電路基本原理精選(九篇)

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第1篇：電路基本原理范文

引言........................................................................... 2

第一章緒論.................................................................... 3

1.1研究背景...................................................................  3

1.1.1超聲技術(shù)的發(fā)展.............................................................3

1.1.2問題的提出 ............................................................... 4

1.1.3本文結(jié)構(gòu)安排及內(nèi)容介紹 ....................................................5

1.2超聲檢測系統(tǒng)[1]............................................................. 5

1.2.1超聲檢測系統(tǒng)的概述 ........................................................5

1.2.2超聲檢測的方法.............................................................6

第二章超聲波特征提取的基本原理.................................................9

2.1系統(tǒng)方框圖...................................................................9

2.2總體功能簡介.............................................................. 11

第三章特征提取電路的方案選擇 .................................................13

3.1設(shè)計(jì)要求................................................................... 13

3.2可行性方案選擇............................................................. 13

3.2.1峰值保持/采樣器 ..........................................................13

3.2.2過零檢測 ................................................................ 15

3.3方案的確立................................................................  17

第四章超聲波特征提取的硬件電路設(shè)計(jì)............................................18

4.1峰值保持電路及A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) ...........................................18

4.1.1電路基本原理及設(shè)計(jì)圖 .................................................... 18

4.1.2主要器件介紹............................................................. 19

4.2比較電路的設(shè)計(jì)..............................................................22

4.2.1電路基本原理及設(shè)計(jì)圖 .....................................................22

4.2.2主要主要器件介紹..........................................................24

4．3脈沖延拓電路的設(shè)計(jì) ........................................................24

4.3.1電路基本原理及設(shè)計(jì)圖 .................................................... 24

4.3.2主要主要器件介紹......................................................... 27

4．4計(jì)數(shù)顯示電路的設(shè)計(jì)........................................................ 28

4.4.1電路基本原理及設(shè)計(jì)圖 .....................................................28

4.4.2主要器件介紹..............................................................29

4．5報(bào)警電路的設(shè)計(jì) ............................................................29

4.5.1電路基本原理及設(shè)計(jì)圖......................................................29

4.5.2主要器件介紹..............................................................32

4.6譜分析......................................................................33

4.6.1算法原理⑷ ...............................................................34

4.6.2FFT軟件實(shí)現(xiàn) .............................................................37

第五章結(jié)論及其分析............................................................42

結(jié)束語.........................................................................49

致謝 ............................................................... ..........50

參考文獻(xiàn).......................................................................50

附錄一（電路原理圖及PCB圖）................................................... 51

附錄二（程序） ............................................................... 56

第2篇：電路基本原理范文

1通信電子電路教學(xué)改革的必要性

通信電子電路是通信、電子、測控等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。它的主要內(nèi)容包括:小信號調(diào)諧放大器,高頻調(diào)諧功率放大器,正弦波振蕩器,振幅調(diào)制及其解調(diào),振幅調(diào)制及其解調(diào),角度調(diào)制及其解調(diào),混頻器,變頻器,鎖相環(huán)路等。課程涉及的知識面廣,與許多課程聯(lián)系緊密,理論性強(qiáng),內(nèi)容較為抽象,實(shí)驗(yàn)難度大,授課時(shí)間少;它不僅要求學(xué)習(xí)者掌握好低頻電子線路理論和電子器特性的相關(guān)知識,而且要求學(xué)習(xí)者具有較好的非線性數(shù)學(xué)分析能力[2～3]。本文結(jié)合學(xué)校自身的情況和要求,對通信電子電路實(shí)踐教學(xué)遇到的部分問題提出改革的建議。

2加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容和其它相關(guān)課程的聯(lián)系,提高教師教學(xué)水平

首先,通信電子電路作為高校中講授通信電路基本組成和工作原理的課程,與高等數(shù)學(xué)、低頻電子線路、信號與系統(tǒng)、通信原理等多門課程的知識體系都存在一定的交叉。在理論教學(xué)中兼顧必要的理論知識講解,重視實(shí)際應(yīng)用的同時(shí)不拘泥教材內(nèi)容,適當(dāng)引入新知識,摒棄目前不常用的知識,授課過程中避免進(jìn)行繁瑣數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo),重點(diǎn)突出對通信電子電路概念的物理含義的理解和電路工作基本原理的理解以及通信電路實(shí)際應(yīng)用的學(xué)習(xí),從而達(dá)到授課事半功倍的良好效果。對于通信電子電路課程存在:課時(shí)少、課程涉及內(nèi)容廣、理論較復(fù)雜、概念抽象、內(nèi)容理解困難等問題,教師不僅需要對通信電子電路的課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的更新和優(yōu)化,而且需要提高教師的教學(xué)理論水平和加強(qiáng)教師實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)能力。本著“理論和實(shí)踐相結(jié)合”的理念,強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)的同時(shí)注重教學(xué)過程中的實(shí)踐環(huán)節(jié),不僅能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,而且能促進(jìn)和強(qiáng)化學(xué)生對理論知識的掌握。

3重視電子輔助設(shè)計(jì)的創(chuàng)新教學(xué),提高學(xué)生動(dòng)手能力

通常在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)為主,缺少創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。通常學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)電路,儀器設(shè)備和較詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟,通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證通信電子電路的有關(guān)理論知識,最終達(dá)到鞏固基本知識和基本理論目的。由于實(shí)驗(yàn)通常在實(shí)驗(yàn)箱中完成,受到元件和實(shí)驗(yàn)箱電路的限制,一般給學(xué)生提供的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)空間很小,通常學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性不是很高。根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和目前通信的快速發(fā)展趨勢,我們編寫了實(shí)用的通信電路仿真軟件實(shí)驗(yàn)教材。通過EDA軟件工具,學(xué)生可以在計(jì)算機(jī)上搭建實(shí)驗(yàn)平臺,對通信電路進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、調(diào)試和性能評估,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形象、生動(dòng)、易懂,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得到提高,學(xué)生的思維得到開拓。通過軟件的使用,學(xué)生不僅在有限的時(shí)間內(nèi)輕松鞏固通信電子電路的理論知識,而且培養(yǎng)了實(shí)際的動(dòng)手能力。同時(shí)我們可以將仿真實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來,在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)前,讓學(xué)生根據(jù)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的具體要求,先使用軟件工具對實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行仿真,初步了解本次實(shí)驗(yàn)的原理和基本內(nèi)容,然后在本次實(shí)驗(yàn)做的過程中,比較仿真與本次實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的差別,積極分析產(chǎn)生差別的原因,通過傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,充分利用各自的優(yōu)勢,相互彌補(bǔ)各自的不足,學(xué)生解決通信電路問題的能力和實(shí)際制作通信電路的能力得到了提高,同時(shí)理論知識得到了鞏固和升華。

4側(cè)重教學(xué)和實(shí)訓(xùn)緊密結(jié)合,加強(qiáng)教學(xué)相長

學(xué)生完成了整個(gè)課程理論課程和實(shí)驗(yàn)課程后,我們安排了通信電子電路課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生進(jìn)行的綜合性實(shí)踐訓(xùn)練,目的是為了提高學(xué)生實(shí)踐能力。在為期兩周的綜合性實(shí)踐訓(xùn)練的課程中,我們要求學(xué)生在所學(xué)的通信電路的基本原理和基本單元電路基礎(chǔ)上,緊密聯(lián)系實(shí)際,自己動(dòng)手搭建通信電路系統(tǒng)。在課程設(shè)計(jì)過程中,我們堅(jiān)持以學(xué)生為本,主張學(xué)生自擬題目,指導(dǎo)老師審核,或者指導(dǎo)老師提供一些難度適中的參考題目由學(xué)生選擇。在整個(gè)課程中,學(xué)生首先通過系統(tǒng)的功能框圖畫出相應(yīng)的電路原理圖,其次運(yùn)用EDA仿真軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和電路性能的分析與仿真,最后使用元器件搭建相應(yīng)的硬件電路,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。通過通信電子電路課程設(shè)計(jì),學(xué)生能夠掌握所學(xué)各環(huán)節(jié)知識,同時(shí)具備了對通信電路的較高的分析能力、設(shè)計(jì)能力和評估能力。同時(shí)學(xué)生的分析問題、解決問題、設(shè)計(jì)電路的能力有質(zhì)的飛躍,從由元件到電路,最終達(dá)到了系統(tǒng)級的認(rèn)識。通過對通信電路的設(shè)計(jì)、搭建和調(diào)試,學(xué)生會(huì)遇到理論教學(xué)中,甚至實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中一些意想不到的許多實(shí)際問題,通過和教師共同積極的解決這些實(shí)際問題,不僅提高學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力及工程應(yīng)用能力,而且加強(qiáng)了教師的指導(dǎo)能力,實(shí)現(xiàn)了教學(xué)相長。

5參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽與高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容改革密切結(jié)合,推動(dòng)其課程教學(xué)、教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作。競賽的特色是與理論聯(lián)系實(shí)際學(xué)風(fēng)建設(shè)緊密結(jié)合,競賽內(nèi)容既有理論設(shè)計(jì),又有實(shí)際制作,以全面檢驗(yàn)和加強(qiáng)參賽學(xué)生的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐創(chuàng)新能力。我校通過參加了4屆全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽,取得了傲人的成績,培養(yǎng)了一大批既有扎實(shí)的理論知識,又有較高實(shí)踐創(chuàng)新能力的大學(xué)生,同時(shí)促進(jìn)了學(xué)校的教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作。

第3篇：電路基本原理范文

[關(guān)鍵詞]信號系統(tǒng) 軌道電路 計(jì)軸器

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2013）14-0015-02

目前，我國工程教育的規(guī)模位居世界第一，高等工程教育的本科在校生達(dá)到371萬人，研究生47萬人。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國現(xiàn)有工程師210萬人，大學(xué)生中有35%學(xué)工科――“現(xiàn)役”和“后備”工程師的數(shù)量目前都排名世界第一。據(jù)《財(cái)富》雜志公布的最新數(shù)據(jù)，美國“適合全球化要求”的工程師有54萬；中國只有16萬，占不到全國工程師總數(shù)的1/10；而印度符合全球化需求的工程師超過其總數(shù)的70%。為全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，促進(jìn)我國由工程教育大國向工程教育強(qiáng)國邁進(jìn)，教育部提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”。

上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通學(xué)院在教育部啟動(dòng)“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的契機(jī)下，根據(jù)已有產(chǎn)才學(xué)合作的特色培養(yǎng)方式，城市軌道交通車輛工程專業(yè)申請為教育部首批卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃試點(diǎn)專業(yè)。本文在“卓越工程師”背景下，淺談軌道交通通信信號專業(yè)認(rèn)識實(shí)踐實(shí)習(xí)。依托上海軌道交通培訓(xùn)中心龍陽路基地，城市軌道交通通信信號專業(yè)學(xué)生通過認(rèn)識實(shí)踐實(shí)習(xí)，對本專業(yè)涉及的信號系統(tǒng)設(shè)備有更感性的認(rèn)識，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)動(dòng)力，認(rèn)識實(shí)踐彌補(bǔ)了課堂理論教學(xué)的不足，實(shí)踐效果明顯。

一、實(shí)習(xí)對象

在城市軌道交通學(xué)院設(shè)置的主要專業(yè)中，有利用軌道交通設(shè)備指揮地鐵行車的專業(yè)，還有對信號設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)，保證信號設(shè)備良好，保障鐵路行車安全的專業(yè)。本次認(rèn)識實(shí)踐實(shí)習(xí)對象為大一城市軌道交通通信信號專業(yè)學(xué)生，安排在第二學(xué)期末。認(rèn)識實(shí)習(xí)是繼課堂教學(xué)之后的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，其目的是使學(xué)生能把在校所學(xué)的城市軌道交通概論基本理論知識與現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系起來，獲得對本專業(yè)領(lǐng)域相關(guān)的感性認(rèn)識和實(shí)踐知識，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

二、依托基地

為了確保鐵路行車安全正點(diǎn)，以往這些專業(yè)的學(xué)生到現(xiàn)場實(shí)習(xí)，由于受到實(shí)習(xí)場地、實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行、培訓(xùn)實(shí)習(xí)時(shí)間等各種因素的制約，只能觀看，不能親手操作，實(shí)習(xí)效果不能滿足教學(xué)的需要。本次實(shí)習(xí)采取直觀教學(xué)，依托上海軌道交通培訓(xùn)中心龍陽路基地，改變以往實(shí)習(xí)只能觀看不能動(dòng)手操作的缺點(diǎn)。

上海軌道交通培訓(xùn)中心龍陽路基地，由“一條實(shí)訓(xùn)線路、三個(gè)運(yùn)行平臺、五個(gè)專業(yè)系統(tǒng)”和原張江高科地鐵站“三站兩區(qū)間”組成的。在龍陽路基地至2號線原張江車站建有實(shí)訓(xùn)線，線路總長1.6公里，采用了國產(chǎn)化的CBTC信號設(shè)備，并安裝新型道岔和轉(zhuǎn)轍機(jī)，并由原2號線張江站、龍陽路基地以及一個(gè)模擬車站構(gòu)成了“三站兩區(qū)間”的線路形態(tài)。

三、實(shí)習(xí)內(nèi)容

鑒于實(shí)習(xí)對象的知識結(jié)構(gòu)，本次實(shí)習(xí)主要是介紹城市軌道交通信號基礎(chǔ)設(shè)備，其中重點(diǎn)講解室外設(shè)備，如：軌道電路、信號機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、計(jì)軸器、應(yīng)答器等。下面以軌道電路、計(jì)軸器為例講解認(rèn)識實(shí)習(xí)。

（一）軌道電路的基本原理

軌道電路是以鐵路線路的兩根鋼軌作為導(dǎo)體，兩端加以機(jī)械絕緣（或電器絕緣），接上送電和受電設(shè)備構(gòu)成的電路。最簡單的軌道電路如下圖所示。軌道電路由鋼軌、軌道絕緣、軌端接續(xù)線、引接線、送電設(shè)備及受電設(shè)備等主要元件組成。

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圖1 軌道電路示意圖

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圖2 軌道電路現(xiàn)場設(shè)備

（二）25Hz相敏軌道電路設(shè)備構(gòu)成

送電端扼流變壓器（BE25）、送電端電源變壓器（BG25）、送電端限流電阻（RX）、熔斷器（RD1 、RD2）、受端扼流變壓器、受電端中繼變壓器（BG25）、RD3熔斷器、防雷補(bǔ)償器（FB）、防護(hù)盒（HF）、軌道繼電器（GJR）、25HZ電源屏。

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圖3 25HZ相敏軌道電路原理圖

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（1）扼流變壓器 （2）限流電阻

圖4 軌道電路軌旁設(shè)備

扼流變壓器作用：溝通牽引電流，同時(shí)配合送電端供電變壓器，受電端匹配變壓器和二元二位繼電器等設(shè)備，構(gòu)成25HZ相敏軌道電路系統(tǒng)。

送端限流電阻作用：防止車輛在送端軌面上分路時(shí)，分路電流過大燒毀軌道變壓器，提高分路靈敏度。

（三）計(jì)軸器

城市軌道交通信號系統(tǒng)中采用計(jì)軸器，是今年出現(xiàn)的新景象。當(dāng)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（Automatic Train Control， ATC）出現(xiàn)故障的情況下，計(jì)軸器作為軌道電路的替代品，由其構(gòu)成聯(lián)鎖、閉塞系統(tǒng)，以保證列車運(yùn)行安全。今年以來，城市軌道交通信號系統(tǒng)選用基于通信的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)（Communications Based Train Control ，CBTC），作為CBTC系統(tǒng)的后備模式，普遍也采用“計(jì)軸器”替代軌道電路，用“計(jì)軸器”檢測軌道區(qū)段有無列車占用。

計(jì)軸系統(tǒng)，它主要完成檢查區(qū)段狀態(tài)的功能，包含室內(nèi)設(shè)備和室外設(shè)備，室外設(shè)備有傳感器（計(jì)軸磁頭）和電子連接箱；室內(nèi)設(shè)備有運(yùn)算器、UPS電源、繼電器以及由計(jì)算機(jī)構(gòu)成的計(jì)軸器主機(jī)系統(tǒng)。室內(nèi)設(shè)備和室外設(shè)備由專用計(jì)軸電纜相連。

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圖5 計(jì)軸設(shè)備的原理圖

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圖6 計(jì)軸磁頭和電子連接箱

四、總結(jié)

體托上海軌道交通培訓(xùn)中心龍陽路基地，城市軌道交通通信信號專業(yè)現(xiàn)場認(rèn)識實(shí)習(xí)采用直觀教學(xué)和最生動(dòng)的方案，基地里面信號設(shè)備供學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中真刀真槍地演練，深受學(xué)生歡迎。通過認(rèn)識實(shí)踐實(shí)習(xí)，學(xué)生獲得了對本專業(yè)領(lǐng)域的感性認(rèn)識和實(shí)踐認(rèn)識，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)踐實(shí)習(xí)效果顯著。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 劉麗梅，韓江.卓越工程師人才培養(yǎng)的研究[J].前沿，2012，（12）：183-184.

[2] 林健.工程師的分類與工程人才培養(yǎng)[J].清華大學(xué)教育研究，2010，（1）：55.

[3] 上海軌道交通培訓(xùn)中心編著.城市軌道交通概論[M].北京：中國鐵道出版社，2008.

第4篇：電路基本原理范文

由于數(shù)控機(jī)床功能越來越完善，形式多種多樣，其執(zhí)行電機(jī)及伺服驅(qū)動(dòng)裝置也有很多類型。但必須掌握最基本的步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)、交流永磁同步電機(jī)、普通三相異步電動(dòng)機(jī)及其相應(yīng)的伺服驅(qū)動(dòng)裝置。要全面掌握其工作原理，不僅需要數(shù)字電路、模擬電路的知識，還需要單片機(jī)、微機(jī)原理等基礎(chǔ)知識。對學(xué)生而言無疑像是無法翻越的高山，這就要把重點(diǎn)放在共性的知識和結(jié)論的實(shí)際應(yīng)用上，不需要進(jìn)行細(xì)致的推導(dǎo)。逐點(diǎn)比較法、DDA控制算法基于數(shù)學(xué)分析設(shè)計(jì)，恰恰是高職學(xué)生的短板，理解起來有一定困難。

2課程內(nèi)容繁雜，課程學(xué)習(xí)缺乏主線

任課教師雖能夠把握課程內(nèi)容，但現(xiàn)行教學(xué)大綱要求比較籠統(tǒng)，對知識的講解程度沒有細(xì)致描述，缺乏可操作性。實(shí)際授課中仍然按照教材章節(jié)，進(jìn)行課堂理論講授，而現(xiàn)行教材內(nèi)容重在知識點(diǎn)的羅列，各部分內(nèi)容層級遞進(jìn)關(guān)系不強(qiáng)，與教學(xué)載體之間聯(lián)系不夠緊密，學(xué)生學(xué)習(xí)自然不能融會(huì)貫通。

3探索與實(shí)踐

3.1開發(fā)數(shù)控機(jī)床光機(jī)安裝與調(diào)試仿真軟件選取典型數(shù)控機(jī)床光機(jī)，嚴(yán)格按照機(jī)床圖紙進(jìn)行造型、裝配和動(dòng)畫制作。軟件集成基于VRP技術(shù)，機(jī)械部件由3DMax軟件造型、機(jī)修技能部分用Flash軟件開發(fā)。軟件主界面如下：圖1軟件主界面軟件教學(xué)功能設(shè)計(jì)符合學(xué)生職業(yè)成長規(guī)律，貼近典型工作流程，共包括“拆裝認(rèn)知”拆裝實(shí)訓(xùn)”裝配檢測”機(jī)修技能”四個(gè)模塊，模塊內(nèi)容豐富，涵蓋數(shù)控銑床光機(jī)安裝與調(diào)試的主要內(nèi)容，且界面友好，便于學(xué)生操作使用。圖2拆裝認(rèn)知界面采用上述軟件，可降低實(shí)訓(xùn)教學(xué)成本，同時(shí)完善了實(shí)踐教學(xué)資源體系；打破傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)條件的時(shí)空局限性，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)空間；還可避免實(shí)訓(xùn)時(shí)的安全隱患。經(jīng)試用，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣普遍增加，教學(xué)效果明顯。

3.2注重基礎(chǔ)講解，適度拓展近幾年高職生源數(shù)量的減少導(dǎo)致生源質(zhì)量的下滑，相當(dāng)一部分高職學(xué)生由于基礎(chǔ)差，入學(xué)以后對文化課、專業(yè)課聽不懂，形成了上課睡覺、玩手機(jī)，課后不復(fù)習(xí)等狀況。筆者認(rèn)為，基礎(chǔ)差就得注重基礎(chǔ)的講解，哪怕是中學(xué)方面的知識。以“夠用”為原則，幫助學(xué)生理順基礎(chǔ)知識之后在進(jìn)行適度擴(kuò)展。以步進(jìn)電機(jī)調(diào)速為例，往往需要從電磁感應(yīng)基礎(chǔ)、直流線圈磁場建立、不同相序線圈通電產(chǎn)生磁場旋轉(zhuǎn)等基礎(chǔ)知識講起，擴(kuò)展至環(huán)形分配器控制脈沖頻率及個(gè)數(shù)對步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)角度的影響；另外，還需要講解單電壓、雙電壓、恒流斬波等驅(qū)動(dòng)放大電路基本原理，需要明確區(qū)分控制電路與主電路的功能與區(qū)別。

3.3控制算法形象化充分利用現(xiàn)代教育手段，基于Flash軟件開發(fā)小的算法軟件，將抽象的控制算法用圖形進(jìn)行直觀描述。而不必拘泥于數(shù)學(xué)公式的分析和推導(dǎo)。推薦只講易于接受的逐點(diǎn)比較法。

第5篇：電路基本原理范文

Abstract： In view of the advantages of short class time， more concepts， wide knowledge scope and strong practice of the power electronic curriculum， the construction of power electronic virtual simulation platform based on Matlab GUI （graphical user interface） and Simulink is discussed. Taking the main interface of DC?DC converting technique as an example， contents of main interface， contents and functions of principle analysis interface， basic characteristics of running interface and closed?loop simulation instance are described. The interface of visualization platform for power electronic teaching is friendly and easy to operate. It is helpful to deepen students' understanding of basic concepts， improve the quality of experimental teaching. Its application can deepen students′ comprehension to the basic theory and concept of their courses， improve the experimental teaching quality， and promote the experimental teaching reform.

Keywords： power electronic technology； Matlab GUI； virtual simulation platform

電力電子技術(shù)是使用電力電子器件對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)[1]。它是以高等數(shù)學(xué)、電路原理及模擬電子技術(shù)等課程為基礎(chǔ)，同時(shí)也是自動(dòng)控制原理，電機(jī)與拖動(dòng)等專業(yè)課程的基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和綜合性，是電氣工程領(lǐng)域理論和實(shí)踐相結(jié)合的專業(yè)核心課程之一，因此電力電子技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的好壞，將直接影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)[2?4]。電力電子課程概念多、知識面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，這給老師講課和學(xué)生理解帶來很大的困惑，所以借助實(shí)驗(yàn)來加深學(xué)生對基本概念、基本理論和基本方法的理解很有必要。而傳統(tǒng)電力電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)受場地、器材、時(shí)間等諸多因素的影響，難以讓學(xué)生達(dá)到基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺投入小，不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，具有一定的開放性，方便學(xué)生創(chuàng)新等優(yōu)點(diǎn)。所以借助虛擬仿真平臺來輔助課堂及實(shí)驗(yàn)教學(xué)會(huì)起到巨大的幫助作用[5?7]。本文借助Matlab/Simulink仿真環(huán)境，以及GUI（Graphical User Interface）設(shè)計(jì)友好的人機(jī)界面，通過GUI輸入框中數(shù)值的不同，改變電路參數(shù)，即可在界面觀察對應(yīng)的波形變化。同時(shí)在界面中添加不同的入口畫面，可以觀察仿真原理圖，以及該電路的原理分析。同時(shí)，在虛擬仿真平臺中加入電路的閉環(huán)實(shí)例分析，加深學(xué)生對該電路的理解，提高學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)效率[8?9]。

1 電力電子虛擬仿真平臺的建立

1.1 電力電子虛擬仿真平臺結(jié)構(gòu)

在設(shè)計(jì)GUI界面之前，首先需要確定虛擬仿真平臺的結(jié)構(gòu)。由于設(shè)計(jì)該平臺的主要目的是為電力電子課程提供一個(gè)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的仿真平臺，對電力電子課程中的一些常用電路進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真，幫助學(xué)生深刻理解電力電子課程中電路拓?fù)浜碗娐穼?shí)例。根據(jù)這些基本要求，并結(jié)合電力電子課程的特點(diǎn)，確定了虛擬仿真平臺的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示。該平臺包含了電力電子技術(shù)中常用電路，如整流電路、逆變電路、直流?直流變流技術(shù)、交流?交流變流技術(shù)及PWM控制技術(shù)5個(gè)基本模塊。課程的其他內(nèi)容可在虛擬仿真平臺的基礎(chǔ)上擴(kuò)展，因此，該平臺具有很強(qiáng)的通用性。

為了使每個(gè)模塊設(shè)計(jì)更加簡單，虛擬仿真平臺采用了分層設(shè)計(jì)方法，將該平臺分為若干個(gè)模塊，每個(gè)模塊包括一些子模塊。圖2給出了直流?直流變流技術(shù)模塊的組成框圖，它包括原理分析、運(yùn)行界面和實(shí)例分析三個(gè)子模塊，其他模塊的設(shè)計(jì)思想同該模塊基本相同。

1.2 Matlab圖形用戶界面設(shè)計(jì)

Matlab為用戶提供了強(qiáng)大的集成圖形用戶界面開發(fā)環(huán)境（GUIDE），用戶可以方便地設(shè)計(jì)圖形用戶界面，開發(fā)自己的用戶程序[10]。圖形用戶界面（GUI）是由窗口、菜單、文字說明、標(biāo)簽等控件構(gòu)成。用戶通過提供的控件，如按鈕、滑塊、列表框等可以設(shè)計(jì)出易于理解的人機(jī)界面。一個(gè)圖形用戶界面必須包括控件（Component）、圖形窗口（Graphics）和回調(diào)函數(shù)（Callback）三個(gè)部分，利用GUIDE創(chuàng)建GUI是常用方法之一。使用GUIDE創(chuàng)建GUI的基本步驟如下：

（1） 選擇控件類型。根據(jù)預(yù)期的界面設(shè)計(jì)，選擇控件類型。電力電子教學(xué)虛擬仿真平臺中使用的控件主要包括按鈕、輸入框、標(biāo)簽、坐標(biāo)軸及面板等。

（2） 設(shè)置控件屬性?？丶幕緦傩园ㄗ址⊿tring）、標(biāo)簽（Tag）、字體大?。‵ontSize）、前景色（ForegroundColor）等。通過設(shè)置控件屬性，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能指標(biāo)。

（3） 編寫回調(diào)函數(shù)。確定整個(gè)界面布局之后，需要編寫控件的回調(diào)函數(shù)。鼠標(biāo)右鍵單擊控件，選擇“查看回調(diào)”“callback”，編寫回調(diào)函數(shù)。

在界面設(shè)計(jì)中用到的主要函數(shù)如下：

get_param（′boostdianlu/Vin′，′Amplitude′）；

%獲取電路輸入電壓幅值

set_param（′boostdianlu/Vin′，′Amplitude′，a）；

%設(shè)置輸入電壓幅值

options = simset（′SrcWorkspace′，′current′）；

%指定模型從當(dāng)前空間運(yùn)行，獲取編輯框中輸入電壓幅值參數(shù)

sim（′boostdianlu′，[]，options）；

%使用sim（）函數(shù)使仿真模型從當(dāng)前GUI函數(shù)空間進(jìn)行仿真

plot（tout，yout）； %將輸出波形繪制到當(dāng)前坐標(biāo)軸對象上

1.3 Simulink仿真模型

Simulink是Matlab的一個(gè)功能組件，為用戶提供建模和仿真的工作平臺。Simulink的SimPowerStems仿真工具箱提供電機(jī)與拖動(dòng)、電力系統(tǒng)與自動(dòng)化以及電力電子等仿真模塊，幾乎涵蓋所有電力電子電路的仿真模塊。按照電力電子電路的基本原理，利用工具箱提供的模塊可以進(jìn)行仿真電路的搭建[11]。以“升壓斬波閉環(huán)仿真電路”為例，說明建立仿真模型的基本步驟：

（1） 調(diào)用功能模塊。根據(jù)升壓斬波電路原理圖，確定所需功能模塊，找到它們所在模塊庫。

（2） 創(chuàng)建并保存模型。建好模型后，使用Save命令保存，以便下次使用時(shí)直接調(diào)用。

（3） 連接模塊并設(shè)置參數(shù)。將各個(gè)功能模塊按照布局進(jìn)行連接，并設(shè)置每個(gè)模塊的參數(shù)。

（4） 運(yùn)行仿真并顯示結(jié)果。

2 電力電子仿真平臺實(shí)例

根據(jù)圖1所示的虛擬仿真平臺結(jié)構(gòu)框圖和圖2所示的直流?直流變流技術(shù)模塊結(jié)構(gòu)框圖，采用GUIDE設(shè)計(jì)各基本模塊和子模塊的圖形用戶界面，編寫各控件對應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，響應(yīng)用戶操作。該GUI界面由主界面、原理分析界面、運(yùn)行界面以及仿真模型四個(gè)部分組成。

2.1 直流?直流變流技術(shù)主界面

主界面是訪問該節(jié)的第一個(gè)用戶界面，如圖3所示。直流?直流變流技術(shù)主界面由標(biāo)題和功能選擇按鈕組成。在主界面中列出了包括降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路等常用的六大類基本斬波電路。每一類電路中有三個(gè)按鈕，對應(yīng)三個(gè)入口，分別是“原理分析”、“運(yùn)行界面”以及“實(shí)例分析”。用戶點(diǎn)擊其中任意一個(gè)按鈕，即可進(jìn)入對應(yīng)的功能界面。

2.2 升壓斬波電路原理分析界面

以升壓斬波電路為例，當(dāng)點(diǎn)擊“原理分析”按鈕后，通過按鈕對應(yīng)的回調(diào)函數(shù)，就可跳轉(zhuǎn)到升壓斬波電路的原理分析界面，如圖4所示。原理分析界面由三部分構(gòu)成，分別是電路原理圖、原理分析文字說明以及主界面按鈕。學(xué)生通過原理分析界面鞏固所學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步加深對升壓斬波電路基本原理的理解，提高理論知識的學(xué)習(xí)效果。當(dāng)點(diǎn)擊“主界面”按鈕時(shí)即可返回圖3所示的直流?直流變流技術(shù)的主界面。

2.3 升壓斬波電路運(yùn)行界面

當(dāng)點(diǎn)擊升壓斬波電路“運(yùn)行界面”按鈕后，跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)的運(yùn)行界面，如圖5所示。運(yùn)行界面由參數(shù)設(shè)置欄，波形欄以及菜單欄三部分組成。在參數(shù)欄設(shè)置需要改變的參數(shù)，分別為電壓E、電容R、電感L、電阻R。在輸入框中輸入對應(yīng)的數(shù)值可改變仿真電路的參數(shù)[12]。波形欄共有三個(gè)坐標(biāo)軸，分別顯示輸出電壓，電感電壓以及開關(guān)信號波形。菜單欄包括仿真按鈕和主界面按鈕兩部分。點(diǎn)擊“仿真”按鈕進(jìn)行電路仿真，點(diǎn)擊“主界面”按鈕返回圖3對應(yīng)的直流?直流變流技術(shù)的主界面。

通過輸入框改變仿真電路參數(shù)，不用在仿真模型中雙擊元件改變，提高了仿真效率，同時(shí)該界面可直觀地觀察電路參數(shù)的改變而引起的波形的變化。

2.4 實(shí)例分析電路

當(dāng)點(diǎn)擊“實(shí)例分析”按鈕后，打開以升壓斬波電路為基礎(chǔ)的閉環(huán)仿真電路圖?！斑\(yùn)行界面”只是針對課本中開環(huán)升壓斬波電路進(jìn)行操作，而在實(shí)際工程中，幾乎所有的電路均使用閉環(huán)模型，由于閉環(huán)仿真電路在課堂中不作講述重點(diǎn)，學(xué)生對閉環(huán)設(shè)計(jì)無從下手，不能將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際工程。因此，在虛擬仿真平臺添加“實(shí)例分析”入口，有助于學(xué)生從工程的角度理解閉環(huán)仿真電路的設(shè)計(jì)方法，以及閉環(huán)參數(shù)改變對電路的影響。

第6篇：電路基本原理范文

矩陣變換器作為一種新型綠色環(huán)保變換器，越來越引起人們的注意。本文簡單概括了現(xiàn)有間接矩陣變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及基本工作原理，并針對現(xiàn)有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了總結(jié)并分析了不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)有的優(yōu)缺點(diǎn)對間接矩陣變換器的研究方向進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】間接矩陣變換器 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 換流技術(shù)

1 引言

矩陣變換器（MC）是一種先進(jìn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功率變換器，具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、無中間儲能環(huán)節(jié)、對電網(wǎng)諧波污染小、輸入電流和輸出電壓正弦、輸入功率因數(shù)可以為1并可調(diào)節(jié)、輸出電壓幅值和頻率可調(diào)、能量可以雙向流動(dòng)等優(yōu)良特性。間接矩陣變換器（IMC）不僅具有這些優(yōu)點(diǎn)，而且由于其克服了常規(guī)矩陣變換器（CMC）控制策略復(fù)雜、開關(guān)數(shù)量多等缺點(diǎn)，使其成為目前頗具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N新型矩陣變換器。IMC的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：主回路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、安全換流技術(shù)等。許多文獻(xiàn)對IMC的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究：文獻(xiàn)[1-2]介紹了MC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的演變，包括IMC，也叫雙級矩陣變換器（TSMC），稀疏矩陣變換器（SMC），12開關(guān)矩陣變換器（VSMC）以及超稀疏矩陣變換器（USMC）等。

本文首先概括了各種IMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及基本工作原理等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，并分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。最后根據(jù)這些關(guān)鍵技術(shù)的分類與優(yōu)缺點(diǎn)，為IMC的進(jìn)一步研究提供參考方向。

2 主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

為了簡化IMC的結(jié)構(gòu)，減少開關(guān)器件的數(shù)量，降低裝置的功率損耗和控制難度，研究人員近年來提出了一些新型的電路拓?fù)洹Ｄ壳皩ΜF(xiàn)有的IMC的分類如圖1所示。

圖1：間接矩陣變換器分類圖

2.1 雙級矩陣變換器（TSMC）

TSMC也稱為間接矩陣變換器（IMC），其結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括由雙向開關(guān)組成的PWM整流器和由單向開關(guān)組成的PWM逆變器。

圖2：雙級矩陣式變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)雖然所用的電力電子器件數(shù)量與普通矩陣式變換器相同，但其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在一個(gè)可調(diào)制的直流環(huán)節(jié)，而且省去了直流電容和電感，其調(diào)制策略和換流方法相比于普通三相-三相矩陣式變換器更為簡單，但輸入和輸出性能與普通三相-三相矩陣式變換器相比無明顯差別。

2.2 稀疏矩陣變換器（SMC）

文獻(xiàn)[2]推導(dǎo)出了SMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖3所示。雖然由15個(gè)單向開關(guān)構(gòu)成的SMC與由18個(gè)單向開關(guān)構(gòu)成的TSMC在電路性能上相同，但在直流電流為正的情況下，顯然由15個(gè)單向開關(guān)構(gòu)成的電路傳導(dǎo)損耗要大于18開關(guān)TSMC電路。

圖3：SMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.3 12開關(guān)的稀疏矩陣變換器（VSMC）

文獻(xiàn)[2]還介紹了一種12開關(guān)的稀疏式矩陣變換器，也稱為VSMC，如圖4所示。

圖4：VSMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

VSMC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與TSMC類似，包括由雙向開關(guān)組成的PWM整流器和單向開關(guān)組成的PWM逆變器。不同的是，在VSMC中的PWM整流器中，每個(gè)雙向開關(guān)采用的是二極管橋式結(jié)構(gòu)，包括1個(gè)IGBT與4個(gè)功率二極管。其工作原理與運(yùn)行性能與TSMC基本相同，也為普通三相-三相矩陣式變換器的一種衍生拓?fù)潆娐贰?/p>

2.4 超稀疏矩陣變換器（USMC）

USMC是TSMC的一種衍生拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它為9開關(guān)矩陣變換器，如圖5所示。與TSMC相比，逆變側(cè)電路基本相同，而整流側(cè)電路中將可關(guān)斷器件的數(shù)量由12個(gè)減小為3個(gè)。雖然數(shù)量降到了最小值，但是仍可以保證較高的輸入輸出波形質(zhì)量。其能量單相流通，而且輸入輸出的電壓電流的最大功率因數(shù)角被限制在±π/6。

圖5：USMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.5 其他新型矩陣變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

除此之外，文獻(xiàn)[4]提出了采用逆阻式IGBT的矩陣式變換器。文獻(xiàn)[1]提出了間接三電平矩陣變換器（Indirect Three-level MC），全橋矩陣變換器（Full-Bridge MC），混合矩陣變換器（Hybrid MC）等。綜上所述可得表1。

這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基本原理一致，在換流技術(shù)，調(diào)制策略等關(guān)鍵技術(shù)上具有相似性。因此，以下歸類的關(guān)鍵技術(shù)均適用于上述的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3 結(jié)論

本文首先介紹了不同的間接矩陣變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理，總結(jié)這些關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。依據(jù)文中的分析結(jié)果，可以從以下幾個(gè)方面對間接矩陣變換器進(jìn)行深入研究。

（1）分析影響輸出波形質(zhì)量的參數(shù)。

（2）改進(jìn)優(yōu)化間接矩陣變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，完善各種工況下的輸出性能。

參考文獻(xiàn)

[1]Johann W Kolar，Thomas Friedli，Jose Rodriguez. Review of Three-Phase PWM AC-AC Converter Topologies[J]. IEEE Transactions on Industrial Electronics，2011，58（11）：4988-5007.

[2]Lixiang Wei，T.A.Lipo，Ho Chan. Matrix Converter Topologies With Reduced Number of Switches[C].33rd Annual Conference on IEEE Power Electronics Specialists，Wisconsin，USA，2002，57-64.

[3]J Sch6nberger，T Friedli，J W Kolar. An Ultra Sparse Matrix Converter with a Novel Active Clamp Circuit[C].Power Conversion Conference，Nagoya，USA， 2007，784-791.

[4]孫凱，周大寧，梅楊.矩陣式變換器技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

作者簡介

潘海龍（1984-），男，碩士學(xué)位?，F(xiàn)為國網(wǎng)江西省電力公司宜春供電分公司工程師。研究方向?yàn)樾滦妥儞Q器和電力系統(tǒng)繼電保護(hù)等。

黃勇（1970-），男，現(xiàn)為國網(wǎng)江西省電力公司宜春供電分公司高級工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和配電網(wǎng)研究。

楊軍明（1973-），男，現(xiàn)為國網(wǎng)江西省電力公司宜春供電分公司工程師。從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和配電網(wǎng)研究。

張微（1977-），男，現(xiàn)為國網(wǎng)江西省電力公司宜春供電分公司助理工程師，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和配電網(wǎng)研究。

第7篇：電路基本原理范文

教學(xué)內(nèi)容安排在教學(xué)內(nèi)容的選擇上注重教學(xué)的延續(xù)性，以少、精、寬、新為原則。大幅度地削減小規(guī)模集成電路的內(nèi)容，增加對中規(guī)模集成電路（MSI）和大規(guī)模集成電路（LSI）的講解。對于中規(guī)模集成電路和大規(guī)模集成電路，其內(nèi)部電路一般不作為重點(diǎn)，著重其外部功能及應(yīng)用，集中精力對基礎(chǔ)知識、基本原理和重點(diǎn)內(nèi)容精心組織、精心講授。引導(dǎo)學(xué)生建立系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。從能力培養(yǎng)著眼，精講多練，注重講、練結(jié)合，加強(qiáng)綜合訓(xùn)練，在授課的過程中除了講解課程一般知識外，還要注重內(nèi)容的廣度。盡量多地教給學(xué)生如何理解、分析、歸納、總結(jié)問題，避免死記硬背、機(jī)械地理解問題。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三，掌握學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)自學(xué)能力乃至創(chuàng)新能力，注重理論知識和電路實(shí)際應(yīng)用技能緊密結(jié)合，將電子技術(shù)新技術(shù)、新器件及時(shí)地納入課程教學(xué)內(nèi)容中，以適應(yīng)電子技術(shù)發(fā)展需要。

實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)改革

實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革旨在提高學(xué)生的實(shí)際操作動(dòng)手能力和技術(shù)應(yīng)用能力。以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，制定本課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高實(shí)踐環(huán)節(jié)比重，實(shí)驗(yàn)課程占總課程學(xué)時(shí)由原來的20.8%改為38.1%。

1.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目綜合化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目內(nèi)容在安排上圍繞課程主線進(jìn)行，[2]使理論課和實(shí)驗(yàn)課成為有機(jī)的整體，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加設(shè)計(jì)性綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，加強(qiáng)實(shí)物制作類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)考核方式，更加注重對實(shí)踐技能的實(shí)施過程的考核，其目的要求如表1所示。單次實(shí)驗(yàn)成績有兩部分構(gòu)成：電路設(shè)計(jì)、電路搭接、測試等實(shí)驗(yàn)操作成績，占總成績的60％；實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績，根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告評定，占總成績的40％。

2.課程設(shè)計(jì)實(shí)物化題目有針對性且行之有效，體現(xiàn)整個(gè)課程設(shè)計(jì)的完整性和先進(jìn)性，強(qiáng)化工程綜合應(yīng)用意識?！半娮蛹夹g(shù)課程設(shè)計(jì)”旨在使學(xué)生進(jìn)行一次較全面的綜合設(shè)計(jì)練習(xí)，[3]掌握電子電路設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試的全過程，全面提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，為將來走上工作崗位打下良好基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)做到一人一題，且在學(xué)期開始就告知學(xué)生題目及指標(biāo)要求等，使學(xué)生在明確目的及要求的情況下有充足的時(shí)間進(jìn)行方案選擇、電路設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試等過程，體現(xiàn)柔性管理。

3.把提交專業(yè)作品列入課程要求依據(jù)電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革，對于骨干專業(yè)課，要求學(xué)生在當(dāng)學(xué)期完成1～2個(gè)專業(yè)綜合作品。“數(shù)字電子技術(shù)”作為本專業(yè)的一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，在當(dāng)學(xué)期由教師擬定或?qū)W生自行提出實(shí)踐項(xiàng)目（元器件數(shù)量介于20個(gè)至50個(gè)之間），要求學(xué)生獨(dú)立完成電路的設(shè)計(jì)、元器件選擇、電路制板、元器件安裝、電路焊接及調(diào)試等過程，并達(dá)到規(guī)定指標(biāo)。同時(shí)提交一份不少于2000字的設(shè)計(jì)報(bào)告，對電路原理、調(diào)試技術(shù)進(jìn)行闡述，并重點(diǎn)對電路調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，提出一些優(yōu)化方案。

課程考核方式改革

課程考核采取理論考核60%+實(shí)踐考核40%相結(jié)合的方式。理論考核重點(diǎn)考核本課程的基本概念、基本知識、基本技能和知識應(yīng)用能力，采用閉卷考試方式。實(shí)踐考核包括平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績和期末實(shí)驗(yàn)考試兩部分，比例為平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績占60%，期末實(shí)驗(yàn)成績占40%，平時(shí)實(shí)驗(yàn)成績中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占15%、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)占45%、綜合性實(shí)驗(yàn)占40%，依據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告評定；期末考試項(xiàng)目并不是教師重新出題，而是學(xué)生做過的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)性或綜合性實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生抽簽決定，要求學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成電路設(shè)計(jì)、元器件安裝、調(diào)試等過程，由教師依據(jù)參數(shù)測試結(jié)果評定成績。

教學(xué)模式與方法改革

為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，有效地組織課堂教學(xué)，課程組教師一直探索研究“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)模式，形成了互動(dòng)式、啟發(fā)式等多種教學(xué)方法，以及板書+多媒體+網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的雙主互動(dòng)的教學(xué)模式。重點(diǎn)實(shí)施“以問題為綱”的教學(xué)方法。

1.精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)模式，課堂教學(xué)“高思辨、高互動(dòng)”，形成互動(dòng)式、啟發(fā)式教學(xué)高思辨是課堂教學(xué)過程中層層推理、循序漸進(jìn)，適當(dāng)設(shè)置懸念與疑問，并留給學(xué)生一定創(chuàng)新思維的空間。如講到數(shù)字集成電路芯片時(shí)，對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)作簡化處理，重點(diǎn)在外部特性及功能上，由功能示意圖、功能表到應(yīng)用舉例逐步進(jìn)行，層層深入，在講解完一個(gè)類型的舉例后，適當(dāng)增加輔助功能、設(shè)置懸念的問題，并留下作為思考，鍛煉學(xué)生邏輯思維能力。高互動(dòng)是課堂教學(xué)過程中，精心設(shè)計(jì)各種學(xué)生活動(dòng)，大小結(jié)合，難易適度，師生對話與學(xué)生討論相結(jié)合，能夠體現(xiàn)學(xué)生為學(xué)習(xí)主體、以學(xué)生發(fā)展為本的教學(xué)思想。例如給出小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路，由學(xué)生修改部分電路并更換部分元器件，并當(dāng)堂講解更換方案，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性明顯提高。

2.實(shí)施“以問題為綱”教學(xué)方法“以問題為綱”教學(xué)方法，即引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)、提出問題、分析問題、解決問題，引導(dǎo)學(xué)生理解知識產(chǎn)生、發(fā)展的過程，即從實(shí)際生產(chǎn)和職場第一線中提出問題，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析問題、解決問題，并進(jìn)行提升和推延，從而發(fā)現(xiàn)新的問題，再引入新問題的探討，即把每一次講授均變成一次創(chuàng)造研究的嘗試和訓(xùn)練。此種方式在“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)中的實(shí)踐效果非常好。例如在講解集成邏輯器件計(jì)數(shù)器及應(yīng)用時(shí)，講完計(jì)數(shù)器的概念就讓學(xué)生舉例生活中所見哪些是計(jì)數(shù)器，講完計(jì)數(shù)器的功能時(shí)就提問日常生活中的數(shù)字時(shí)鐘跟計(jì)數(shù)器有何聯(lián)系，并逐層分析24小時(shí)60分60秒計(jì)數(shù)的功能如何用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)。學(xué)生很快理解并能夠靈活地在其他場合應(yīng)用運(yùn)用計(jì)數(shù)器了，效果很好。

3.板書+多媒體+網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段，可在同樣的時(shí)間內(nèi)講授更多的教學(xué)內(nèi)容，又可使一些抽象、難懂的內(nèi)容變得形象生動(dòng)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，顯著改善教學(xué)效果。同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，學(xué)生可獲得關(guān)于該課程的各種信息，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上學(xué)習(xí)、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上測評等。網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地結(jié)合板書教學(xué)，以揚(yáng)長避短，獲得最佳教學(xué)效果。

教學(xué)效果

第8篇：電路基本原理范文

關(guān)鍵詞：單片機(jī) LED點(diǎn)陣屏 廣告系統(tǒng)

1、引言

LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場、商場、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場、建筑市場、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場所。在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏由于成本和可靠性的因素常采用一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)亮、劃亮、反顯、整屏擦除、筆畫擦除、連寫多字”等書寫顯示，并且系統(tǒng)可將所輸入信息進(jìn)行存儲，同時(shí)按照順序滾動(dòng)播出，實(shí)現(xiàn)了個(gè)人廣告電子化功能。

2、LED手寫廣告系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

（1）核心控制模塊的選擇

STC12C5A60S2單片機(jī)相對傳統(tǒng)的51系列單片機(jī)，具有更高的集成度和更強(qiáng)的功能，與C語言有很好的兼容性，擁有1T時(shí)鐘比傳統(tǒng)的8051單片機(jī)速度快8倍。隨著其越來越廣泛的應(yīng)用，必將取代51系列成為單片機(jī)的主流。其主要功能包括看門狗、FLASH程序存儲器、EEPROM、A/D轉(zhuǎn)換器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、USART接口等多種功能，這使得本測試系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)變得簡單，可靠?；谝陨戏治觯瑪M采用STC12C5A60S2單片機(jī)作為核心控制單元。

（2）硬幣檢測設(shè)計(jì)的方案選擇

采用紅外對射式一體頭，其接收的工作原理與光敏三極管相似。除了具有將光信號轉(zhuǎn)換成電信號與對電信號放大的功能，還有其靈敏度更高，響應(yīng)時(shí)間快等優(yōu)點(diǎn)。

（3）光筆設(shè)計(jì)的方案選擇

采用光敏三極管，其工作原理與光敏二極管相似。但光敏三極管除了具有光敏二極管能將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的功能外，還有對電信號放大的功能。所以其靈敏度更高，響應(yīng)時(shí)間快。

（4）檢測電路設(shè)計(jì)方案選擇

采用遲滯比較器；遲滯比較器是一個(gè)具有遲滯回環(huán)傳輸特性的比較器。在反相輸入單門限電壓比較器的基礎(chǔ)上引入正反饋網(wǎng)絡(luò)，就組成了具有雙門限值的反相輸入遲滯比較器。由于反饋的作用這種比較器的門限電壓是隨輸出電壓的變化而變化的。它的靈敏度低一些，但抗干擾能力卻大大提高。

（5）16×32LED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)控制電路方案選擇

使用數(shù)字芯片74HC138與74HC595進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；用兩塊74HC138 3-8線譯碼器組合成4-16線譯碼器，并對16X32LED點(diǎn)陣的16行進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。用4塊74HC595進(jìn)行32列驅(qū)動(dòng)，74HC595支持串口控制，并可無限級擴(kuò)展，對現(xiàn)今的控制與后期的擴(kuò)展有利。且電路設(shè)計(jì)簡單，且其支持SPI協(xié)議，利用串口將使傳送速度更快，程序更簡單。

3、程序設(shè)計(jì)與流程圖

整個(gè)系統(tǒng)中都是圍繞處理器為中心而工作的，系統(tǒng)可以分為三個(gè)部分：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)顯示。

數(shù)據(jù)采集由硬幣檢測與手寫筆組成；硬幣檢測用以檢測是否有硬幣投入，如果有硬幣投入，硬件將結(jié)果化為開關(guān)量傳給處理器，告之有硬幣投入，并啟動(dòng)外部中斷1。手寫筆則是通過檢測是否有光，如果有光，則同樣將結(jié)果轉(zhuǎn)為開關(guān)量傳給處理器，并啟動(dòng)外部中斷0。

數(shù)據(jù)處理主要分析處理采集過來的數(shù)據(jù)；分析采集的數(shù)據(jù)是否真實(shí)，而且對確定的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、整合及相應(yīng)的運(yùn)算，并將結(jié)果存儲或輸出。

數(shù)據(jù)顯示主要有兩部分：數(shù)碼管和LED顯示屏。數(shù)碼管是對投幣數(shù)的顯示，圖3-1主程序流程圖

而LED顯示屏則是對存儲數(shù)據(jù)與手寫內(nèi)容的顯示。主程序流程圖如圖3-1所示。

4、結(jié)論

雖然本設(shè)計(jì)只使用了八塊8×8LED點(diǎn)陣，電路簡單，但是已經(jīng)包涵了LED顯示屏的電路基本原理和基本程序，在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該使顯示圖形和文字穩(wěn)定、清晰無串?dāng)_。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。本系統(tǒng)具有硬件少，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點(diǎn)，具有廣闊的市場推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，1999.12：30-47.

[2]姜承昊.最新LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)、應(yīng)用與制造新技術(shù)新工藝實(shí)用手冊[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版

社，2008.3：125-135.

[3]魏洪興.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開發(fā)實(shí)驗(yàn)教材I[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.9：45-70.

第9篇：電路基本原理范文

關(guān)鍵詞：PLC Y- 改造

中圖分類號：G718.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.16.073

在生產(chǎn)實(shí)際中，由于7.5KW以上的電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)時(shí)因啟動(dòng)電流過大，會(huì)對供電線路造成影響，所以通常會(huì)在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)采用電動(dòng)機(jī)星形接法以便降低啟動(dòng)電壓減少對供電線路的影響，在運(yùn)行階段采用三角形接法全壓運(yùn)行提高輸出功率，這個(gè)就是我們通常講的電動(dòng)機(jī)的Y-降壓啟動(dòng)全壓運(yùn)行。

電動(dòng)機(jī)Y-降壓啟動(dòng)的傳統(tǒng)方法是用繼電器來構(gòu)成控制回路，而這樣的控制回路往往存在成本高、體積大、線路復(fù)雜、不易維修、并且難于適應(yīng)生產(chǎn)工藝的變化。那么我們?nèi)绾蝸砀倪M(jìn)這些缺點(diǎn)呢？這時(shí)我們就以使用PLC來對這種傳統(tǒng)的控制方法來進(jìn)行改造。

1 繼電器控制Y-降壓啟動(dòng)控制線路基本原理

1.1 原理圖

1.2 控制要求

某工廠現(xiàn)有一臺三相異步電動(dòng)機(jī)，要求在啟動(dòng)時(shí)其三相定子繞組以Y 形接法啟動(dòng)，10S后啟動(dòng)完畢這時(shí)要求其三相定子繞組以形接法全壓運(yùn)行。

Y-降壓啟動(dòng)：先合上電源開關(guān)QS

2 PLC改造Y-降壓啟動(dòng)控制線路

2.1 PLC型號

通過對傳統(tǒng)繼電器控制電路的分析，我們發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)星三角降壓啟動(dòng)控制系統(tǒng)所需要的輸入/輸出點(diǎn)較少， 因此出于成本控制和使用性等方面的考慮，計(jì)劃使用日本三菱公司的PLC型號為FX-1S多功能小型機(jī)。

2.2 I/O點(diǎn)分配

由于啟動(dòng)按鈕SB2發(fā)出啟動(dòng)信號、停止按鈕SB1停止信號、熱繼電器FR發(fā)出過載信號屬于PLC的輸入點(diǎn)；接觸器KM1、KM2、KM3是執(zhí)行機(jī)構(gòu)屬于PLC的輸出點(diǎn)，因此確定控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)分配， 如下表所示。

[[ 輸入信號＼&輸出信號＼&名稱＼&代號＼&輸入點(diǎn)編號＼&名稱＼&代號＼&輸入點(diǎn)編號＼&啟動(dòng)按鈕＼&SB2＼&X0＼&電源接觸器＼&KM1＼&Y2＼&停止按鈕＼&SB1＼&X1＼&Y形接觸器＼&KM2＼&Y3＼&過載保護(hù)＼&FR＼&X2＼&形接觸器＼&KM3＼&Y4＼&]

]

2.3 控制電路設(shè)計(jì)

電動(dòng)機(jī)Y/轉(zhuǎn)換起動(dòng)PLC接線圖

在有程序互鎖的前提下，再增加硬件（接線）的互鎖，可以避免出現(xiàn)主電路短路故障了。僅僅增加延時(shí)功能是不起多大作用的，如果不加硬件的互鎖的話，在交流接觸器主觸點(diǎn)被粘連的情況下，一樣會(huì)引起短路故障，就算有延時(shí)也沒用，如果加了硬件互鎖，那么在一個(gè)接觸器被粘連的情況下，另一個(gè)接觸器是無法得電閉合的，所以，硬件的互鎖是非常重要的。

2.4 梯形圖程序設(shè)計(jì)

在繼電控制電路中，當(dāng)Y-電路啟動(dòng)完成后，應(yīng)將時(shí)間繼電器從電路中切除，以保護(hù)時(shí)間繼電器的使用壽命；而在PLC程序中，考慮到T是軟元件，可不必切除，因此，梯形圖程序可顯得更加簡潔。梯形圖如下所示：

工作原理：按下SB2程序開始運(yùn)行①X0閉合， Y2、Y3線圈得電， Y2常開點(diǎn)閉合自鎖，電動(dòng)機(jī)接成星形接法降壓啟動(dòng)；同時(shí)Y3常閉點(diǎn)斷開， 以保證當(dāng)電動(dòng)機(jī)星形接法運(yùn)行時(shí)，三角形接法不能運(yùn)行，起到起互鎖作用的作用。②在X0閉合同時(shí)， 定時(shí)器T0開始工作， 當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)， T0線圈得電，T0常閉點(diǎn)斷開，Y3線圈失電（Y3常閉點(diǎn)閉合）；T0常開點(diǎn)閉合，Y4線圈得電，電動(dòng)機(jī)三角形接法全壓運(yùn)行；同時(shí)Y4的常閉觸點(diǎn)斷開，以保證當(dāng)電動(dòng)機(jī)三角形接法運(yùn)行時(shí)，星形接法不能運(yùn)行，進(jìn)一步提高電路的可靠性。按下SB1，X1常閉點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。

3 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及解決方法

3.1 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題

按照上述過程改造完成的Y-電路，在實(shí)際運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)如下問題，從而達(dá)不到降壓啟動(dòng)的目的：當(dāng)PLC驅(qū)動(dòng)KM2（Y形）后，若KM2接觸器因故沒有動(dòng)作，那么延時(shí)10S后電動(dòng)機(jī)將會(huì)直接全壓啟動(dòng)（形），這在設(shè)備中是不允許的。

3.2 解決方法

為解決電動(dòng)機(jī)可能直接全壓啟動(dòng)問題，在系統(tǒng)中可增加一個(gè)KM2（Y形）動(dòng)作確認(rèn)信號，該信號可取自KM2的常開或常閉觸點(diǎn)，對控制電路和程序需進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。如下圖。

參考文獻(xiàn)：

[1]高勤.電器及PLC控制技術(shù)[M].高等教育出版社，2002：54-58.