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RC消除噪声电路研究_北京交通大学

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RC消除噪声电路研究

- 1 - 问题：RC消除噪声电路研究

设图4-1（a）中的vin为信号源，图4-1（b）为该信号源正常情况下的波形。若输入信号受到干扰，假设干扰噪声的幅度与信号幅度大小相同，只是持续时间不同，干扰噪声叠加到正常信号上的波形如图4-1（c）所示。噪声持续时间很短，被称为“毛刺”。

毛刺会影响后级电路的工作。比如第1个毛刺，可能导致将本来是低电平的正常信号误认为高电平，而第2个毛刺可能导致将本来是高电平的信号误认为低电平。

图4-1（a）所示的RC电路可以在一定程度上降低毛刺的影响，但是也会影响正常信号的波形。

假设信号周期为T=200ns，噪声持续时间为1ns。为了简化分析，假设噪声出现在半周期的正中间的ns位置。

为了保证后续电路正确识别信号电压，要求当正常信号从0V上升到5V后，输出电压必须在50ns内上升到5V.4%905，而当正常信号从5V下降到0V后，输出电压必须在50ns内下降到5V.0%105，同时，还要求当出现如图4-1（c）所示的毛刺时，输出电压必须将其幅度限制在0.3V以下。要求做如下研究：

（1）若已选定电阻R为100Ω，试分析电容C的取值范围；

（2）若选定C为0.18nF，试分析当受干扰信号为如图（c）所示波形时的输出波形；

（3）用仿真软件记录各相关波形。结论是什么?

tV/invinvRC0v(b)(a)5T2/Tt(c)5105-V/inv

图4-1

摘要：使用EWB软件模拟RC消噪电路，并利用电路处理带干扰信号的信号源

关键字：消除噪声 RC 仿真 干扰信号

毛刺 波形

分析及计算：

(1)R=100Ω

○1 0000000()[(0)()]()50,()4.5,(0)0,()5;tRCvtvvevtnsvtVvvV

解出C= 0.217147nF - 2 - ○2 00000000000()[()()]()149.5,150.5,()0.3,()0,()5;ttRCvtvtvevtnstnsvtVvtvV

解出C= 0.161615nF

则电容C的取值范围是：

0.161615nF~0.217147nF

(2)由于干扰信号的叠加，在输出信号当中，干扰信号所在区域150ns附近会有所增加，而在450ns附近输出信号会稍微降低一些。

(3) 仿真电路及结果

原信号源工作

干扰信号单独工作

- 3 -

信号源加干扰信号

发现的问题及解释：

在刚开始设计电路时，分段线性源的文本编辑有错误，在信号从0突增到5或从5突减到0时，文本中没写出时间的微增量，这样在450ns的位置就产生不了-5的干扰信号。再修改完后就出现了正常的图像信号。还有在使用示波器时，我们没考虑到所用信号不是周期无限信号，而我们只在暂停处观察图形就只是一条幅度为0的直线，后经调节时间轴至0时刻开始处得出图形。

探究问题：电容有消噪的作用，那么消噪的效果与什么因素有关? 我们查阅了相关资料了解到，信号经过电容后，不仅噪声信号被消弱，原信号也会发生了变化。而噪声信号和原信号的变化程度均与电容的大小有关。 为保证后续电路正确识别电压，电容取值范围是：0．16nf

经过以上探究过程，我们知道，当C很小时，输出波形很接近于原始波形，除噪效果甚微；当c较大时，消噪效果很明显，但是输出波形严重变形，当C在理论计算的范围内时，既能有效除噪，又能尽量保持波形不变，因此在除噪过程中，必须选择合适的电容

总结：原始信号在混入噪声信号后导致原信号受损，为修复原始信号，可利用RC电路中电容的储能性质（或积分性质）来消除电路中的干扰信号，达到消噪的目的。不管是原始波形还是噪声波形，经过电容后，电压突变的地方都会变得平缓，而噪声信号主要是短时间的突变波形，由干扰信号波形图可看出，RC电路对于极短时间内突变的毛刺有很好的消除作用。

遗留问题：在我们的探索中，只针对一种干扰冲击信号进行了试验，因此我们对RC消除噪声电路研究还没有涉及它对不同类型干扰信号消除的能力。

- 5 - 参考文献：

[1]高岩，闻跃，杜普选．基础电路分析(第2版修订本)[M]．北京：北京交通大学出版社，2008

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一种新型单相三电平整流器拓扑的研究

一种新型单相三电平整流器拓扑的研究

第３６卷第２期　北京交通大学学报　Ｖｏ【．３６　Ｎｏ．２　

文章编号：１６７３—０２９１（２０１２）０２—０１２０—０５　

一种新型单相三电平整流器拓扑的研究　

邓卫华　，邓丽芳２，郑琼林　

（１．北京交通大学电气工程学院，北京１０００４４；２．杭州师范大学钱江学院，浙江杭州３１００３６）　

摘要：提出一种新型的单相三电平整流器电路拓扑，分析了该电路的电路结构和工作原理，并建　

立了开关函数的数学模型．选择６种工作模式的最优组合，使该电路处于准单位功率因数运行，输　出电压稳定，纹波小，并能实现直流侧输出端两个电容电压自平衡，同时还制作了实验样机进行实　

验验证，实验结果证明了该电路的正确性和可行性．　关键词：单相三电平整流器；数学模型；准单位功率因数；电容电压自平衡　

中图分类号：ＴＭ１３１．１　文献标志码：Ａ　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ａ　ｎｏｖｅｌ　ｓｉｎｇｌｅ－・ｐｈａｓｅ　ｔｈｒｅｅ・－ｌｅｖｅｌ　ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ　ｔｏｐｏｌｏｇｙ　

ＤＥＮＧ　Ｗｅｉｈｕａ　，ＤＥＮＧ　Ｌｉｆａｎｇ　，Ｔｒｉｌｌｉｏｎ　Ｑ．ＺＨＥＮＧ　（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４４，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｏｉａｎｊｉａｎ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｚｈｅｊｉａｎｇ　３１００３６，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｎｏｖｅｌ　ｓｉｎｇｌｅ—ｐｈａｓｅ　ｔｈｒｅｅ—ｌｅｖｅｌ　ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ｄｅｔａｉｌｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｈａｓ　ｂｅｅｎ　ｍａｄｅ．Ａ　ｓｗｉｔｃｈ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｈａｓ　

模拟电路故障诊断中故障重分类方法的研究

模拟电路故障诊断中故障重分类方法的研究

第３Ｏ卷第２期　北京交通大学学报　Ｌ　０Ｆ　ＢＥｌ　ＩＩＮＧ　Ｉ　ＩＡ（　Ｉ℃ｌＮＧ　ＵＮＩＶ　Ｖ０１．３Ｏ　Ｎｏ，２　ＡＤｒ，２００６　

文章编号：１６７３—０２９１（２００６｝０２—００５３—０４　

模拟电路故障诊断中故障重分类方法的研究　

张屹，魏学业，蒋海峰　

（北京交通大学电子信息工程学院，北京１０００４４）　

摘要：分析了模拟电路故障诊断中故障类重叠．针对在该情况下神经网络训练困难与故障诊断正　

确率低的问题，提出了一种适于模拟电路的、基于神经网络故障诊断的故障重分类方法。给出了该　

方法的数学模型．通过诊断示例表明，该方法在故障类存在重叠时，降低了神经网络的训练难度，故　

障诊断的正确率达到９９％以上．　

关键词：重分类；故障诊断；模拟电路；神经网络　

中图分类号：ＴＰ３９１．５　文献标识码：Ａ　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｆａｕｌｔ　Ｒｅ－Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　Ａｎａｌｏｇ　

Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｆａｕｌｔ　Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　

ＺＨＡＮＧ　Ｙｉ，ＷＥＩ　Ｘｕｅ－ｙｅ，ＪＩＡＮＧ　Ｈａｉ－ｆｅｎｇ　

（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００４４．Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｆａｕｌｔｓ　ｏｖｅｒｌａｐ　ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ　ｉｎ　ａｎａｌｏｇ　ｆａｕｌｔ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　

ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ　ｏｆ　ｎｅｕｒａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｔｒａｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｌＯＷ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｆａｕｌｔ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｕｎｄｅｒ　ａｂｏｖｅ　

ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ，ａ　ｆａｕｈ　ｒｅ—ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｎｅｕｒａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｆａｕｌｔ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｉｎ　ａｎａｌｏｇ　ｃｉｒｃｕｉｔ　

基于EDA技术的555单稳态触发器设计与仿真

基于EDA技术的555单稳态触发器设计与仿真

1引言当前电子线路已大量采用计算机辅助仿真设计，尤其是电子设计EDA仿真技术。EDA仿真软件中ElectronicsWorkbench仿真设计分析软件是计算机数字电路与逻辑设计模拟和仿真的软件包，是实用的电子电路在线仿真工具，可加快产品的开发速度，提高工作效率。这里介绍一种基于EDA技术的555单稳态触发器设计与仿真[1]。2电路设计原理2.1单稳态触发器概述电路中只有一种稳定工作状态的触发器叫做单稳态触发器，其特点[2]：在无外加触发信号作用时，电路处于一种稳定工作状态，称为稳态；当输入端有外加触发脉冲信号的上升沿或下降沿（由电路而定）作用时，输出状态立即发生跳变。电路进入暂时稳态状态，称为暂稳态。电路自动恢复原先的稳态，其暂稳态时间与电路阈值电压及外接R、C参数有关。按电路结构，单稳态触发器可分为微分型和积分型两种。前者适用于窄脉冲触发，后者适用于宽脉冲触发。无论哪种电路结构，其单稳态的产生都源于电容的充放电原理。图1为用555定时器组成的单稳态触发器电路。2.2单稳态触发器电路的工作原理用555定时器组成的单稳态触发器，图2为其波形图。图中，t0~t1为稳态，t1~t3为暂稳态，t3时刻恢复稳态。

由上述可知，555定时器组成的单稳态电路由输入脉冲信号的下降沿触发，使其输出状态产生翻转，另外，在暂稳态过程结束前，u1必须恢复为1，否则电路内的RS触发器为不确定状态，输出不能维持0状态。因此这种单稳态电路图2单稳态触发器波形图基于EDA技术的555单稳态触发器设计与仿真

尚进1，林文剑2（1.北京交通大学电气工程学院，北京100044；2.辽宁工程技术大学电气工程系，辽宁阜新123000）摘要:针对目前高校教学中555单稳态触发器设计和调试实验电路中存在的问题，提出运用先进EDA技术完成单稳态触发器设计和仿真研究的方法，使电路设计过程具有快捷性、高效性和准确性，完成符合质量要求的555单稳态触发器的设计。关键词:555定时器；单稳态触发器；EWB；仿真中图分类号:TN783文献标识码:A文件编号:1674-6236（2009）08-0045-02Designandsimulationof555monostabletriggerbasedonEDAtechnologySHANGJin1，LINWen-jian2（1.SchoolofElectricalEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China；2.DepartmentofElectricalEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，China）Abstract:Aimingatthepresentuniversityteaching，thedesignanddebuggingexperimentelectriccircuitof555monos-tabletriggerexistssomequestions.Thispaperproposesthemethodoftriggerdesignandsimulationresearchusedad-vancedEDAtechnology.Itmakesthecircuitdesignprocessfeaturesfaster,highlyefficientandaccurate.Meanwhile,thismethodachievesthedesignaccordedwiththequalityrequirementof555monostabletrigger.Keywords:555timers；monostabletrigger；EWB；simulation

电动汽车动力电池组soc估算及充放电策略研究

电动汽车动力电池组soc估算及充放电策略研究

V4.1.2现有SOP估算方法..............................................................................29

4.2基于二阶等效电路模型的多参数限制SOP估算.........................................30

4.3动力电池组充放电策略..................................................................................34

4.4电池组均衡充电..............................................................................................35

4.4.1电池单体不一致性影响.......................................................................35

4.4.2被动均衡...............................................................................................36

4.5本章小结..........................................................................................................37

第五章电池组状态估算仿真实验...............................................................................38

5.1仿真环境..........................................................................................................38