南理工电工电子综合实验仿真实验论文
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裂相(分相)电路的设计及其电压、功率与负载关系的讨论南京理工大学XXXX学院摘要:本文主要利用Multisim14.0仿真设计软件模拟的裂相电路。
设计将单相交流源分裂成分裂成相位差为90°的两相电源和相位差为120°的对称三相电压电路。
研究其电压与负载的关系曲线并且论证了当负载为空载时功耗最小。
最后讨论分相电路的用途。
关键词:裂相电路单相电源多相电源负载电压功率引言:分相电路可以把交流电压源分裂成具有相位差的多相电源,而多相电路性能稳定,与单相电路相有很多优越性,裂相技术在实际应用中还有很大的潜力有待开发。
本文主要是研究如何将一个单相的交流电源分裂成多相交流电源的问题。
通过实验,研究裂相后的电源接不同性质负载时电压的变化。
正文:(1)实验材料与设备装置:(2)实验过程与结果讨论:一、将单相交流电源(220V/50Hz )分裂成相位差为90°两相电源。
实验原理:把电源Us 分裂成U1和U2两个输出电压。
如下图所示为RC 分相电路中的一种,它可将输入电压Us 分裂成U1和U2两个输出电压,且使U1和U2的相位差为90度。
电路原理图如图1,图2。
图1 图2图中输出的电压U1和U2分别和输入电压Us 为:Us U 1=2)11(11C wR + (1)UsU 2=2)221(11C wR + (2)对输入电压Us 而言,输出电压U1和U2与其的相位为:Φ1=-tg 1-(wR1C1) (3)Φ2=tg1-(221C wR ) (4)或ctgφ2=wR2C2=-tg(φ2+90°) (5)若R1C1=R2C2=RC (6)必有φ1-φ2=90° (7)一般而言,φ1和φ2与角频率w 无关,但为使U1与U2数值相等,可令wR1C1=wR2C2=1 (8)实验过程:1、根据上面的原理要求设计出电路图,如图三。
空载时的输出波形及电压如图4,图5图3 图4图52、接入负载后测量并作电压—负载特性曲线。
电子电工综合实验(Ⅱ)实验报告—多功能数字计时器设计姓名: 学号:学院(系):电子工程与光电技术学院专业: 通信工程指导:电子技术中心实验日期: 2012年9月目录1.电路目的 (3)2.设计内容简介及要求 (3)3.实验原理 (3)3.1 整体设计原理 (3)3.2秒信号发生器 (4)3.3 计数器 (5)3.4 清零电路 (6)3.5 校分电路 (7)3.6 报时电路 (7)4.遇到的问题及解决方法 (8)4.1 调试过程 (8)4.2问题与解决 (9)4.3感想与体会 (9)5.附录 (10)5.1参考文献 (10)5.2电路总图 (11)5.3元件清单 (11)5.4芯片引脚图 (12)一.实验目的1.巩固所学集成电路的工作原理和使用方法,学会在单元电路的基础上进行小型数字系统设计;2.培养大家的动手能力,独立完成实验电路的连接;3.增强分析问题与解决问题的能力,通过发现问题和解决问题对集成电路形成更全面的认识,提高调试电路的实验技能。
二.设计内容简介与要求设计制作一个0分00秒~9分59秒的多功能计时器,要求如下:1)设计一个脉冲发生电路,为计时器提供秒脉冲(1HZ),为报时电路提供驱动蜂鸣器的高低脉冲信号(1KHZ、2KHZ);2)设计计时电路:完成0分00秒~9分59秒的计时、译码、显示功能;3)设计清零电路:具有开机自动清零功能,并且在任何时候,按动清零开关,可以对计时器进行手动清零。
4)设计校分电路:在任何时候,拨动校分开关,可进行快速校分。
(校分隔秒)5)设计报时电路:使数字计时器从9分53秒开始报时,每隔一秒发一声,共发三声低音,一声高音;即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音(频率1kHz),9分59秒发高音(频率2kHz);6)系统级联。
将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。
三.实验原理3.1 整体设计原理数字计时器是一个对标准频率(1Hz)进行计数的计数电路。
由于计数的起始时间与所需要的起点可能会不相同,所以需要在电路上加一个校分电路,以便将分时刻跳到想要的时刻,这也是为了让蜂鸣器尽快的响起。
电工电子综合实验回转器仿真论文院系:学号:姓名:回转器电路的设计摘要:理想回转器的功能主要依靠运算放大器来实现,它的主要特性是能够把输出输入两端的电流与电压“回转”。
工业生产中,在大规模集成电路中,通常利用回转器的这一特性,将电容元件回转成电感元件。
关键词:回转器电容回转参数运算放大器模拟电感引言:回转器是一种二端口网络元件,具有把一个端口的电压(或电流)“回转”为另一端口上的电流(或电压)的能力。
所以回转器可以把电容“回转”成电感,而这在工程上有重大意义。
在微电子器件中电容易于集成,而电感难以集成,利用回转器和电容来模拟电感可以解决这个问题。
本次实验研究将利用运算放大器完成回转器的设计及应用,利用运算放大器设计一个简单的回转器,并测量其回转参数,最后用自己设计的回转器将电容回转成电感。
通过本次研究,可以使我们对回转器的原理及应用有更深一步的了解。
正文:实验要求用运算放大器设计一个回转器电路(1)推导其基本方程。
(2)测量其回转参数g,验证其满足基本方程。
(3)将负载电容“回转”成一个电感量为0.1H~1H的模拟纯电感,用实验的方法验证该模拟量的电感特性及电感量准确性,并与理论值进行比较。
实验原理图(1)如图(1)所示,箭头表示回转方向。
理想回转器端口的伏安关系为I1=gU2 U1= -rI2I2= — gU1或U2=rI1式中,g和r——回转器回转电导和回转电阻,单位分别是S和Ω,统称为回转常数,且有g=1/r。
若回转方向相反,则式中g和r前的正、负号应互换。
L图(2)图(2)为用运算放大器设计的回转器电路基本方程:(1/R+1/R0)u1-u5/R0=i1(1/R+1/R0)u3-u5/R0-u2/R=0(1/R+1/R0)u2-u3/R-u6/R0=i2(1/R+1/R0)u4-u6/R0=0由虚短,u1=u3,u2=u4解得,i1 = 0 1/R u1 =0 g u1i2 -1/R 0 u2 -g 0 u2实验内容<1>.测量回转电导g,并验证其满足基本方程R用1.5kΩ的电阻,R0用200Ω的电阻,输出端接电阻箱R(仿真图中为R8),输入端串接低频信号源(频率3kHz,电压有效值3V)和一个阻值为2kΩ的电阻Rs(仿真图中为R9),如图电路改变输入电压U1得下表由以上测量和计算可知,测量出的回转参数与计算出来的基本相同,满足基本方程。
电子电工综合实验裂相(分相)电路姓名:班级:090422学号:090422日期:2011·4·23裂相(分相)电路摘要:一、把单相交流电源转为两相三相,或更多的电路称裂相电路。
可以用阻容裂相,也可以用计算机加辅助电路裂相(如变频器)。
裂相(分相)电路主要由电阻和电容组成,它拥有很多与单相相同和不同的优点,对比起单相电路而言,克服了很多单相的缺点,是一种运输稳定,安全简单的电路,这次这个课题是研究将单相交流电源分裂成二相交流电源的方法。
由于电容、电感元件两端电压和通过他们的电流的相位差恒定为90°,将电容(电感)和与之串联的电阻分别作为电源,这样就可以达到了把单相交流电源分裂成两相交流电源的目的。
将单相电源变为二相或者三相,电源相位差一定,有利于完成某些特定电路,也能更好的利用。
关键词:单相电源二相电源裂相二、引言科技发展之迅猛,必将多各种电源有所要求,也许现在实际应用还不是很多,但是随着其他科技的创新和发展,裂相电路的潜力终将会被发掘。
裂相作用:获得旋转磁场,增加整流滤波效果,有些裂相元件存在设备(主要为电机)中,一般称移相电路。
可用电容、电感获得。
变频器,可以把单相或三相电路,转换为频率,电压不同的单相或三相电路,裂相电路比较简单,可输出一定功率,能提高功率因数,而且由于是单相电源,易于稳压和调压,故可方便地实现三相稳压和调压。
推广使用这种裂相电路,将会大大改善小功率家用电器的性能.三、正文目的:将单相电源分裂成两相实验原理:把电源Us分裂成U1和U2两个输出电压。
如下图为RC桥式分相电路原理的一种,它可以将输入电压Us分裂成U1和U2两个输出电压,且使U1和U2的相位差为90°电路图如下:图中输出的电压U 1和U 1分别与输入电压Us 为2)11(111C R Us U ω+=2)221(112C R Us U ω+= 对输入电压Us而言,输出电压U1和U2与其的相位为: 11arctan 1C R ωϕ-= 221arctan 2C R ωϕ= 或)902tan(222cot 0+-==ϕωϕC R 由此22arctan 9020C R ωϕ-=+若R1C1=R2C2=RC 则必有ϕ-ϕ2901=一般而言,1ϕ和2ϕ与角频率无关,但为使U1和U2数值相等,可令ωRCRω=C21=211实验过程:电路图与数据图表其中单相电源为220V./50HZ1、空载时电压的有效值分别为153.103V和153.128V,满足电压150(1 4%);相位差为90°(1+2%)2、负载电阻为可变,,研究电压与负载关系以及功率与负载关系电压与负载1、电压与电阻负载R/Ohm 5 10 50 100 500 1000 2000U1/V 1.442 2.864 13.563 25.379 80.384 107.307 127.220 U2/V 1.457 2.894 13.721 25.692 81.334 108.284 127.974(图中两线几乎重合)2、电压与电容负载C/uF 5 10 15 20 50 100U1/V 90.858 62.236 46.944 37.584 16.944 8.860U2/V 90.720 62.291 47.074 37.742 17.119 8.938(图中两线几乎重合)3、电压与电感负载L/mH 10 20 50 100 500 1000U1/V 0.916 1.839 4.655 9.504 55.534 125.772U2/V 0.926 1.859 4.708 9.622 56.770 130.510由实验数据表可知,当负载为电阻时,随着负载值的不断增大,电压表U1和U2的读数不断增大,和阻值成正比;当负载为电容时,随着电容容抗的不断增大,电压表U1和U2的读数不断减小,和容抗成反比关系;当负载为电感时,随着电感感抗的不断增大,电压表U1和U2的读数不断增大,和感抗成正比关系电路负载与功率R 50 100 200 500 800 1000 2000P1 3.679 6.441 9.982 12.923 12.330 11.515 8.092P2 3.765 6.601 10.240 13.231 12.553 11.726 8.189R 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000P1 6.088 4.856 4.032 3.445 3.006 2.666 2.395P2 6.141 4.850 4.056 3.462 3.019 2.676 2.403由数据可知,功率先随着电阻的增大而增大,到达峰值后随电阻的增大逐渐减小,空载时负载无穷大,所以负载时功率最小2、分相电路的用途,举例说明荧光灯电子镇流器:裂相电路可以应用于荧光灯电子镇流器,它是用直流来点荧光灯等电子镇流器的电路。
南京理工大学电工电子综合实验(II)实验报告姓名:学号:学院:专业:指导老师:目录一、实验内容 (3)二、设计原理 (3)分部原理图 (4)1.脉冲信号发生电路 (4)2.计时与显示电路 (4)3.校分电路 (5)4.清零电路 (6)5.报时电路 (7)整体原理图 (8)三、遇到的问题及解决方法 (9)四、实验体会 (9)五、附录 (10)1.元件清单 (10)2.芯片引脚图和功能表 (11)3.参考文献 (12)一、实验内容1、设计一个脉冲发生电路,为计时器提供脉冲、为报时电路提供驱动蜂鸣器的1HZ脉冲信号。
2、设计计时电路,完成 0分00秒—9分59秒的计时功能。
3、设计清零电路,具有开机自动清零功能,并且在任何时候,闭合清零开关,可以进行计时器清零。
4、设计校分电路,在任何时候,闭合校分开关,可进行快速校分。
5、设计报时电路,使数字计时器从9分53秒开始报时,每隔两秒发一声,共发三声低音,一声高音;即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音(频率1KHZ),9分59秒发高音(频率2KHZ)。
二、设计原理数字计时器由计时电路、译码显示电路、脉冲发生电路、校分电路、清零电路和报时电路这几部分组成。
其原理框图如下:图1:数字计时器原理框图数字计时器以一个标准频率(1Hz)进行计数,实验使用了石英晶体振荡器构成脉冲发生电路以保证其准确与稳定。
为使电路更加简单,使用CD4518对计时器的秒个位和分十位进行计数,用74LS161构成模六(六进制)计数器实现对秒的十位进行计数。
利用计数器的异步清零端,通过简单的电路使电路具有开机清零功能和随时清零功能。
利用校分电路,校正分时刻的数字,并可以利用校分先于蜂鸣电路来节省时间。
分部原理图:1.脉冲信号发生电路振荡器是数字时钟的重要组成部分。
石英晶体振荡器提供的脉冲频率为32768Hz(=215Hz),而分频器CC4060的最大分频系数是214,因此两者组合最小可提供2Hz的脉冲信号,为得到秒脉冲信号,还需经过一个二分频器件(由D 触发器74LS74实现)。
南京理⼯⼤学电⼯电⼦实验1电⼯电⼦综合实验论⽂班级:学号:姓名:⾮线性电阻电路的应⽤---混沌电路⼀、摘要:蔡式电路是美国贝莱克⼤学的蔡少堂教授设计的能产⽣混沌⾏为的最为简洁的⼀种⾃治电路,该型电路并不唯⼀,在⾮线性系统及混沌研究中,占有极为重要的地位。
该电路结构简单,但却出现双涡卷奇怪引⼦和及其丰富的混沌动⼒学⾏为。
本实验研究⾮线性电阻的特性和混沌电路。
试验中利⽤两个运算放⼤器模拟⾮线性电阻,并⽤列表法测量做出其伏安特性曲线,并利⽤⽰波器观察其伏安特性曲线。
同样利⽤两个运算放⼤器,实现混沌现象,并研究其图像的规律。
⼆、关键词:⾮线性负电阻,混沌电路,三、引⾔:混沌(Chaos)是20世纪物理学的重⼤事件。
混沌研究最先起源于洛伦兹研究天⽓预报时⽤到的三个动⼒学⽅程。
后来的研究表明,⽆论时复杂的系统,如⽓象系统、太阳系,还是简单系统,如滴⽔龙头等,皆因存在着内在随机性⽽出现类似⽆轨,但实际是⾮周期有序运动,即混沌现象。
现在混沌研究涉及的领域包括数学、物理学、⽣物学、化学、天⽂学、经济学及⼯程技术的众多学科,并对这些学科的发展产⽣了重要影响,混沌包含的物理内容⾮常⼴泛,研究这些内容更需要⽐较深⼊的数学理论,如微分动⼒学⽅程、拓补学、分形⼏何学等。
⽬前混沌的研究重点已转向多维动⼒学系统中的混沌、量⼦及时空混沌、混沌的同步及控制等⽅⾯。
本实验借助⾮线性电阻电路,从实验上对这⼀现象进⾏了探索。
四、正⽂:1.实验材料与设备装置。
⽰波器,可变电阻,定值电阻,直流电源,电流表,TL082CD运算放⼤器,线性电感,电容。
2.实验过程。
(1)实验电路图。
这是由两个线性电容C1、C2,⼀个线性电感L,和⼀个可变性电阻R0,⼀个⾮线性电阻R构成。
电感和C2并联构成振荡电路,线性电阻R0的作⽤是分相,⾮线性电阻R的伏安特性I R=g(u R),是⼀个分段线性负电阻,整体呈现对称但⾮线性的趋势。
由于g 总体是⾮线性函数,所以三元⾮线性⽅程组没有解析解。
电工电子综合实验交流电路的应用设计——裂相(分相)电路南京理工大学交流电路的应用设计——裂相电路摘要本实验将通过利用RC桥式电路分相原理:㈠①将给定的220V/50Hz的单相交流电源分裂成相位差为90°的两相电源,要求两相输出空载时电压有效值相等,为155×﹙1±2%﹚V;相位差为90°×﹙1±2%﹚。
②测量并作电压—负载线(两负载相等,且为电阻性)特性曲线,到输出电压150(1-10%﹚V;相位差为90°×(1-5%)为止。
③测量证明设计的电路在空载时功率最小。
㈡①将给定的220V/50Hz的单相交流电源分裂成相位差为120°的对称三相电源,要求两相输出空载时电压有效值相等,为110×﹙1±2%﹚V;相位差为120°×﹙1±2%﹚。
②测量并作电压—负载线(三负载相等,且为电阻性)特性曲线,到输出电压110(1-10%﹚V;相位差为120°×(1-5%)为止。
③测量证明设计的电路在空载时功率最小。
㈢若负载分别为感性或容性时,讨论电压—负载特性。
㈣讨论分相电路的用途,并举一例详细说明。
关键词Multisisim11.0软件仿真裂相电路单相电源两相输出负载空载功率引言在科学技术迅猛发展的今天,在科学技术迅猛发展的今天,电工技术在许多领域中都发挥着重要的作用。
挥着重要的作用。
裂相技术是一项原理较为简单的电路处理技术,在实际应用中还有很大的潜力有待开发。
在实际应用中还有很大的潜力有待开发。
本文主要是研究如何将一个单相的交流电源分裂成多相交流电源的问题。
通过实验,流电源的问题。
通过实验,研究裂相后的电源接不同性质负载时电压的变化。
主要设计了将单相交流电源分裂成两相电源。
时电压的变化。
主要设计了将单相交流电源分裂成两相电源。
将单相交流电源分裂成两相电源在裂二相实验中,我采取了《电工仪表与电路实验技术》(马在编著)页的方法方法。
《电类综合实验》仿真报告实验课题:FM调制解调的数字实现指导教师:刘光祖学生姓名:院系:电光学院专业:通信与信息系统实验时间:2016.05.09至2016.05.13一、实验背景1.FPGA简介FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程逻辑门阵列)是在PAL、GAL、CPLD等可编程逻辑器件的基础上进一步发展的产物,是专用集成电路领域一种半定制的集成数字芯片,其最大特点是现场可编程,既解决了全定制电路的不足,又克服了原有可编程逻辑器件门电路数有限的缺点。
FPGA的内部结构由CLB、RAM、DCM、IOB、Interconnect 等构成。
如下给出了FPGA的最典型的结构:FPGA开发的一般流程:1(a) 1(b)2.DE2-115开发板简介本实验中所用开发板为Altera公司的DE2-115。
如下为开发板的配置列表:•Altera Cyclone® IV 4CE115 FPGA 器件•Altera 串行配置芯片:EPCS64•USB Blaster 在线编程;也支持JTAG和AS可编程方式•2MB SRAM•两片64MB SDRAM•8MB Flash memory•SD卡插槽•4个按钮•18个滑动开关•18个红色LED•9个绿色LED•50M时钟源•24位音频编解码器,麦克风插孔•电视解码•RJ45 2G以太网接口•VGA连接器•含有USB_A和USB_B连接器的主从控制器•RS232收发器和9针连接器•PS/2鼠标和键盘连接器•红外接收器ControlPanel是开发板自带的一个工具软件,可以通过该软件提供的图形界面直接对FPGA上的各个外设进行操作。
通过该操作可以确认PC机与开发板的连接是否正确,开发板的硬件工作是否正常。
ControlPanel的安装过程如下:确保QUARTUS II 10.0 或以上版本能被成功安装;将开关RUN/PROG切换到RUN位置;将USB接线连接至USB驱动端口,供12V电源并打开开关;打开主机上的可执行文件DE2_115_ControlPanel.exe,controlPanel的用户界面如下:DE2_115_ControlPanel.exe一旦被启动,DE2_115_ControlPanel.sof程序流文件将会被自动加载;如果未连接,点击CONNECT,点sof文件将会重新加载到板子上;注意,控制面板将会占用一直到你关闭那个端口,除非你关闭USB端口,否则你不能使用QUARTUS II 来下载文件;控制面板现在可以使用了,通过设置一些LED灯ON/OFF的状态来观察DE2-115上的状态。
实验一数控机床电气控制系统综合实验一、实验目的了解单片机在数控系统中的应用,并根据相关知识绘制数控系统控制电路图。
学会设计键盘和显示电路的,掌握单片机扩充ROM和RAM的方法以及其他辅助功能的使用。
二、实验要求控制系统采用8位单片机,并在该系统下完成下列实验中的三个实验:(1)扩展程序存储器和数据存储器程序存贮器至少扩充16K,数据存储器至少扩充8K。
(2)设计显示电路和键盘电路显示电路至少由6个七段显示器组成,键盘至少由32个按键开关组成。
(3)扩充I/O 接口电路扩充I/O 接口电路包括:I/O接口的扩充、复位电路光电隔离电路、越界限位电路、报警电路等。
(4)其他辅助控制电路设计其他辅助控制电路包括:译码电路及其他控制电路。
(5)伺服系统控制电路设计伺服系统控制电路包括步进电机接口及驱动电路。
三、实验结果控制原理电路图如图1.1:图1.1 控制原理电路图(1)扩充ROM本次实验采用ATMEL 89c31单片机,因该单片机有128BRAM,内部无ROM,为了使其能正常工作,需要对其进行扩容。
EPROM选用的是2716共16K ROM,能够满足绝大部分的工作需要。
EPROM 与单片机之间需要有寄存器芯片做缓冲,故采用74LS373芯片连接单片机的P0口和2716的A0-A7口,片选信号CS接P2.7,设计不采用译码电路,直接用P2端口控制。
端口的连接情况如图1.2所示:图1.2 ROM的扩充(2)扩充RAM因8031只有128B的数据存储空间,显然不能满足工作的需要,故选用外部存储器6264扩容。
6264共有64K的存储空间。
与扩充ROM类似,在单片机与6264之间也需要寄存器74LS373做缓冲。
各端口具体接线情况如图1.3所示:图1.3 RAM的扩充(3)显示器驱动部分送往显示器的数据需经过并行输入输出口8155和驱动器才能到达led 显示器。
8155的功能是将单片机内串行的数据集中后并行输出,因为经8155输出的信号都很微弱,所以需要驱动器放大这些信号,使其正常工作。
电类综合实验姓名: 学号:学院(系):自动化学院专业: 电气工程题目: 直接数字频率合成器指导老师:摘要本篇论文主要讲述设计直接数字频率合成器dds。
用quartus 2 软件进行设计,模拟和仿真电路,并下载到芯片。
使电路能输出正余弦波,余弦波,三角波和锯齿波,并可以通过开关调节频率和相位。
同时还在电路中加入了显示电路,和测频电路,可以显示频率控制字,相位控制字和波形的频率。
关键词: dds quartus 2AbstractThis thesis mainly tells the design of Direct Digital Frequency Synthesizer-DDS. Quartus 2 7.1 is used to design, simulate the circuit. Then it be downloaded to the chip.The circuit can output sine cosine wave, triangle wave and saw tooth wave, and canadjust frequency and phase by the switch. The display circuit and the frequency measurement circuit are added to the circuit, which can display the frequency control word, the phase control word and the frequency of the wave form.目录1 设计基本要求 (1)2 方案设计原理 (1)2.1 概念 (1)2.2 频率预置与调节电路 (2)2.3 累加器 (2)2.4 波形存储器 (2)2.5 D/A转换器 (3)2.6 低通滤波器 (3)2.7 DDS的工作原理 (3)3 各个电路模块的设计原理 (4)3.1、分频器 (4)3.2 频率预置与调节电路 (6)3.2.1 m_32模块 (6)3.2.2 bcd码转2进制码 (6)3.2.3频率同步模块 (7)3.3 累加器 (7)3.3.1 加法器 (7)3.3.2 累加器 (7)3.4 相位预置与调节电路 (8)3.5 ROM的制作 (8)3.6 可调频调相模块 (11)3.7 测频电路 (12)3.9 lpm_mux0 (14)3.10 消颤电路 (14)3.11 总电路 (15)4 调试和仿真 (16)4.1 调试 (16)4.2 仿真 (16)4.3 下载 (18)4.3.1 管脚锁定 (18)4.3.2 重新编译 (18)4.3.3 下载 (19)5 实验结果及其分析 (19)5.1 同时输出正弦波和余弦波 (19)5.2 同时输出正弦波和三角波 (20)5.3 同时输出锯齿波和三角波 (20)5.3 数字显示管 (21)6 结论 (21)7 实验的感想 (22)参考文献 (23)1 设计基本要求基本要求:1、利用QuartusII软件和SmartSOPC实验箱实现DDS的设计;2、DDS中的波形存储器模块用Altera公司的Cyclone系列FPGA芯片中的RAM 实现,RAM结构配置成212×10类型;3、具体参数要求:频率控制字K取4位;基准频率fc=1MHz,由实验板上的系统时钟分频得到;4、系统具有使能功能;5、利用实验箱上的D/A转换器件将ROM输出的数字信号转换为模拟信号,能够通过示波器观察到正弦波形;6、通过开关(实验箱上的Ki)输入DDS的频率和相位控制字,并能用示波器观察加以验证;提高部分:1、通过按键(实验箱上的Si)输入DDS的频率和相位控制字,以扩大频率控制和相位控制的范围;(注意:按键后有消颤电路)2、能够同时输出正余弦两路正交信号;3、在数码管上显示生成的波形频率;4、充分考虑ROM结构及正弦函数的特点,进行合理的配置,提高计算精度;5、设计能输出多种波形(三角波、锯齿波、方波等)的多功能波形发生器;6、基于DDS的AM调制器的设计;7、自己添加其他功能。
电工电子综合实验仿真实
验论文
——回转器的设计
院系:电光院
班级:11046201
学号:1104620109
姓名:黄明成
回转器电路的设计
回转器是一种二端口网络元件,具有把一个端口的电压(或电流)“回转”为另一端口上的电流(或电压)的能力。
所以回转器可以把电容“回转”成电感,而这在工程上有重大意义。
在微电子器件中电容易于集成,而电感难以集成,利用回转器和电容来模拟电感可以解决这个问题。
本次实验研究将利用运算放大器完成回转器的设计及应用,利用运算放大器设计一个简单的回转器,并测量其回转参数,最后用自己设计的回转器将电容回转成电感。
通过本次研究,可以使我们对回转器的原理及应用有更深一步的了解。
关键词:回转器回转参数运算放大器模拟电感
研究目的
(1)学习并掌握回转器的基本特性及其运放实现
(2)掌握测量回转器参数的方法
(3)了解回转器的应用
实验要求
用运算放大器设计一个回转器电路
(1)推导其基本方程。
(2)测量其回转参数g,验证其满足基本方程。
(3)将负载电容“回转”成一个电感量为0.1H~1H的模拟纯电感,用实验的方法验证该模拟量的电感特性及电感量准确性,并与理论值进行比较。
实验原理
图(1)
如图(1)所示,箭头表示回转方向。
理想回转器端口的伏安关系为I1=gU2 U1= -rI2
I2= — gU1或U2=rI1
式中,g和r——回转器回转电导和回转电阻,单位分别是S和Ω,统称为回转常数,且有g=1/r。
若回转方向相反,则式中g和r前的正、负号应互换。
L
图(2)
图(2)为用运算放大器设计的回转器电路
基本方程:(1/R+1/R0)u1-u5/R0=i1
(1/R+1/R0)u3-u5/R0-u2/R=0
(1/R+1/R0)u2-u3/R-u6/R0=i2
(1/R+1/R0)u4-u6/R0=0
由虚短,u1=u3,u2=u4
解得,i1 = 0 1/R u1 =0 g u1
i2 -1/R 0 u2 -g 0 u2
实验内容
<1>.测量回转电导g,并验证其满足基本方程
R用1.5kΩ的电阻,R0用200Ω的电阻,输出端接电阻箱R(仿真图中为R8),输入端串接低频信号源(频率3kHz,电压3V)和一个阻值为2kΩ的电阻Rs(仿真图中为R9),如图
据电路改变输入电压U1得下表
由以上测量和计算可知,测量出的回转参数与计算出来的基本相同,满足基本方程。
可知r=1.5
<2>.模拟纯电感,并验证其电感特性,测量电感值
验证电感特性
撤掉电阻箱,在输出端接一个电容负载C=1μF,取信号源电压为1,频率为1kHz,电路如图
改变输入电源频率F由0.6kHz-1kHz的如下数据截图
F=0.6khz
F=0.7khz
F=0.8khz
F=0.9khz
F=1.0khz
Ui Ur U1 C=1Uf
得数据表格
同理,改变电容测数据得下表格C=0.6uF F=0.6khz
F=0.7khz
F=0.8khz
F=0.9khz
F=1.0khz
得数据表格
由以上两组测量及计算可知,将负载电容“回转”成一个电感量,其电感量存在一定误差,但基本相符,电感量较准。
实验结论:可以用一个运算放大器设计一个回转电路,回转器
可以成功实现电容与电感之间转化,这极大方便电路设计.
另外,对于运算放大器还有一些注意事项:回转器电路的电源极
性及工作电压不能接错,以免损坏运算放大器;交流电源的输出
不能太大,否则,运算放大器饱和,正弦电压波形出现畸变,影
响实验测量准确性。
感谢电光院老师的指导与帮助!
参考文献
1、《电工仪表与电路实验技术》马鑫金主编机械工业出版社
2、《电路》黄锦安主编机械工业出版社
3、《模拟电子技术基础》周淑阁主编高等教育出版社
4、《电子设计技术》陈坤等主编电子科技大学出版社。