新工科背景下通信电子线路基础实验课程改革探索

针对目前通信电子线路实验内容设置单一、教学手段不够丰富、教学效果不够理想等问题,提出了以任务为主线、以教师为主导、以学生为主体的实验模式,并融入联想、启发、任务驱动、项目类比等多种教学方法。以高稳定度LC正弦波振荡器的设计为例,设计了“基本”“进阶”“扩展”3种实验任务与内容,以多样化“套餐”满足学生对于实验的不同需求;在一块电路板上实现克拉泼、西勒和并联型晶体振荡器电路,使学生更容易掌握3种电路的区别与联系;采用了项目类比教学法,通过本实验使学生掌握解决典型通信工程问题的流程与科学方法;任务引入与思政环节巧妙结合,树立学生科学兴国的意识,增强民族自豪感。

燃料电池用三相DC/DC超高频正弦波电压输出逆变器控制策略研究

传统超高速永磁同步电机驱动器采用PWM等效正弦电压输出,谐波较大,导致电机发热严重,并且其无法用于燃料电池等输入电压大范围变化的场合。为减少电机发热量,进一步拓展其应用场景,提出了一种基于三相DC/DC变换器的新型正弦波电压输出逆变器,通过建立逆变器的控制策略的数学模型,驱动了一台120 kr/min的超高速永磁同步电机。实验结果表明,三相正弦波电压输出逆变器输出电压谐波低于传统逆变器,在高转速工况下减少了电机发热量,具有实际工程应用价值。

基于STM32的正弦波逆变器设计与研究

逆变器是一种能把直流电源转变成定频定压或调频调压交流电源的转换器,广泛应用于家用电器设备、照明、电动工具等方面。文中设计一种基于STM32的纯正弦波逆变器,并分析用于系统控制部分的正弦脉冲宽度调制(SPWM)技术。基于STM32平台进行硬件电路设计及软件调试与验证;然后,探讨米勒电容对高压场效应管的安全影响及其解决方法,并计算逆变器LC滤波器参数,进行逆变器的保护电路及软件程序的设计。逆变器的调试试验结果表明,在三种不同负载情况下,逆变器电源的输出波形失真度小于2%,逆变器效率大于91%,能够得到较理想的输出波形,验证了所提方法的有效性。

H.266/VVC二维变换的统一硬件结构

为了降低H.266/VVC中二维变换部分的硬件实现面积和功耗,提出统一的硬件结构,支持全尺寸的离散余弦变换(DCT-Ⅱ,DCT-Ⅷ)和离散正弦变换(DST-Ⅶ).所提结构包括2个并行的一维变换模块和1个转置存储器,其中一维变换模块基于多常量乘法(MCM)设计,针对所有的变换类型和尺寸设计可复用的MCM计算单元.为了能够支持混合块的流水输入,设计支持流水线处理的转置存储器.该转置存储器基于静态随机存储器(SRAM)实现,使用对角线存储方案并配合读写指针进行操作,利用先入先出队列(FIFO)进行块信息缓存.实验结果表明,统一的计算单元可以减小变换结构1.3%的面积和49.5%的功耗,转置存储器能够结合VVC高频置零的特性减少SRAM一半的存储空间.

正弦波调制全光纤电流互感器光回路故障预警方法

正弦波调制全光纤电流互感器(fiber optical current transformer,FOCT)因具备动态范围大、不与一次主回路连接、绝缘性能好、无铁磁饱和等优点,成为特高压换流站重要的测量设备。但在实际运行过程中,FOCT故障率远高于电磁互感器,而光回路故障是最为常见的故障类型。针对此,首先建立FOCT数学模型,提出二次谐波、光强峰值、平均光强应作为重要监测量;在此基础上分析光回路故障对探测器输出信号的影响,提出基于驱动电流及探测器输出信号变化的光回路故障预警方法,通过阈值设置及平均光强趋势判断等辨识真实的光回路故障。最后开展现场试验验证,证明该预警方法的有效性。

PWM细分恒流步进电机驱动电路的设计

通过合理选择步进电机细分电流波形和驱动芯片,提出并介绍了单片机控制的细分恒流步进电机驱动方案及实现技术。实验结果表明,系统的低、高频性能和起动性能有了明显的提高。

DSP控制的IPM正弦逆变电源系统硬件电路设计

在介绍正弦逆变电源系统主流硬件电路和控制方案的基础上,结合具体设计要求,给出逆变电源系统中整流电路和逆变电路中功率模块的选取原则,滤波电容容值的计算和应用方法,输出滤波电路中电感和电容的计算方法。设计了IPM模块的外部驱动电路和缓冲电路,并介绍了基于DSP控制的硬件保护电路和电流、电压采样处理电路。最后给出了以该电路完成的逆变电源系统的实验波形和结论,验证了该电路设计的正确性和可靠性。

均匀传输线电路模型参数的测试

提出均匀传输线原始参数的求解方法.在均匀传输线终端开路的状态下,测量终端、始端以及其他各个测试点的电压,根据均匀传输线的正弦稳态解,利用matlab求解非线性方程组,计算出不同频率下的衰减常数β和相移常数α,进一步求解含原始参数的非线性方程组,得到均匀传输线的4个原始参数.均匀传输线电路模型原始参数的确定为传输线的理论研究提供了计算的依据.用实验的方法获取均匀传输线的原始参数,比利用软件仿真获取的结果更具真实,更符合实际情况,经过实验验证,提出的均匀传输线电路模型参数的测试方法是正确有效的.

基于谐振的大功率正弦波信号发生器

介绍了一种基于谐振原理的大功率正弦波信号发生器 ,该正弦波发生器采用逆变功率开关电路产生幅值和频率可变的方波信号 ,通过 L C谐振回路产生正弦波。具有输出功率大、可调节频率范围宽、体积小、重量轻的优点 。

基于波形正弦特征和模糊贴近度原理的变压器励磁涌流识别方案研究

提出了应用正弦函数的特征和模糊贴近度原理相结合的方法来识别变压器的故障电流和励磁涌流。变压器正常运行、内部短路、外部短路时波形具有正弦波形特征,而励磁涌流波形因包含非周期分量、间断角不具有正弦波形的特征。假设所研究波形均为正弦波形,通过直接寻找可以得到峰值的实际值,通过理论计算可以得到峰值的理论值,然后求实际值和理论值比值的绝对值。利用绝对值的大小区分故障电流和励磁涌流。理论分析和动模实验结果表明:本方法原理简单,易于实现,可以准确识别故障电流和励磁涌流,即使在空载合闸于内部短路故障时保护也能迅速可靠动作,并具有抗CT饱和的能力。

一种LVDT信号调理电路的研究

介绍了一种LVDT信号调理电路的工作原理及其线路设计。该电路是单片式线性位移差分变压器(LVDT)信号调理电路,与LVDT配合,能够高精确性和高再现性地将LVDT的机械位移转换成单极性或双极性的直流电压。该电路内部设计有一个驱动LVDT的低失真正弦波振荡器,电路外围线路简单,使用方便。

基于故障可诊性的模拟电路多音正弦测试信号进化生成

为增加模拟电路故障诊断中故障模式之间的可辨识性,提高诊断精度,提出一种基于故障可诊性的模拟电路多音正弦测试信号进化设计方法。该方法采用多音正弦信号作为模拟电路故障诊断的激励信号,根据遗传算法的进化生成过程,用混合编程法直接修改待测电路仿真程序中测试信号参数值,实现电路的动态响应。同时动态采集电路可测节点的故障样本集,采用核模糊聚类算法(KFCM)对故障样本进行预处理,计算样本在核空间的类间距离,以类间距离大小作为衡量故障模式可诊性的依据,建立遗传算法寻优的目标函数。实验结果表明优化得到的多音正弦测试信号有效提高了待测电路的故障诊断率。

基于锁相环的高稳定高频正弦信号发生器

介绍一种基于锁相环的高稳定高频正弦信号发生器,该发生器用差分对管LC谐振电路产生正弦波,利用单片机控制的PLL锁相环电路合成频率,实验结果表明,所设计的信号发生器的频率稳定度达到10-6,调节频率范围5MHz～70MHz.

基于DSP正弦信号源的实现

应用DSP TMS320F2812事件管理模块(EV)中的PWM单元产生给定频率的方波信号,经三阶低通滤波电路后得到所需频率的正弦信号。并以产生4 kHz频率的正弦信号为例,从硬件和软件两方面讨论基于DSP的正弦信号源的设计和实现方法,并搭建实际电路进行仿真,验证了设计结果的可行性。该方法通常用于某些电路激励源的产生。

一种评价硅微陀螺性能的电路分析方法

硅微机械陀螺批量生产后,传统的微陀螺测试方法耗费时间比较长,需要专用设备,测试系统比较复杂,工作量很大。基于双正弦载波调制的测控电路,经过大量的电路调试工作,首次利用电路分析方法,提出了三种评价硅微陀螺性能的指标。运用此评价指标,对五个硅微陀螺进行了性能评价,性能由高到低依次是G05、G04、G03、G02、G01,并用零偏稳定性指标对G05、G01进行了验证,G05零偏稳定性67°/h,G01零偏稳定性104°/h。结果表明,电路分析方法可以快速评价硅微陀螺性能,效率高,准确率高。最后,运用电路分析方法进一步优化了微陀螺的结构设计以及改进了相关的制造工艺。

Excel环境下正弦信号源RLC串联电路的模拟

分析外接正弦信号源的数学关系,将其在Excel中实现,并与实际实验、Multisim模拟、EWB模拟相比较。结果表明,Excel模拟在实验的精度、准确度、细节完整性均能满足要求,功能更是可以自由扩展。

通信电子电路中的LC并联谐振回路

LC并联谐振回路是通信电子电路中常用的单元电路。通过电路分析得出它的幅频特性与相频特性,认为它在通信电子电路中的应用主要有三种类型,即放大器的选频匹配网络、反馈式正弦波振荡器的选频反馈网络、调制与解调电路中的幅频变换及频相转换器件。

功率因数提高的教学探讨和实践

以功率因数的提高为例 ,将正弦稳态电路的理论教学与工业应用相结合 ,在课堂教学中进行了多角度阐述的多元化教学的实践。同时在实验教学中鼓励学生自己设计电路、进行实验对比分析 ,在实验结果出现问题时 ,结合功率因数提高在电力系统中的实际工业应用 ,让学生再次设计和分析电路并进行实验 ,使理论教学和实验教学有效地结合 ,加强了正弦稳态电路理论的教学 。

对无功功率物理意义的讨论

有功功率和无功功率是电工理论中非常重要的基本概念,有功功率物理意义明确,是瞬时功率在一个周期内的平均值,而无功功率概念模糊,正弦稳态电路中,一端口网络无功功率的值为端口电压有效值与电流有效值及电压与电流相位差的正弦函数三者的乘积,即Q=UIsinφ,有的教材将无功功率解释为网络内部与外部电源能量交换的最大规模,本文通过纯电阻、纯电感和纯电容电路,以及对RL与C并联电路的分析,证实对无功功率的这种解释是有歧义的.

Matlab在电路分析中的应用

Matlab语句简练 ,功能强大 ,简单实用 ,用途广泛 ,可大大提高计算效率 ,缩短编程时间 ,是一种简便实用的计算工具 ,在电路计算中有广泛的应用前景。文中通过一个具体电路的算例 。