電子技術(shù)課程設(shè)計13.ppt

1、電工電子綜合課程設(shè)計教學(xué)進度計劃48課時,一、前期知識點補習(xí)： 1、電子元件識別與測量技能； 2、課程設(shè)計所需的電工技術(shù)理論與實驗補習(xí)； 3、課程設(shè)計所需的相關(guān)電子技術(shù)實驗補習(xí)； 4、課程設(shè)計所需的儀表使用（示波器、萬用表）610課時 5、相關(guān)的仿真軟件的學(xué)習(xí)；演示2課時 二、電工技術(shù)綜合課程設(shè)計項目（講解） 1、基礎(chǔ)照明電路的設(shè)計與安裝； 24課時 2、電壓表、電流表、歐姆表的設(shè)計； 46課時 3、電機控制電路的設(shè)計； 24課時 三、電子技術(shù)綜合課程設(shè)計項目（任選一制作） 、局部電路的設(shè)計：1、晶體管放大器的設(shè)計；2、場效應(yīng)管源極跟隨器的設(shè)計；3、差分放大器的設(shè)計；4、RC有源濾波器的設(shè)計

2、、整體項目的設(shè)計：1、串聯(lián)穩(wěn)壓電源的設(shè)計；2、函數(shù)信號發(fā)生器（信號源）的設(shè)計；3、汽車、摩托車電瓶充電器的設(shè)計；4、音頻功率放大器（有源音響）的設(shè)計；,主講：閻峻嶺 科創(chuàng)學(xué)院機電實訓(xùn)部,電子技術(shù)課程設(shè)計,系統(tǒng)設(shè)計和抗干擾技術(shù),主要內(nèi)容 1.微機系統(tǒng)設(shè)計 2.微機系統(tǒng)抗干擾設(shè)計 3.型式試驗與電磁兼容試驗 4.智能儀器儀表產(chǎn)品研發(fā),1.微機系統(tǒng)設(shè)計,主要內(nèi)容 8位外部數(shù)據(jù)總線單片機系統(tǒng)基本構(gòu)成 16位外部數(shù)據(jù)總線的擴展,8位外部數(shù)據(jù)總線單片機系統(tǒng)基本構(gòu)成,VR=MAXVbat,VCC,CEOUT=CEIN NORMAL CEOUT=1 NONORMAL,CPU通過WDI在規(guī)定的時間內(nèi)不斷給MAX

3、691復(fù)位，否則MAX691給CPU復(fù)位,10.1.2 16位數(shù)據(jù)總線的擴展,16位數(shù)據(jù)總線中的地址總線：用A1A13對應(yīng)兩片8K 2764的A0A12，總線的A0不接。,CCR.1=0或BUSWIDTH=0 外部采用16位地址/8位數(shù)據(jù)總線 CCR.1=1且BUSWIDTH=1 外部采用16位地址/16位數(shù)據(jù)總線,當(dāng)CCR.1=1時，可以構(gòu)造成動態(tài)外部數(shù)據(jù)總線模式，靠BUSWIDTH來控制，如果為16位的數(shù)據(jù)總線，則譯碼線取反后反過來控制CPU以16位的外部數(shù)據(jù)總線來操作外圍芯片。,二、PC機XT/AT總線的16位擴展,三、16位數(shù)據(jù)總線中的地址總線,用A1A13對應(yīng)兩片8K 2764的A0

4、A12，總線的A0不接。 當(dāng)16位尋址（如2000H、2001H）時，對兩片2764來說是同一地址2000H，但2764A的數(shù)據(jù)進入D8D15（2001H的內(nèi)容），而2764B的數(shù)據(jù)進入D0D7（2000H的內(nèi)容）。,四MAX691電源監(jiān)控、掉電保護及復(fù)位電路,CEOUT=CEIN NORMAL CEOUT=1 NONORMAL,CPU通過WDI在規(guī)定的時間內(nèi)不斷給MAX691復(fù)位，否則MAX691給CPU復(fù)位,VR=MAXVbat,VCC,2 .微機系統(tǒng)抗干擾設(shè)計,主要內(nèi)容 10.2.1 主要干擾源 （） 10.2.2 電源和接地干擾 10.2.3 便攜儀器的電源設(shè)計 （） 10.2.4 I

5、/O通道干擾 10.2.5 空間靜電干擾 10.2.6 印刷電路板抗干擾設(shè)計 10.2.7 軟件抗干擾設(shè)計,主要干擾源,電源和接地干擾,一、電源干擾（自學(xué)） 二、接地干擾（自學(xué)） 三、電源和接地抗干擾設(shè)計（自學(xué)） 隔離、濾波等 四、DC/DC(AC/DC)模塊 （）,DC/DC電源電源連接圖,保險 熔斷絲 自恢復(fù),瞬態(tài)二級管,壓敏電阻 大于額定值R=0 小于則R=,大電容,輸出濾波電容（大小各1個）,便攜儀器的電源設(shè)計,便攜儀器的供電系統(tǒng)提供大于5V的動態(tài)電壓，我們需要設(shè)計專門的電路來將大于5V動態(tài)變化的電壓轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的微機電源電壓（5V/3V)。 例如：如果我們利用9V的電池（6-10V）來

6、提供5V的便攜儀器電源，則可用如下電路：,便攜儀器儀表的電源設(shè)計（續(xù)）,一防止線間串?dāng)_措施 1、強弱信號、高低頻及交直流信號分開走線 2、電源和信號分開走線 3、經(jīng)過噪聲處理后的和未處理者分開 4、傳輸線應(yīng)盡量遠離大功率器件 5、傳輸線應(yīng)盡量短 二、雙絞線傳輸 對外磁場相鄰的相反 受干擾電流方向相反,I/O通道干擾,空間靜電干擾抑制靜電放電干擾的措施,1、CMOS器件輸入引腳不能浮空，設(shè)法降低輸入電阻，當(dāng)用CMOS器件與長線連接時，應(yīng)通過一個TTL緩沖門電路后再與長傳輸線相連； 2、環(huán)境越干燥，越容易產(chǎn)生靜電； 3、機房地板應(yīng)使用絕緣性差的材料； 4、采用良好的接地。,印刷電路板抗干擾設(shè)計,一

7、、地線設(shè)計 （） （實例） 二、電源線布置（） 三、去耦電容的配置（） 四、印制板的尺寸與器件布置 五、其他抗干擾措施,軟件抗干擾設(shè)計,一數(shù)字濾波（？） 1、通過程序?qū)⒚黠@不合理者剔除（） 2、算術(shù)平均值法（） 3、比較舍取法（） 4、中值法 5、一階遞推數(shù)字濾波法（Yn=aYn-1+bXn)（） 6、加權(quán)平均法 7、復(fù)合法（）,軟件抗干擾設(shè)計（續(xù)）,二、控制失靈的軟件對策 1、軟件冗余(算法冗余，變一次判斷為實時循環(huán)） 2、設(shè)置輸出狀態(tài)寄存器（實時輸出） 3、設(shè)自檢程序（）,軟件抗干擾設(shè)計（續(xù)）三、防止程序跑飛的措施,1減少中斷及中斷處理內(nèi)容，隨開隨關(guān)（判斷、清WDI和處理全部在主程序） 2

8、. 設(shè)置監(jiān)視跟蹤定時器 3. 設(shè)置軟件陷井 4開關(guān)信號加延時去抖判斷 5. 通信中應(yīng)加同步判斷、數(shù)據(jù)校驗等,3. 型式試驗與電磁兼容,主要內(nèi)容 10.3.1 型式試驗 （） 10.3.2 電磁兼容,型式試驗,一試驗的分類 試驗分為型式試驗、例行試驗和研究性試驗三類。,1、型式試驗（續(xù)）,1）新產(chǎn)品定型、投入批量生產(chǎn)前進行全部項目的型式試驗，包括外觀檢查、絕緣試驗、工作性能試驗、浪涌電壓試驗、低溫試驗、高溫試驗、濕熱試驗、振動和沖擊試驗、耐受腐蝕性大氣試驗、灰塵、濕熱和高溫綜合試驗、水密性試驗、裝車運行試驗。,型式試驗（續(xù)1）,2） 經(jīng)常生產(chǎn)的定型產(chǎn)品，每隔三年應(yīng)進行外觀檢查、絕緣試驗、工作性能

9、試驗、浪涌電壓試驗、低溫試驗、高溫試驗、濕熱試驗、振動和沖擊試驗、耐受腐蝕性大氣試驗、灰塵、濕熱和高溫綜合試驗、水密性試驗。,型式試驗（續(xù)2）,3）不經(jīng)常生產(chǎn)的定型產(chǎn)品，間隔三年或三年以上再生產(chǎn)時應(yīng)進行外觀檢查、絕緣試驗、工作性能試驗、浪涌電壓試驗、低溫試驗、高溫試驗、濕熱試驗、振動和沖擊試驗、耐受腐蝕性大氣試驗、灰塵、濕熱和高溫綜合試驗、水密性試驗。,型式試驗（續(xù)3）,4） 定型產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工藝、材料或生產(chǎn)廠家改變可能影響產(chǎn)品質(zhì)量時，應(yīng)進行外觀檢查、絕緣試驗、工作性能試驗、浪涌電壓試驗、低溫試驗、高溫試驗、濕熱試驗、振動和沖擊試驗、耐受腐蝕性大氣試驗、灰塵、濕熱和高溫綜合試驗、水密性試驗中部

10、分項目或全部項目的型式試驗；,型式試驗（續(xù)4）,5） 定型產(chǎn)品用于其它型號機車時，應(yīng)進行性能試驗和浪涌保護檢驗。 進行型式試驗的樣品應(yīng)從例行試驗合格的產(chǎn)品中抽取，抽樣規(guī)則按國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2828和GB 2829規(guī)定，樣品數(shù)量不應(yīng)少于2臺。,型式試驗（續(xù)5）,規(guī)定的型式試驗項目在全部樣品上都合格時，該批產(chǎn)品合格；樣品中不合格項目超過一種時，該批產(chǎn)品不合格；樣品中不合格項目不超過一種時，允許進行一次性修改，然后重新試驗原不合格項目，若再有任何不合格品，則該批產(chǎn)品不合格。 型式試驗全部項目應(yīng)在同一次抽樣的樣品上進行。,2例行試驗,對每臺出廠的電子裝置，制造廠都應(yīng)進行例行試驗。 經(jīng)用戶與制造廠雙方協(xié)商

11、，用戶也可以在交貨的產(chǎn)品中進行抽樣檢查試驗，以驗證例行試驗結(jié)果。,3研究性試驗,用戶與制造廠有特殊要求時可以進行某些項目的研究性試驗，以獲得某些特殊資料和數(shù)據(jù)，供設(shè)計、制造和使用上參考。研究性試驗的結(jié)果不能作為評判產(chǎn)品合格與否的依據(jù)。,二型式試驗舉例機車軸承溫度檢測報警裝置檢驗細則,1、總則 2、試樣 3、工作性能試驗 4、結(jié)果判定 (詳細）,1）外觀檢查,外觀質(zhì)量不應(yīng)有影響使用的缺陷，外形尺寸、安裝尺寸、布線、零部件安裝、焊接質(zhì)量應(yīng)符合圖紙要求。電路板的原件安裝、表面涂敷、接線和焊接質(zhì)量應(yīng)符合圖紙要求。,2） 絕緣電阻測量及介電強度試驗,用500V兆歐表分別測量裝置的110V電路部分對低壓電

12、路（總線插座、通信插座）及機殼間的絕緣電阻不小于2M；低壓電路對機殼間的絕緣電阻不小于2 M. 在110V電路部分與低壓電路及機殼間施加工頻電壓1000V,歷時1min，裝置應(yīng)無擊穿與閃絡(luò)現(xiàn)象。 在低壓電路與機殼間施加工頻電壓500V,歷時1min，裝置應(yīng)無擊穿與閃絡(luò)現(xiàn)象。,3）工作性能試驗,（1）自檢 （2）溫度循檢試驗 （3）循環(huán)檢測周期測試 （4）超溫報警試驗 （5）開路、短路、復(fù)位試驗 （6）工作電壓范圍檢查 （7）傳感器編碼及替換試驗 （8）密封性能試驗 （9）轉(zhuǎn)儲功能試驗 （10）記錄功能檢查,4） 浪涌電壓試驗,按TB/T1394-93第5.5條的規(guī)定進行:浪涌電壓加在裝置上與外

13、部電路直接連接的端子或連線與電源零電位點之間。采用圖11.7所示電容放電電路產(chǎn)生的波形進行試驗，參數(shù)如下： 幅值：U=1.8kV3% 持續(xù)時間：D=50s20% 阻抗：Z=10020% d=1s20%,5) 低溫性能試驗,按TB/T1394-93第5.6條的規(guī)定進行：將裝置放入低溫試驗箱內(nèi)，裝置不接通任何電源。在等于或大于0.5h內(nèi)將箱溫從正常試驗環(huán)境（2510）逐漸降至-2510,并在此溫度下保持2h. 這個期間從低溫箱內(nèi)幾個溫度測量儀表測得的溫度一致時開始計算。在2h之末給裝置接通電源，檢查其工作性能。,檢查完畢切斷裝置電源，將箱溫再降到-403,在此溫度下保持16h,然后取出被試裝置，除

14、去水滴，在正常的大氣條件下恢復(fù)12h，然后再次檢查其工作性能。 在-25環(huán)境條件下重復(fù)本細則工作性能試驗中的第1項和第四項試驗。 在經(jīng)-40存放恢復(fù)后，重復(fù)本細則工作性能試驗中的第1、2、4項試驗。,6）高溫性能試驗,按TB/T1394-93第5.7條的規(guī)定進行：將裝置放入高溫試驗箱內(nèi)，給裝置接通電源，使之處于工作狀態(tài)。隨后在等于或大于0.5h內(nèi)將箱溫從正常試驗環(huán)境溫度（2510）逐漸升高到702。達到這個溫度后裝置在箱內(nèi)保持6h。 這個期間應(yīng)從高溫試驗箱內(nèi)幾個溫度測量儀測得的溫度一致時開始計算。這個期間之末，在箱溫保持702的情況下，檢查其工作性能。 在70環(huán)境條件下各點顯示溫度應(yīng)正常，重復(fù)

15、本細則第工作性能試驗中的第4項試驗。,7）濕熱試驗,按TB/T1394-93第5.8條的規(guī)定進行： 將通過工作性能試驗的樣品放入濕熱試驗箱內(nèi)，裝置不接通電源不加包裝，將箱溫調(diào)至253并保持此值，相對濕度調(diào)至4575%進行26h穩(wěn)定溫度處理。在最后1h，內(nèi)，將箱內(nèi)相對濕度提高到95%,溫度仍保持253。 穩(wěn)定階段之后循環(huán)開始，使箱溫在2.53.5h內(nèi)由253連續(xù)升到552,這期間除最后15min內(nèi)相對濕度不低于90%外，升溫階段相對濕度都不應(yīng)低于95%，以使試樣表面產(chǎn)生凝露。然后在溫度為552的高溫高濕環(huán)境下保持到從循環(huán)開始計算起120.5h止。這一階段的相對濕度，除最初的15min和最后的15

16、min不低于90%外，均應(yīng)為933%。,然后在36h內(nèi)，將箱溫由552降至253。在開始1.5h內(nèi)按下述速度降溫，即在3h15min內(nèi)溫度從552降至253。這期間的相對濕度除最初的15min內(nèi)不低于90%外，其它時間均不低于95%。 降溫之后，溫度保持253，相對濕度不低于95%，直至24h循環(huán)結(jié)束。 最后將樣品放在正常的試驗大氣條件下恢復(fù)12h，恢復(fù)后立即進行工作性能試驗和絕緣試驗，并要進行外觀檢查。 濕熱試驗后重復(fù)本細則第工作性能試驗中的第1、2、4項試驗。,8）振動與沖擊試驗,按TB/T1394-93第5.9條的規(guī)定對裝置進行振動與沖擊試驗： 裝置安裝在試驗臺上，調(diào)節(jié)振動試驗臺頻率（f），使之在不少于4min時間內(nèi)，由1Hz逐漸變化到100Hz，其振幅（A）按如下規(guī)定調(diào)整： A=25/f mm f=110Hz A=250/f mm f=10100Hz,裝置接通電源處于工作狀態(tài)，在三個方向分別承受2h的耐振試驗。若已找出共振頻率，耐振試驗應(yīng)在共振頻率下進行。若找不到共振頻率，就在10Hz頻率下進行。振幅按上述規(guī)定調(diào)整。裝置應(yīng)無緊固件松動及機械損傷，各點溫度顯示應(yīng)正常，無誤報警等異?，F(xiàn)象。,4結(jié)果判定,兩套試樣都能通過本試驗細則第1至第8項試驗則判定本次試驗合格。否則判定本次試驗為不合格,3.2 電磁兼容,一、電磁兼容性設(shè)計及內(nèi)容 二、電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn) 三、常用