山东电子设计竞赛培训

QUiNET山东电子设计竞赛培训姓名：闫绍敏电话：[phone]QQ：99947046Email：[e-mail]技术单片机、FPGA、DSP、ARM等CPU。2输入技术仪用放大器、变送器与滤波器、A/D转换器、V/F变换器、光电隔离技术等，3输出技术D/A转换器、功率放大器、继电器驱动、步进电机驱动等4人机界面技术键盘输入、拨码盘、LED显示、LCD显示、触摸屏等5总线技术RS232、RS422、RS485、I2C、SPI、USB等总线技术6传感技术编码器、霍尔传感器、温度传感器、压力传感器等7线路设计、安装和调试方法原理图、印制板图的设计，线路板的安装和调试，机壳加工和改造，产品外形设计等。系统设计概述QUiNET电量信号和非电信号强电信号和弱电信号直流信号和交流信号电压信号和电流信号模拟信号和数字信号信号的理论分析目的：分析输入信号，构建信号调理电路电源信号的滤波处理分析输出信号，构建信号滤波电路QUiNET富氏级数表示法非正弦周期量可表示为一系列不同频率的正弦量之和。电力电子技术中遇到的非正弦周期量通常都满足富氏级数展开的条件。信号的理论分析QUiNET21T1T)(tfE0t信号的理论分析QUiNET周期半波余弦信号)(tft04TTE信号的理论分析QUiNET()[cos()cos(2)cos(4)...]231521cos()cos()(1)2nEEfttttEEnntn信号的理论分析QUiNET)(tft02TTE|)cos(|)(0tEtf信号的理论分析QUiNET()cos()cos(2)cos(3)...31535241(1)cos(2)(41)nnEEEEfttttEEntn信号的采集QUiNET电量测量传感器（霍尔、互感器、采样电阻）环境测量传感器（温、湿度、浓度等）测转速、测角度、测距传感器特殊传感器选择原则：根据系统设计要求、环境、造价等三方面霍尔传感器测试对象：需要隔离处理的大电流、高电压的交、直流信号。设计注意：大多霍尔传感器需要双电源供电，需提供两路电源，常用正负12V，正负9V，正负5V举例CSM025AY型霍尔电流传感器CS040GT型霍尔电流传感器CS600B型霍尔电流传感器VSM025A型霍尔电压传感器参考设计QUiNET互感器测试对象：需要隔离处理的大电流、高电压的交流信号。举例：ZMPT101型电压互感器ZMPT111型电流互感器参考设计QUiNET采样电阻电阻分压应用场合：小电压、非隔离、小成本的应用场合设计注意：1）小电容滤波处理2）精度1%的精密采样电阻3）精密电阻的功率参考设计QUiNET电阻串联应用场合：小电流、非隔离、小成本的应用场合设计注意：1）高压侧电流采样2）低压侧电流采样（普通运放、差分放大电路）3）精度1%的精密采样电阻4）精密电阻的功率参考设计采样电阻QUiNET环境测量传感器测量温度环境温度热水温度传感器有：Pt100、DS18B20、热电偶等测量湿度测量浓度测量光照QUiNET电机测转速、测角度、测距、测位置旋转编码器光电码盘需注意测量场合、测量精度QUiNET交流、直流信号的滤波调理交流信号负值的调理交流信号变直流信号的调理交流信号频率调理信号的放大的缩小设计原则：根据AD特性、电源的供给、性能价格等三方面交流、直流信号的滤波调理QUiNET基本概念)()()(iosVsVsA滤波器：一种能使有用频率信号通过而同时抑制或衰减无用频率信号的电子装置。有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。滤波电路传递函数定义时，有js)(je)j()j(AA)()j(A其中)j(A)(——模，幅频响应——相位角，相频响应群时延响应d()()()ds交流、直流信号的滤波调理QUiNET低通（LPF）高通（HPF）带通（BPF）带阻（BEF）全通（APF）分类交流、直流信号的滤波调理QUiNET)()(PoFsVsVAV)(/1/1)(APsVsCRsCsV对于滤波电路，有RsVsV)()(AisCsVsV/1)()(oA0)()(PARsVsV得滤波电路传递函数)()()(iosVsVsA2FF)()(31sCRsCRAAVV-（同相比例）交流、直流信号的滤波调理QUiNETRC1c令称为通带增益)()()(iosVsVsA2FF)()-(31sCRsCRAAVVF31VAQ称为特征角频率称为等效品质因数则2cn22c0)(sQsAsA滤波电路才能稳定工作。时，，即当303FFVVAA注意：交流、直流信号的滤波调理QUiNET用代入，可得传递函数的频率响应：js2c22c0)()(11lg20)j(lg20QAA归一化的幅频响应相频响应2cc)(1arctan)(ωωQωωω交流、直流信号的滤波调理QUiNET)()(11lg20)j(lg20QAA归一化的幅频响应曲线交流信号负值的调理QUiNET信号的放大与缩小放大的比例与范围缩小后信号的驱动能力QUiNET转换数字驱动输出强电信号输出驱动电路滤波电路弱电信号的输出模拟信号输出，DA转换器数字信号输出隔离信号非隔离信号弱信号输出驱动LED强信号输出驱动继电器QUiNET)角频率(n1002+-1234+-02+-4+-01+-3+-5+-谐波振幅0.20.40.60.81.01.21.4kna=1.0a=0.8a=0.5a=0◆单相桥式PWM逆变电路☞所包含的谐波角频率为crnk式中，n=1,3,5,…时，k=0,2,4,…n=2,4,6,…时，k=1,3,5,…☞其PWM波中不含有低次谐波，只含有角频率为c及其附近的谐波，以及2c、3c等及其附近的谐波。☞幅值最高影响最大的是角频率为c的谐波分量。单相PWM桥式逆变电路输出电压频谱图强电信号的输出QUiNET=1.0a=0.8a=0.5a=0角频率(nc+kr)谐波振幅◆三相桥式PWM逆变电路☞分析应用较多的公用载波信号时的情况，在其输出线电压中，所包含的谐波角频率为rckn式中，n=1,3,5,…时，k=3(2m-1)±1m=1,2,…；n=2,4,6,…时，。,2,116,1,016mmmmk☞不含低次谐波。☞载波角频率c整数倍的谐波没有了，谐波中幅值较高的是c±2r和2c±r。三相桥式PWM逆变电路输出线电压频谱图强电信号的输出QUiNET谐波分析小结◆在实际电路中，由于采样时刻的误差以及为避免同一相上下桥臂直通而设置的死区的影响，谐波的分布情况将更为复杂，谐波含量比理想条件下要多一些，甚至还会出现少量的低次谐波。◆SPWM波形中所含的谐波主要是角频率为c、2c及其附近的谐波，一般情况下cr，是很容易滤除的。◆当调制信号波不是正弦波，而是其它波形时，其谐波由两部分组成，一部分是对信号波本身进行谐波分析所得的结果，另一部分是由于信号波对载波的调制而产生的谐波。仿真工具的使用QUiNET强电、弱电供电隔离模拟、数字供电隔离电源系统设计的要求继电器、电机驱动等强干扰信号的5V、15V、12V、24V，需要与数字、模拟供电系统