第一章电气电子系统设计导论

IntegrateCircuitTechniques电气电子系统设计课程设计（电气电子系统设计、安装和调试训练部分）IntegrateCircuitTechniques•现代测试仪器使用方法•数字子系统设计过程(EDA简介)•实际的电气和电子系统测试过程•总结及报告要求主要内容IntegrateCircuitTechniques本周课程设计的内容21世纪是电子与信息时代，电气、电子系统无处不在；定义：凡是可以完成一个特定功能的完整的电子装置。1.课程回顾反馈放大变换受控对象传感器信息输入人为控制信号处理与决策电气与电子系统的组成放大变换控制执行输出遵循自上而下的原则，经历需求分析、总体方案设计、硬件模块电路、软件模块编制、联调及改进和建挡等必要设计步骤问题：现代电子系统往往功能强大、电路复杂，如何完成系统的设计和测试？IntegrateCircuitTechniques本周课程设计的内容方法：必须借助于计算机辅助设计，利用超大规模集成电路和相应的电路元件实现功能的设计，靠先进的测试仪器进行调试。2.设计和测试方法1）测试仪器使用方面；2）EDA方面（MaxplusII使用）；3)单片机原理及应用电路。3.参考书籍IntegrateCircuitTechniques一、现代测试仪器使用方法1.静态测试仪器１）万用表测量测试点的直流电压或工频50Hz交流电压，判断开关的开合，电路的静态工作状态。解决问题：如何在实际电路中通过万用表测试具体电路。IntegrateCircuitTechniques现代测试仪器使用方法２）逻辑脉冲发生器利用逻辑笔指示状态的发光二极管可以测试数字电路的状态。解决问题：如何在实际电路中通过逻辑笔测试具体电路。IntegrateCircuitTechniques现代测试仪器使用方法3）逻辑脉冲发生器逻辑脉冲发生器能够产生不同宽度、幅度及频率的脉冲信号，并可以很方便地注入数字电路的输入端。解决问题：如何在实际电路中通过逻辑笔结合逻辑脉冲发生器测试具体电路。逻辑脉冲发生器和逻辑笔相配合使用，就可以大致确定该数字电路工作是否正常。IntegrateCircuitTechniques现代测试仪器使用方法4）逻辑电路测试仪解决问题：如何通过逻辑电路测试仪具体的集成电路。逻辑电路测试仪是用来迅速测试逻辑电路的功能及好坏的专用设备。IntegrateCircuitTechniques注意事项：•明白电路的原理；•选择合适的仪器；•设计测试的方法；•仪器的正确使用；•元件的测试方法和保护。提示：1.分清动态和静态测试内容;2.电源、电压的选择及如何引入；3.从原理理解的基础上设计测试方法；4.注意随时发生的情况，应变处理。IntegrateCircuitTechniques现代测试仪器使用方法2.动态测试仪器１）示波器可测量电平、脉冲前后沿、脉冲宽度、周期、频率，可以同时观察两个输入信号的波形、相位、幅度及它们的相互关系。解决问题：示波器测试要求的信号和带宽如何选择。DSO500虚拟示波器:（数字存储示波器+频谱分析仪+波形数据记录仪+任意波形发生器+频率特性分仪）IntegrateCircuitTechniques现代测试仪器使用方法２）逻辑分析仪观察无规律、不能周期重复的信号的波形或状态，可以单通道或多通道实时获取与触发事件相关的逻辑信号，并显示触发事件前后所获取的信号，可供软件及硬件分析。解决问题：如何在实际电路测试中确定测试信号、选择逻辑分析仪触发方式。IntegrateCircuitTechniques现代测试仪器使用方法３）在线仿真器在监控仿真软件下，编辑程序、汇编程序、调试监控程序、固化程序等。解决问题：在线仿真器类型多，开发环境的熟悉。IntegrateCircuitTechniques二、数字子系统设计过程1.EDA软件MaxplusII的安装、学习和使用。程序编译、ＡLTERAFlex10k10的下载和调试。解决问题：静态、动态测试与实际电路的仿真、调试结合完成。熟悉原理图编程的方法、下载过程。２.EDA设计数字系统的过程实验箱介绍和使用方法。IntegrateCircuitTechniques三、实际的电气和电子系统测试过程1.变压器测试中的问题空载、负载特性（铁损、铜损），变比的测试。解决问题：模拟、数字量和测试仪器与实际测试系统的结合。单片机、可编程器件、DSP、专用仪器、虚拟仪器等均可实现一次、二次侧电压电流的测量，也可测量频率、功率、功率因数等。２.变压器测试实现方法１）测试仪器的选择２）测试接线方法设计变压器、传感器和测试系统接线方法。IntegrateCircuitTechniques实际的电气和电子系统测试过程3.变压器测实例IntegrateCircuitTechniques实际的电气和电子系统测试过程变压器测实例变压器出线示意图1）IntegrateCircuitTechniques实际的电气和电子系统测试过程变压器接线端子变压器出线示意图注意：按电力系统常规三相颜色，黄、绿、红分别代表A、B、C和a、b、c。一次侧二次侧IntegrateCircuitTechniques实际的电气和电子系统测试过程2）Y形接线示意图变压器Y形接线示意图提示：测试中，我们采用Y形接线接法测试空载和负载特性一次侧二次侧IntegrateCircuitTechniques实际的电气和电子系统测试过程3）空载损耗测试变压器空载损耗测试接线图指标：铁损指变压器不带负载时的损耗，铁心励磁产生。测空载特性：连接变压器的一次侧A、B、C三相的400V(或200V)端子。[实际中经常接到低压侧，为什么？]IntegrateCircuitTechniques问题二：测试中如何减小接线中的损耗？另一指标：空载电流。NNNNpUSIIII3%100%0三相测试电流的平均值SN：变压器额定容量，实验中为5KVA。UN：变压器额定电压，实验中为220V、110V和400V、200V。IN：变压器额定电流测空载特性：读取三相有功功率，即为铁损。变压器经历SJ、S7、S9、S11、S13几代的主要目的是降铁损。问题一：测试空载（铁损）采用不同接线法结果相同吗？实际的电气和电子系统测试过程IntegrateCircuitTechniques实际的电气和电子系统测试过程4）负载特性测试变压器负载特性测试接线图问题：实际上，由于金属涨价更有必要测试铜损。负载损耗指电流调整到额定电流（IN)，将变压器另一侧短路，测量损耗（铜损或短路损耗）。IntegrateCircuitTechniques实际的电气和电子系统测试过程NNNUSI3方法：调整变压器工作电流到IN提示：不同温度、不同类型变压器的测试方法有所不同。记录三相电压、电流和功率。负载损耗PK：额定电流下，三相损耗代数和，对油浸变压器，要求折算到75度，t为当前温度。），铝线取注：铜线取225235(2352357575CtCPPooKKCIntegrateCircuitTechniques实际的电气和电子系统测试过程)5)%225235()1()10(%2275KVASCtPUUUUkSPUUNKKNKKNKKKC为额定容量（此时取时度为为测试的负载损耗（温均值）为三相电测试电压的平（注：），铝线取注：铜线取另一负载特性指标阻抗电压：UK75℃阻抗电压IntegrateCircuitTechniques实际的电气和电子系统测试过程非额定电流下测试：为三相电压的平均值）（注：为三相电流的平均值）（注：）（测测测测测测IUIIUUIIIPPNNKKNK%2IntegrateCircuitTechniques实际的电气和电子系统测试过程注意事项电压高，人身和测试仪器的安全；变压器的接线一定要正确；接线训练，调压器的正确使用；发生问题的应急处理措施。参考书电机学、变压器测试；行业测试标准和方法。