅度、上升时间测量。 1、主控部件选择 方案一：采用CPLD作为参数测量仪的主控芯片，完成参数测量及实时显示等全部功能。CPLD具有可编程和大规模集成的特点，此方案可以使电路大为简化，但此设计仅使用PLD不能充分发挥其特点及优势，导致系统性能降低。因此不采用此方案。 方案二：采用FPGA作为主控芯片，FPGA外围拓展功能更多，但在运行速度、编程灵活性以及使用方便性上CPLD优于FPGA,即在电路结构上FPGA更复杂，因此不采用此方案。 方案三：采用CPLD和单片机相结合的方案。分别利用CPLD在信号处理高速稳定方面以及单片机在逻辑运算、智能控制方面的优越性，使得电路不仅能够简化，而且能够达到设计要求，因此选择方案三。 2、频率测量 方案一：采用周期法。需要有标准倍的频率，在待测信号的一个周期内，记录标准频率的周期数，这种方法的计数值会产生±1个脉冲误差，并且测试精度与计数器中的记录的数值有关，为了保证测试精度，测周期法仅适用于低频信号的测量。
郑州工业应用技术学院 课程设计说明书 题单片机脉冲信号测量 姓名： 院（系）：信息工程学院专业班级：计算 机科学与技术学号： 指导教师： 成绩： 时间：年月日至年月日
摘要 脉冲信号测量仪是一种常用的设备，它可以测量脉冲信号的脉冲宽度，频率等参数，并用十进制数字显示出来。利用定时器的门控信号GATE进行控制可以 实现脉冲宽度的测量。在单片机应用系统中，为了便于对LED显示器进行管理，需要建立一个显示缓冲区。本文介绍了基于单片机AT89C51的脉冲信号参数测量仪的设计。该设计可以对脉冲信号的宽度，频率等参数进行测量。 关键词：脉冲信号；频率；宽度；单片机AT89C51
目录 摘要............................................................... I 目录............................................................... II 第一章技术背景及意义 (1) 第二章设计方案及原理 (2) 第三章硬件设计任务 (3) 第四章软件结论 (12) 第五章参考文献 (13) 第六章附录 (14)
第一章技术背景及意义 单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中央处理器、存储器和I/O 接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。由于单片机稳定可靠、物美价廉、功耗低，所以单片机的应用日益广泛深入，涉及到各行各业，如工业自动化、智能仪表与集成智能传感器、家用电器等领域。单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔范围以及带来的经济效益，更重要的意义在于，单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统的设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在使用单片机通过软件就能实现了。随着单片机应用的推广普及，单片机控制技术将不断发展，日益完善。因此，本课程设计旨在巩固所学的关于单片机的软件及硬件方面的知识，激发广大学生对单片机的兴趣，提高学生的创造能力，动手能力和将所学知识运用于实践的能力。 中断功能是一种应用比较广泛的功能，它指的是当CPU正在处理某件事情的时候，外部发生了某一件事（如一个电平的变化，一个脉冲沿的发生或定时器计数溢出等）请求CPU迅速去处理，于是，CPU暂时终止当前的工作，转去处理所发生的事件。中断服务处理完该事件以后，再回到原来被中止的地方继续原来的工作，这样的过程称为中断。本文中用到了定时器T0溢出中断，以实现软件延时。脉冲信号测量仪是一种常用的设备，它可以测量脉冲信号的脉冲宽度，脉冲频率等参数。
变频器的电压检测电路（新） ——正弦变频器电压检测实际电路分析 一、电路构成和原理简析 电压检测电路，是变频器故障检测电路中的一个重要组成部分，旨在保障使IGBT 逆变电路的工作电源电压在一特定安全范围以内，若工作电源危及IGBT （包含电源本身的储通电容）器件的安全时，实施故障报警、使制动电路投入工作、停机保护等措施。此外，少数机型还有对输出电压的检测，在一定程度上，起到对IGBT 导通管压降检测的同样作用，取代驱动电路中IGBT 的管压降检测电路。 1、电压检测电路的构成、电压采样方式及故障表现 图1 电路检测电路的构成（信号流程）框图 1、电压检测电路的电压采样形式（前级电路） 1）直接对DC530V 电压采样 78L05C 8 P N 图2 DC530V 电压检测电路之一 直接对P 、N 端DC530V 整流后电源电压进行进行采样，形成电压检测信号。如阿尔法ALPHA2000型变
频器的电压检测电路，如图2所示。 电路中U14线性光耦合器的输入侧供电，由开关变压器的独立绕组提供的交流电压，经整流滤波、由78L05稳压处理得到5V 电源所提供，电源地端与主电路N 端同电位。输出侧供电，则由主板+5V 所提供。 直流回路P 、N 端的DC530V 电压，直接经电阻分压，取得约120mV 的分压信号，输入U14（线性光耦合器，其工作原理前文已述）进行光、电隔离与线性放大后，在输出端得到放大了的检测电压信号，再由LF353减法放大器进一步放大，形成VPN 直流电压检测信号，经CNN1端子，送入MCU 主板上的电压检测后级电路。 2）由开关变压器次级绕组取得采样电路信号 +5V -42V 图3 DC530V 电压检测电路之二 N +5V N1输入电压波形示意图V T 截止 VT 饱合导通 0V 530V 5V 0V -42V N3输出电压波形示意图 压采样等效电路T1 图4 直流回路电压采样等效电路及波型示意图 主电路的DC550V 直流电压检测信号，并不是从主电路的P 、N 端直接取得，而是“间接”从开关电源的二次绕组取出，这是曾经令一些检修人员感到困惑、找不到电压检测信号是从何处取出的一件事情，也成为该部分电路检修的一个障碍。电压采样电路如上图4所示。 在开关管VT 截止期间，开关变压器TRAN 中储存的磁能量，由次级电路进行整流滤波得到+5V 工作电源，释放给负载电路；在VT 饱和导通期间，TC2从电源吸取能量进行储存。 N3二级绕组上产生的电磁感应电压，正向脉冲出现的时刻对应开关管的截止时间，宽度较大，幅值较低，经二极管D12正向整流后提供负载电路的供电，有电流释放回路；反向脉冲出现的时刻对应开关管的饱和导通时间，宽度极窄，但并不提供电流输出，回路的时间常数较大（不是作为供电电源应用，只是由R 、C 电路取得电压检测信号），故能在电容C17上维持较高的幅值。开关管VT 饱合导通时，相当于将N1绕组直接接入530V 电源，因而在同一时刻N3绕组此时所感应的负向脉冲电压，是直接反映N1绕组供电电压高低的，并与其成线性比例关系——N3绕组感应电压的高低，仅仅取决于N1、N3绕组的匝数比。整
一、用途 电气、电子产品实际使用过程中会受到以传导方式传入的脉冲信号干扰；脉冲群发生器是模拟环境中的脉冲信号并将其以传导方式施加到产品工作环境中检测设备，用于检测电气、电子产品对电快速瞬变脉冲群抗扰度是否符合设计要求。
二、外形简介 2.1工作平台 脉冲群发生器：脉冲群信号产生装置，型号为NSG 3060，可扩展浪涌等模块 耦合去耦网络：将脉冲群信号耦合到三相电路中，用于对电源施加脉冲群干扰，型号为CDN 3063 脉冲群耦合钳：将脉冲群信号耦合到数据线中，用于对485线路施加脉冲群干扰，型号为CDN 3425 485线：用于连接电力终端与电表，一端连接集中器或采集器，另一端连接电表 测试台：用于放置待测设备 测试台 脉冲群发生器 脉冲群耦合钳 485线 耦合去耦网络
脉冲群发生器 耦合去耦网络 调压器电源 接地线 调压器 调压器：三相电压调节器，用于调节耦合去耦合网络的输入电压，默认状态为380V 调压器电源：用于输入环境中的实际三相电源 接地线：基于设备、人员安全考虑，接真正的大地
2.2脉冲群测试仪 三相电源输入端口 信号耦合器电源线 耦合去耦网络开关 脉冲群发生器开关 脉冲群发生器电源线 显示屏 单相电源输出线 三相电源耦合输出端口 三相电源耦合输出线 参数调节旋钮 按键组 数据输出线 工作指示灯 耦合去耦网络脉冲群数据线输入端口
显示屏：显示脉冲群发生器操作参数，为触摸屏 按键组：左边三个分别为：启动、暂停、停止键；右边三个为参数调节进制，分别为1、10、100 参数调节旋钮：旋转可调节参数大小 工作指示灯：power（电源指示灯）、pulse（脉冲信号指示灯）、Hige Voltage（高电压指示灯）、EUT Power（待测设备供电指示灯）、Error（错误指示灯） 单相电源输出线：脉冲群信号通过两条单相电源线输出给耦合去耦网络 数据输出线：脉冲群信号通过数据线输出脉冲群耦合钳 三相电源耦合输出端口：耦合去耦网络将施加到单相电源的脉冲群信号转变为施加到三相电源的脉冲群信号，最右端的PE端口一般不用，空置即可 三相电源耦合输出线：用于给待测设备提供已施加脉冲群信号的三相电源 三相电源输入端口：将三相电源输入给耦合去耦网络，用于耦合脉冲群信号 耦合去耦网络脉冲群数据线输入端口：目前不用，空置即可 三、供电 脉冲群发生器、耦合去耦网络接普通220V民用电源即可
基于GPS的电压向量测量的新方法及其应用 摘要：本文介绍了一种应用GPS时钟同步采样技术测量电压互感器二次线路压降的新方法，该方法结合对50Hz工频信号锁相倍频产生计数脉冲的方式，测量压降的相位差，使检测具有线路简单、测量时间短、功耗低、性价比高等特点。 关键词：GPS 电压互感器二次压降 随着电力系统体制改革的深化，厂网分家的模式已初步形成。发电厂上网电量及电网间电量交换的精确计量直接关系到结算双方的经济利益，因此减小电能计量装置的综合误差是十分重要的。实际测试的结果表明，电能计量综合误差中电压互感器（TV）二次加路电压降引起的计量误差最为突出，大约占电费收入的1%-2%甚至更多，电费数百万元。为减小该误差，目前普遍通过铺设测试电缆进行压降的检测，再通过电压器进行跟踪补偿。这种方法测量功能有限，而且需要铺设很长的电缆，在距离远、地形复杂的地方甚至无法进行，这类装置使用麻烦且不能实现在线监测。因而开发种测量精度高、无需铺设专用电缆、具有远程通信功能的新型电压互感器二次回路压降自动跟踪补偿及监测装置很有必要。 基于全球卫星定位系统（GPS）的电压互感器二次线路压降自动跟踪补偿装置能很好地解决以上问题。装置以GPS信号作为TV二次线路两端数据采集的同步信号，同步测量TV 输出端口和电能表输入端口的电压向量，结合锁相倍频技术，使系统的准确性和稳定性得到保证；并以电力线载波通信的方式进行数据通信，免去了铺设电缆的麻烦和安全隐患；通过D/A转换实时进行电压补偿，从而达到自动跟踪补偿的目的。 1 自动跟踪补偿装置的总体结构 基于GPS的电压互感器二次线路压降载波式自动跟踪补偿装置由测量主机和测量从机两部分构成。主机除了测量二次仪表输入口的电压参数以外，还向从机发送控制命令并接收测量数据，计算二次线路压降，通过D/A转换输出补偿电压，通过串口与上位机通讯实现远程监控和数据共享。从机结构与主机类似，只是没有D/A补偿模块，它能与主机通讯，按主机命令对TV输出端口的电压参数进行测量，并将实时数据及时地发送到测量主机。 装置的设计主要包括以下内容：（1）基于GPS的高精度时间同步测量单元的设计：GPS 系统1PPS（秒脉冲信号）及100PPS和串口时间代码的提取、同步测量电压向量及计算处理二次压降。（2）电力线载波通信模块的设计：电力线波通信线路要求具备双工通信的能力、比较稳定的相移特性，以及足够的输出功率。经过反复试验比较，在TV二次线路上采用专用的电力载波数据通信芯片LM1893设计电力载波数据通信模块，通信距离达500m，能够满足现场检测的需要。（3）D/A补偿模块的设计：在单片机计算处理后的二次压降补偿值通过D/A转换器转换成模拟量，通过功率放大器后串联迭加到二次仪表输入端口，对二次线路上的电压损失进行补偿。 2 基于GPS的电压向量测量 压降测量是通过分别检测TV二次线路两端的电压向量（应检测出幅值和相位），然后将两端测量值相减从而得出线路压降值的幅值差和相位差。电压的幅值测量较易满足要
频谱分析仪介绍 生产频谱分析仪的厂家不多。我们通常所知的频谱分析仪有惠普(现在惠普的测试设备分离出来，为安捷伦)、马可尼、惠美以及国产的安泰信。相比之下，惠普的频谱分析仪性能最好，但其价格也相当可观，早期惠美的5010频谱分析仪比较便宜，国产的安泰5010频谱分析仪的功能与惠美的5010差不多，其价格却便宜得多。 下面以国产安泰5010频谱分析仪为例进行介绍。 1．性能特点 AT5010最低能测到2.24uv，即是-100dBm。一般示波器在lmv，频率计要在20mv以上，跟频谱仪比相差10000倍。如用频率计测频率时，有的频率点测量很难，有的频率点测最不准，频率数字显示不稳定，甚至测不出来。这主要足频率计灵敏度问题，即信号低于20mv频率计就无能为力了，如用示波器测量时，信号5％失真示波器看不出来，在频谱仪上万分之一的失真都能看出来。 但需注意的是，频谱仪测量的是高频信号，其高灵敏度也就决定了，要注意被测信号的幅度范围，以免损坏高频头，在2.24uv-1V之间，超过其范围应另加相应的衰减器。 AT5010频谱分析仪频率范围在0.15～1000MHz(1G)，其系列还有3G、8G、12G等产品。 AT5010频谱分析仪可同时测量多种(理论上是无数个)频率
及幅度，Y轴表示幅度，X轴表示频率，因此能直观的对信号的组成进行频率幅度和信号比较，这种多对比件的测量，示波器和频率计是无法完成的。 2．性能指标 (1)频率 频率范围：0．15—1050MHz 中心频率显示精度：士lOOkHz 频率显示分辨率：lOOkHz 扫频宽度：100kHz／格—100MHz／格 中频带宽(一3dB)：400kHz和20kHz 扫描速度：43Hz (2)幅度 幅度范围：一100～+13dBm 屏幕显示范围：80dBm(10dB／格) 参考电平：一27-13dBm(每级10dB) 参考电平精度：±2dD 平均噪声电平：一99dBm (3)输入。 输入阻抗：50n 插座：BNC 衰减器：0~40dB 输入衰减精度：±1dDm
电磁干扰测量与诊断 当你的产品由于电磁干扰发射强度超过电磁兼容标准规定而不能出厂时，或当由于电路模块之间的电磁干扰，系统不能正常工作时，我们就要解决电磁干扰的问题。要解决电磁干扰问题，首先要能够“看”到电磁干扰，了解电磁干扰的幅度和发生源。本文要介绍有关电磁干扰测量和判断干扰发生源的方法。 １．测量仪器 谈到测量电信号，电气工程师首先想到的可能就是示波器。示波器是一种将电压幅度随时间变化的规律显示出来的仪器，它相当于电气工程师的眼睛，使你能够看到线路中电流和电压的变化规律，从而掌握电路的工作状态。但是示波器并不是电磁干扰测量与诊断的理想工具。这是因为： A. 所有电磁兼容标准中的电磁干扰极限值都是在频域中定义的，而示波器显示出的时域波形。因此测试得到的结果无法直接与标准比较。为了将测试结果与标准相比较，必须将时域波形变换为频域频谱。 B. 电磁干扰相对于电路的工作信号往往都是较小的，并且电磁干扰的频率往往比信号高，而当一些幅度较低的高频信号叠加在一个幅度较大的低频信号时，用示波器是无法进行测量。 C. 示波器的灵敏度在mV级，而由天线接收到的电磁干扰的幅度通常为V级，因此示波器不能满足灵敏度的要求。 测量电磁干扰更合适的仪器是频谱分析仪。频谱分析仪是一种将电压幅度随频率变化的规律显示出来的仪器，它显示的波形称为频谱。频谱分析仪克服了示波器在测量电磁干扰中的缺点，它能够精确测量各个频率上的干扰强度。 对于电磁干扰问题的分析而言，频谱分析仪是比示波器更有用的仪器。而用频谱分析仪可以直接显示出信号的各个频谱分量。 1.1 频谱分析仪的原理 频谱分析仪是一台在一定频率范围内扫描接收的接收机，它的原理图如图1所示。 图1 频谱分析仪的原理框图
在科学研究和生产实践当中，周期脉冲信号是很常见的。如何检测周期脉冲信号的丢失，或因故障丢失周期脉冲信号需要报警的情况也是经常碰到的。本文给出了解决这类问题的办法，并通过理论分析给出了检测周期脉冲信号丢失的实用电路。 1 可重触发的单稳态电路 众所周知，所谓单稳态是指电路只有一个稳定状态，另一个是暂稳态。如电路输出稳定状态为低电平Ｌ，当输入信号到达后，电路输出变为高电平Ｈ，但是高电平状态只是暂时的，过了一定时间后它又自动回到稳定状态Ｌ。输入i u 的周期Ｔ小于输出 o u 的脉冲宽度W T 。（由W T 电路定时元件的 参数决定，定时元件参数不变，输出o u 的脉冲宽度W T 就不变），当电路在暂稳态期间若再来输入脉冲，输入脉冲对电路不起作用，只有当电路回到稳态后，再来输入脉冲信号才能触发单稳态再次动作。此种电路称为不可重复触发的单稳态电路。单稳态电路的作用一般是定时、延时、和波形整形。定时、延时的时间就是W T 。 当单稳态电路在暂稳态期间若再来输入脉冲，输出从此时刻开始再延迟W T 的宽度，此种单稳态电路为可重复触发的单稳态电路。可重复触发的单稳态电路若i u 为周期脉冲信号，且其周期Ｔ小于W T ，只要输入信号i u 正常，则o u 一直是暂稳态，这种情况输入i u 和输出o u 的波形如图（１）所示。 丢失周期脉冲信号的检测电路 许立新 李金民 (西京学院 西安 710123) 摘 要：本文通过对可重触发的单稳态电路的分析，得出了只要可重触发单稳态触发器的输出脉冲宽度大于输入周期脉冲信号的周期Ｔ，就可用可重触发的单稳态触发器构成检测周期脉冲信号丢失的电路。本文用芯片ＣＤ４５３８给出了实用的丢失周期脉冲信号的检测和报警电路。关键词：周期脉冲信号 单稳态 可重单稳态中图分类号：ＴＮ７８文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２０１０）０４（ｂ）－００６８－０２ 2 丢失周期脉冲信号的检测电路实例 利用可重复触发的单稳态电路可以构成丢失周期脉冲信号的检测电路。可重复触发的单稳态电路有多种，ＣＤ４５３８是双可重复触发的单稳态集成芯片，它的引脚排列如图（２）所示。 查ＣＤ４５３８的功能表知，端为清“０”端，低电平有效，它的稳定状态是Ｑ＝Ｌ，Q ＝Ｈ，当CLR ＝Ｈ，Ｂ输入端接高电平时，Ａ 输入端来一个脉冲上升沿，则Ｑ＝Ｈ，Q ＝Ｌ，电路进入暂稳态。ＣＤ４５３８的W T 决定外接的定时元件Ｒｅｘｔ和Ｃｅｘｔ，其 W T ＝Ｒｅｘｔ﹒Ｃｅｘｔ（１） 若输入周期脉冲信号i u 的周期是Ｔ，可重触发单稳的输出脉冲宽度为W T ，当 W T ＝１．５Ｔ左右时，只要输入i u 的周期脉冲 正常，则输出o u 就一直处在高电平状态（暂稳态）如图（１）所示。假设i u 的第４个脉冲丢失，第５个脉冲又正常，则输入i u 与输出o u 的波形如图（３）所示（图示为i u 从ＣＤ４５３８的Ａ端输入，i u 需要正的窄脉冲）。由图（３）的波形知，由于第４个周期信号丢失，单稳态电路又回到稳态低电平，当第５个输入脉冲再来时，输出o u 又为暂稳态高电平，据此可以 将丢失的周期脉冲信号检测出来。 如某自动工作的冲床，每３秒钟冲压一个工件，通过光电传感器使冲压工件的个数转换成脉冲数，每冲压一个工件，通过光电转换电路产生一个计数脉冲，计数脉冲的周期Ｔ＝３Ｓ。若间隔４．５Ｓ左右未来脉冲信号，说明工作不正常，应该报警。由ＣＤ４５３８构成的报警电路如图（４）所示。图（４）中计数部分用四位计数，锁存译码驱动，显示电路构成（图中未画出具体电路）。周期脉冲的上 升沿触发计数器。经光电转换，放大整形后的信号1i u 的周期Ｔ＝３Ｓ，若1i u 的脉冲宽度ｔｐ＝０．２ｓ，经过ＲＣ微分电路及二极管Ｄ的限幅作用后，得到周期Ｔ＝３Ｓ的正尖脉冲信号 i u （如图（３）中的i u ） 微分电路参数的选择原则是 τ＝ＲＣ＜＜ｔｐ（２） 本例选Ｃ＝１F μ，Ｒ＝２０ ? K ，可以满足式 （２）的要求。 图1 图2图3 (下转70页)