目录

一、       实训内容和要求

（一）            实训目的

（二）            实训内容和要求

（三）            实训重要仪器设备和材料

（四）            实训方法

二、       实验原理

（一）            电气原理图

（二）            电路工作原理及其分析

（三）            印刷PCB板及其说明

三、       电路调试

（一）            电路调试

（二）            测试、记录、整理波形与结果分析

（三）            调试过程中遇到的问题及其解决方法

四、       思考：改变电路中R1的参数，有什么影响？

五、       收获体会

 一  实训内容和要求

（一）实训目的

1、  进一步熟悉电力电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；

2、  学会电力电子电路的安装与调试技能；

3、  进一步熟悉电力电子仪器的正确使用方法；

4、  培养学生独立分析问题和解决工程实际问题的能力，并锻炼动手能力。

（二）实验内容和要求

        1、按电气原理图设计印刷电路板，要求布局合理；

        2、安装、调试电路板，测试波形、数据。

（三）实验主要仪器设备和材料

        1、计算机、转印机；

        2、示波器、万用表；

        3、敷铜板一块，电子元器件若干。

    

二实验原理

（一）电力原理图

                    同步信号为锯齿波触发电路

（二）电路工作原理及其分析

      上图的同步信号为锯齿波触发电路可分为三个基本环节：锯齿波的形成和脉冲移相、脉冲的形成与放大、同步环节。

1、  锯齿波的形成和脉冲移相

锯齿波电压的形成的方案比较多，如采用自举式电路、恒流源电路等。本电路为恒流源电路方案，由V1、V2、V3和C2等元件组成，其中V1、VS、RP2和R3为一恒流源电路。

当V2截止时，恒流源电路I1c对电容C2充电，所以C2两端电压Uc为

            Uc按线性增长，即V3的基极点位Ub3按线性增长。调节电位器RP2，即改变C2的恒定充电电流I1c，可知RP2是用来调节锯齿波斜率的。

                 当V2导通时，由于R4阻值很小，所以C2迅速放电，使Ub3电位迅速降到零伏附近。当V2周期性地导通和关断时，Ub3便形成一锯齿波，同样Ue3也是一个锯齿波电压，。发射极跟随V3的作用是减少控制回路的电流对锯齿波电压Ub3的影响。

                V4管的基极电位由锯齿波电压、直流控制电压Uc0、直流偏移电压Up三个电压作用的叠加值所确定，它们分别通过电阻R6、R7和R8与基极相接。

                设Uh为锯齿波电压Ue3单独作用在V4基极b4是的电压，其值为

            可见Uh仍为一锯齿波，但斜率比Ue3低。同理偏移电压Up单独作用时b4的电压U'p为

                 

            可见U'p仍为一条与Up平行的直线，但绝对值比Up小。

                 直流控制电压Uco单独作用时b4的电压U'co为

                

             可见U'co仍为与Uco平行的一直线，但绝对值比Uco小。

                  如果Uco=0，Up为负值时，b4点的波形由Uh+U'p确定。当Uco为正值时，b4点的波形有Uh+U'p+U'co确定。由于V4的存在，上述电压波形与实际波形有出入，当b4点的电压等于0.7V后，V4导通，之后Ub4一直被钳在0.7V。因此当Up为某固定值时，改变Uco便可改变脉冲产生的时刻，脉冲被移相。

2、  脉冲形成环节

       脉冲形成环节由晶体管V4、V5组成，V7、V8起脉冲放大作用。控制电压Uco加在V4基极上，电路的触发脉冲由脉冲变压器TP二次侧输出，其一次绕组接在V8集电极电路中。

       当控制电压Uco=0时，V4截止。+E1（+15V）电源通过R11供给V5一个足够大的基极电流，使V5饱和导通，所以V5的集电极电压Uc5接近于-E1（-15V），对电容C3充电，充满后电容两端电压接近2E1（30V）。

        当控制电压Uco与等于0.7V时，V4导通，A点电位+ E1（+15）迅速降低至约-2E1（-30V），由于V5发射结反偏置，V5立即截止。它的集电极电压-E1迅速上升到钳位电压+2.1V（VD6、V7、V8三个PN结纠正向压降之和），于是V7、V8导通，输出触发脉冲。同时，电容C3经电源+E1、R11、VD4、V4放电和反向充电，使V5基极电位又逐渐上升，直到Ubs>-E1(-15V),V5又重新导通。这时Ucs又立即降到-E1，使V7、V8截止，输出脉冲终止。可见，脉冲前沿由V4导通时刻确定，V5（或V6）截止持续时间即为脉冲宽度。所以脉冲宽度与反向充电回路时间常数R11C3有关。

3、  同步环节

       在锯齿波同步的触发电路中，触发电路与主电路的同步是指要求锯齿波频率与主电路电源的频率相同且相位关系确定。锯齿波是由开关V2管来控制的。V2由导通变截止期间产生锯齿波，V2截止状态持续的时间就是锯齿波的宽度，V2开关的频率就是锯齿波的频率。要是触发脉冲与主电路同步，是V2开关的频率与主电路电源频率同步就可达到。电路图中的同步环节，是由同步变压器Ts和作同步开关用的晶体管V2组成的。同步变压器和整流变压器接在同一电源上，用同步变压器的二次电压来控制V2的通断作用，这就保证了触发脉冲与主电路电源同步。

         同步电影区TS二次电压Uts经二极管VD1间接加在V2的基极上。当二次电压波形在负半周的下降段时，VD1导通，电容C1被迅速充电。因O点接地为零电位，R点为负电位，Q点电位与R点相近，故在这一阶段V2基极为反向偏置，V2截止。在负半周的上升短，+E1电源通过R1给电容C1反向充电，UQ为电容反向充电波形，其上升速度比Uts波形慢，故VD1截止。当Q点电位达1.4V时，V2导通，Q点电位被钳位在1.4V。直到TS二次电压的下一次负半周到来时，VD1重新导通，C1迅速放电后又被充电，V2截止。如此周而复始。在一个正弦波周期内，V2包括截止与导通两个状态，对应锯齿波波形恰好是一个周期，与主电路电源频率和相位完全同步，达到同步的目的。可以看出，Q点电位从同步电压负半周上升段开始时刻到达1.4V的时间越长，V2截止时间就越长，锯齿波就越宽。可知锯齿波的宽度是由充电时间常数R1C1决定的。

（四）  印刷PCB板及其说明

1.1元件图

                             1.2 布线图总图

                            1.3布线图局部图（1）

                      1.3布线图局部图（2）

                      1.3布线图局部图（3）

说明：电路图布线线宽1.35mm，孔径2.5mm，板长150mm，板宽100mm

                             三  电路调试

（一）电路调试

     1、 整定移相控制电压Uco=0V，偏移电压Up=-4V。调斜率电位器RP3，改变锯齿波的上升斜率。使测检点TP7的脉冲前沿落在测检点TP3的锯齿波中央。以后偏移电位器RP2、斜率电位器RP3不用再调整。

     

     2、以“O”点为参考点，改变移相控制电压Uco=0--+8V，脉冲的移相范围D=0—90度。

    

     3、以“O”点为参考点，用双线示波器观察测检点TP1—TP7在一个周期中的波形，测量波形的正、负电压值（V）；波形的周期（us、ms）：对位相位，记录3.1所示。

 

     4、测绘移相控制特性：用万用表直流电压档测量图中移相控制电压Uco。用示波器观察测检点TP7的脉冲，记录3.2所示。做出a=f(Uco)移相控制特性的函数曲线。绘制如图3.2所示。

    

     5、两板连接测量补脉冲：A、B两块板地线相连，A板补脉冲输出点接B板补脉冲输入点，观察记录B板上G、K两点之间的波形。

（二）测试、记录、整理波形与结果分析

      

 

       

                 3.1各测量点在同一周期中的波形            

测绘移相控制特性 a=f(Uco)

       测绘移相控制特性a=f(Uco)

(三)调试过程中遇到的问题及其解决方法

   1、焊接好电路板之后，插上电源，指示灯亮，测试TP1、TP2波形，波形正常；测试TP3波形，有反应，可是波形不规则，而且不是锯齿波。检查TP3前面的电路，发现稳压管反接。重新焊接稳压管，测试TP3点波形，正常，为锯齿波，但是波幅很小；

   2、继续测试TP4—TP7，波形均不正常，检查电路，发现元件没有损害，但是有两个三极管反接。重新焊好，再测，波形还是出不来；重新检查电路，分析TP3波形波幅太小，好可能是前面的三极管出现问题，检查，有点异常，更换一个新的，发现波形还是出不来；

   3、检查电路通断，没有发现问题。从TP1开始逐点测量电压，发现VD2的电压很高，有十多伏特，不正常；检查二极管压降，已经击穿，更换二极管，再次检测电压，正常。继续检查后面一点电压，不正常，检查稳压管，压降为3.36伏特，正常。再次往后检查，发现刚换的新的三极管V2压降不正常，已经击穿，更换一个。逐点测量波形，调节变阻器阻值，波形全部正常。

  

            

              

四思考：改变电路中R1的参数，有什么影响？

  答：电路中的R1具有保护电路的作用，其能降低施加到两个二极管和电容的电压，同时可以限制流过元件的电流。改变R1的阻值，会改变电路的可靠性和安全性，同时还会改变TP1、TP2的波形幅度 。

                     五  收获体会

经过了一个星期的电力电子实训，的确收获了不少。首先，通过做这次实训，可以复习到书本学到的知识，同时，还发现了有许多自己不懂的地方。在实训中，可以说是边做实训，边学习知识，还锻炼到了自己动手的能力，同时也锻炼了自己的意志。在实训的时候，可以说是挺艰辛的，每天几乎都得不到好的休息，晚上画PCB布线图（由于电脑出了问题，搞了半天才可以用protel，可是最后虽然很努力做了，还是赶不及，很可惜），一个星期，中午都没睡过教，还有两天中午饭都没吃上，把全部精力都花在实训上，但是却感觉到很充实，而且精神上依旧很有斗志。调试的时候出现了很多问题，好多都一一解决了，可是后来有一个实在没找到，原来是因为新换的三极管也是坏的，这之前没想到，从这我学到了：外表多好的不一定是有用的，外壳即是再难看、陈旧，都可能是好的。看问题，不能这么惯性思维。

在实训中，真的学到了很多东西，书本的，实践的，人生的。。。。。。

 

第二篇：实训设计报告 电力电子

一、课程设计的目的

通过本课程的实习，使学生掌握设计电路原理图、制作电路原理图元器件库、电气法则测试、管理设计文件、制作各种符合国家标准的印制电路板、制作印制板封装库的方法和实际应用技巧。主要包括以下内容：

·原理图（SCH）设计系统。

·原理图元件库编辑。

·印制电路板（PCB）设计系统。

·印制电路板元件库编辑。

二、课程设计的内容和要求

（一）  原理图（SCH）设计系统（1）原理图的设计步骤；（2）绘制电路原理图；（3）文件管理；（4）生成网络表文件；（5）层次原理图的设计。

（二）  原理图元件库编辑

（1）原理图元件库编辑器；（2）原理图元件库绘图工具和命令；（3）制作自己的元件库。

（三）  印制电路板（PCB）设计系统

（1）印制电路板（PCB）的布线流程；（2）设置电路板工作层面和工作参数；（3）元件布局；（4）手动布线与自动布线；

（四）印制电路板元件库编辑（1）PCB元件库编辑器；（2）PCB元件库绘图工具和命令；

（3）制作自己的PCB元件库

（五）原件封装属性：

电阻——AXIAL0.3

电容——RADI0.4

晶振——XTAL1

CY7C63231A——DIP18

SN74LVC4245A——DIP28

NRF2401——DIP24

LP2980IM5——SIP5

XTAL——XTAL1

天线——TIANXIAN

电源和地插座——AXIAL1.0

三、绘制原理图与PCB

1、绘制原理图

（1）在原理图库文件中绘制CY7C63231A芯片CY7C63231A由HEADER 9X2更改而来.见3.1

图3.1     芯片简介：CY7C68013A是CYPRESS公司EZ-USB FX2LP系列单片机的代表型号，是上一代CY7C68013的低功耗版本它支持USB2.03种工作模式中的两种和USB1.1两种模式的全速12Mbps

（2）在原理图库文件中绘制SN74LVC4245A（由HEADER 12X2更改而来）见图3.2

图3.2     芯片简介：SN74LVC4245A是总线传输器件，它的数据传输方向是双向的

（3）在原理图库文件中绘制nRF2402（由HEADER 13X2更改而来）见图3.3图3.3      芯片简介：nRF2401是单片射频收发芯片，工作于2.4～2.5GHz ISM频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置

（4）在原理图库文件中绘制LP2980IM5（由CON5更改而来）见图3.4

图3.4  芯片简介：LP2980IM5是超低能耗50马调节阀

（5）绘制原理图

    ①新建原理图文件：

②连接电路如图：

    

③对电路进行ERC检测

④电路无误后创建网表

二、绘制PCB

1、绘制PCB库中没有的原件封装

     绘制的天线封装如图:

           注意：封装的引脚与原理图中引脚相对应

2、绘制PCB

（1）新建PCB文件

  （2）绘制一张长127mm,宽101mm的双面PCB板

  （3）加载网络表，并分析改正其中的错误

（4）加载完成后在PCB文档中进行布局

（5）布局完成后使用自动布线工具进行布线 

（6）检测无误后，就可进行3D预览

四、课程设计总结

通过为期两天的protel学习，比较全面地了解和掌握了绘制、编辑电路原理图和印制电路图的方法和技巧，并能处理一些常见问题。在对protel软件的学习中，我有不少心得体会。其中也有许多错误如下：

错误（1）ADD NOD2 LP2980IM5-3.3 to Net USB-5V——Error：component not found

改错：加载封装库。如果不行请试着修改芯片名称为LP2980IM5

错误（2）ADD NOD2 LP2980IM5-3.3 to Net GND时-Error：Node not found

改错：把LP2980IM5-3.3中的3管脚的引脚号与封装库中的一样

错误（3）ADD new Component E1（天线）时-- Error：Footprint E1 notfound in library

改错：在PCB元件库中手工绘制E1（天线）的封装，然后汇报元件库

从刚开始对PROTEL的一无所知到现在课程设计的完成，学到了很多也很有成就感。画元器件、原理图、封装、网表、PCB制作，每一个步骤都需要足够的耐心和仔细，还要有扎实的专业知识，比如，对nRF2402芯片及各个引脚功能的掌握、对数码管用法的了解、路的运用。最重要的是要有理论与实践相结合的思想

陷波器的设计及仿真

1、绪论：

设计的目的与意义：

陷波器也称带阻滤波器，能在保证其他频率的信号不损失的情况下，有效的抑制输入信号中某一频率信息。当电路中需要滤除存在的某一额定频率的干扰信号时经常用到，另外生活中，在有线电视屏蔽某个台或滤除高频信号中的混跌噪声时也能起到很好的作用。陷波器发展到现在已相对成熟，在电路的各个领域都得到广泛应用。

由于我国采用的是50hz频率的交流电，所以在平时需要对信号进行采集处理和分析时，常会存在50hz的工频干扰，对我们的信号处理造成很大干扰，于是我们本次已滤除50hz工频产生的干扰为例，对陷波器进行电路设计，原理分析及multisim仿真。

。2、设计原理：

本次设计的陷波器主体包括三部分内容：选频部分、放大器部分、反馈部分。设计时采用双T型带阻滤波器为基础并加入压控反馈得到.此陷波器具有良好的选频特性和比较高的Q值，电路原理图如图1所示：

根据图1所示，对于A点求节点电流方程（1）有：

           （1）

同样，对于B点求节点电流方程（2）有：

             （2）

同样，对于C点有节点电流方程（3）：

                         (3)

式中，。

由上述的（1）、（2）、（3）式可以得到此电路的传输函数为

此时令得

其中。

当时=0，此时能滤除的频率，而对于其他频率，约为1，能很好的使其他频率的信号通过。令=0.707得到两个截止频率为：

此时可以得到陷波器的带宽BW和其Q值

则只要我们取m值接近1时，就能得到窄带滤波效果和高Q值，使陷波器的性能最佳

3、设计电路图

根据设计原理，要使得HZ，并要求m值接近1，选择器件如下：C=33nF,R=5.1k+91k,=5.1k,=91k，运算放大器选用AD8602ARM。

图2电路各部分功能解释：

C1~C4、R1、R2、R4、R5、R7、R8主要用于确定陷波器的中心频率的值，可以通过改变这些电阻与电容来选择需要滤除的频率值。

R3与R6用于确定m的值，其能控制陷波器的滤波特性，包括带阻滤波的频带宽度和Q值的高低。

U1A用作放大器，其输出端做为整个电路的输出

U2A用作电压跟随器，与输出端组成电压反馈电路，在电路中引入正反馈，当信号频率趋于零时，由于电容的阻抗趋于无穷大，则正反馈很弱；当信号的频率很高时，由于电容的阻抗此时很小，因此第7节点电压趋于零。则只要正反馈引入得当，就既可能在中心频率点使放大倍数增大，又不会出现自激震荡。

4、陷波器的工作仿真：

在电路信号源端加50hz的正弦信号源，接通电路开始进行仿真，打开图1.2中的波特显示仪XDP1和示波器XSC1，则可以得到此陷波器的仿真波特图，图形图3所示：

5、结束语：

这次课程设计历时两天，两天之前我们对“陷波器”还没有什么具体的概念，我们通过在网上查阅相关资料，了解了“陷波器”的相关概念，从图书馆借阅的书籍中我又进一步了解了multisim的使用方法。对于整个设计过程，我感慨很多，从选题到定稿，从理论到实践，中间经历了很多的困难，但是我们学到了很多的东西。通过这次课程设计，让我加深了对于滤波器设计的理解