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整流滤波电路原理分析一、整流电路整流电路的关键问题是利用二极管的单向导电性，将交流电压变换成单相脉动电压。单相整流电路可分半波、全波、桥式、倍压整流等。由于半波整流电路只在电源的半个周期工作，电源利用率低，输出波形脉动较大，且电路简单。1、全波整流电路如下图所示，全波整流是由两个单相半波整流电路组成的，变压器的二次线圈的中心抽头把U2分成两个大小相等，方向相反的U21和U22整流滤波电路原理分析图1 全波与桥式整流电路工作原理：在正弦交流电源的正半周，VD1正向导通，VD2反向截至，电流经VD1，负载电阻RL回到变压器中心抽头0点，构成回路，负载得到半波整流电压和电流。同理，在电源的负半周，VD2导通，VD1截止。电流经VD2，RL流回到变压器中心抽头0点，负载RL又得到半波电压和电流。在负载上得到的电压和电流波形图见图2a。电路一直重复上述过程，由此可见，全波整流电路的两只二极管VD1，VD2是轮流工作的。2、桥式整流电路如上图b）所示，单相桥式整流电路由电源变压器T，整流二极管和负载电阻RL组成。与全波整流电路一样，变压器将电网交流电压变换成整流电路所需的交流电压，设整流滤波电路原理分析当电源电压处于U2的正半周时，变压器二次绕组的a端电位高于b端电位，VD1，VD3在正向电压作用下导通，VD2和VD4在反向电压作用下截止，电流从变压器二次绕组的a端出发，经VD1，RL,VD3，由b端返回构成通路。由电流通过负载电阻RL，输出电压Uo=U2..。相同原理可以分析电源电压处于负半周的情况。在交流电压的整个周期内，整流器件在正负半周内各导通一次，负载电阻始终有电流通过，并且保持为同一方向，得到两个半波电压和电流，如图2b所示。所以桥式整流也是一种全波整流电路整流滤波电路原理分析图2 全波与桥式整流电压电流波形图二、滤波电路整流电路可以使交流电转换为脉动直流电，这种脉动直流电不仅包含直流分量，还有交流分量。但是需要的是直流分量，因此必须把脉动直流中的交流分量去掉。从阻抗观点看，电感线圈的直流电阻很小，而交流阻抗很大；电容器的直流电阻很大，交流电阻很小。如果组合起来就能很好地滤除交流分量。这种组合就是滤波器。常用的滤波电路有以下几种形式。整流滤波电路原理分析1、电容滤波电路如下图就是电容滤波电路，即在负载两端并联一只电容。工作原理：利用电容两端电压不能突变的特性，当二级管导通时，一方面给负载供电，另一方面对电容充电。充电到一定程度，电容开始经过负载电阻放电。放电速度较慢，会持续到交流电的负半周，然后再重复上述过程。输出电压的大小和脉动程度与放电时间常数有关。桥式整流电容滤波后，输出电压Uo=（）U2.。滤波电容选用几十微法以上的电解电容，要注意其耐压值应高于倍U2.。整流滤波电路原理分析2、电感滤波电路如果要求负载电流较大时，输出电压仍较平稳，则采用电感滤波电路。如下图所示。电感线圈上的直流阻抗很小，所以脉动直流电压中的直流分量很容易通过电感线圈，几乎全部到达负载电阻RL，而电感对交流的阻抗很大，所以脉动电压中的交流分量很难通过电感线圈。由于电感和负载电阻串联，对交流分量可看成一个分压器，如果电感的感抗比负载电阻大很多，那么交流分量将大部分降在电感上，这样就可以将脉动较大的直流输出变为较平稳的直流输出。滤波后的波形见下图。如果负载电阻一定，电感越大，输出电压波动越小，滤波效果越好。所以电感滤波一般用于负载变动较大，负载平均电流较大的场合。整流滤波电路原理分析3、复式滤波器通过电容滤波或电感滤波，直流输出仍有或多或少的波动。在要求较高的场合，为得到更加平滑的直流，可采用复式滤波器。1）LC滤波器电容滤波适用于负载较大的情况，电感滤波适用于负载较小的情况，如果把这两种电路组合起来，就构成了下图中a所示的滤波器，它对于一般负载都可适用。LC滤波电路中，脉动电压经过双重滤波，使交流分量大部分被电感阻止，即使有小部分通过电感，还要经过电容的滤波作用而使交流旁路。因此负载上的交流分量很小，从而达到滤除交流的目的。2）整流滤波电路原理分析如下图b所示，该滤波器由电容滤波器和LC滤波器组合而成，滤波过程为：交流电流整流后先经电容滤波，然后再经LC滤波，所以该电路性能比LC滤波和电容滤波都要优越，获得的电压更加平滑整流滤波电路原理分析3）RC滤波器如果负载电流不大，为减轻重量、降低成本、缩小体积，可以将上述两个复式滤波器上的电感用一只电阻来代替，组成下图所示两种滤波器。RC滤波器中，电阻大滤波效果好，但电阻上压降损失也大。一般在小电流场合，电阻通常取值几十到几百欧姆，电容取200到500微法整流滤波电路原理分析整流后需加滤波电容，滤波电容的容量根据用电负荷大小选取，通常选几十到几百微法，要写要求较高的直流电源，还需增设集成稳压器进行稳压。滤波电容容量与负载电路的关系见下图。可根据输出电流选择滤波电容大小。整流滤波电路原理分析还要确定电容的耐压值，耐压值过低，会因过电压击穿电容，耐压值过大，会增加体积和成本。可按下式选择电容的耐压值。
1 PWM控制的基本原理理论基础:冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同.冲量指窄脉冲的面积.效果基本相同,是指环节的输出响应波形基本相同.低频段非常接近,仅在高频段略有差异.图6-1 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲面积等效原理:分别将如图6-1所示的电压窄脉冲加在一阶惯性环节(R-L电路)上,如图6-2a所示.其输出电流i(t)对不同窄脉冲时的响应波形如图6-2b所示.从波形可以看出,在i(t)的上升段,i(t)的形状也略有不同,但其下降段则几乎完全相同.脉冲越窄,各i(t)响应波形的差异也越小.如果周期性地施加上述脉冲,则响应i(t)也是周期性的.用傅里叶级数分解后将可看出,各i(t)在低频段的特性将非常接近,仅在高频段有所不同.图6-2 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形用一系列等幅不等宽的脉冲来代替一个正弦半波,正弦半波N等分,看成N个相连的脉冲序列,宽度相等,但幅值不等;用矩形脉冲代替,等幅,不等宽,中点重合,面积(冲量)相等,宽度按正弦规律变化.SPWM波形——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形.图6-3 用PWM波代替正弦半波要改变等效输出正弦波幅值,按同一比例改变各脉冲宽度即可.等幅PWM波和不等幅PWM波:由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波,如直流斩波电路及本章主要介绍的PWM逆变电路,节的PWM整流电路.输入电源是交流,得到不等幅PWM波,如节讲述的斩控式交流调压电路,节的矩阵式变频电路.基于面积等效原理,本质是相同的.PWM电流波:电流型逆变电路进行PWM控制,得到的就是PWM电流波.PWM波形可等效的各种波形:直流斩波电路:等效直流波形SPWM波:等效正弦波形,还可以等效成其他所需波形,如等效所需非正弦交流波形等,其基本原理和SPWM控制相同,也基于等效面积原理.2 PWM逆变电路及其控制方法目前中小功率的逆变电路几乎都采用PWM技术.逆变电路是PWM控制技术最为重要的应用场合.本节内容构成了本章的主体PWM逆变电路也可分为电压型和电流型两种,目前实用的几乎都是电压型.(1)计算法和调制法1,计算法根据正弦波频率,幅值和半周期脉冲数,准确计算PWM波各脉冲宽度和间隔,据此控制逆变电路开关器件的通断,就可得到所需PWM波形.缺点:繁琐,当输出正弦波的频率,幅值或相位变化时,结果都要变化2,调制法输出波形作调制信号,进行调制得到期望的PWM波;通常采用等腰三角波或锯齿波作为载波;等腰三角波应用最多,其任一点水平宽度和高度成线性关系且左右对称;与任一平缓变化的调制信号波相交,在交点控制器件通断,就得宽度正比于信号波幅值的脉冲,符合PWM的要求.调制信号波为正弦波时,得到的就是SPWM波;调制信号不是正弦波,而是其他所需波形时,也能得到等效的PWM波.结合IGBT单相桥式电压型逆变电路对调制法进行说明:设负载为阻感负载,工作时V1和V2通断互补,V3和V4通断也互补.控制规律:uo正半周,V1通,V2断,V3和V4交替通断,负载电流比电压滞后,在电压正半周,电流有一段为正,一段为负,负载电流为正区间,V1和V4导通时,uo等于Ud,V4关断时,负载电流通过V1和VD3续流,uo=0,负载电流为负区间,io为负,实际上从VD1和VD4流过,仍有uo=Ud,V4断,V3通后,io从V3和VD1续流,uo=0,uo总可得到Ud和零两种电平.uo负半周,让V2保持通,V1保持断,V3和V4交替通断,uo可得-Ud和零两种电平.图6-4 单相桥式PWM逆变电路单极性PWM控制方式(单相桥逆变):在ur和uc的交点时刻控制IGBT的通断.ur正半周,V1保持通,V2保持断,当ur>uc时使V4通,V3断,uo=Ud,当ur图6-5 单极性PWM控制方式波形双极性PWM控制方式(单相桥逆变):在ur半个周期内,三角波载波有正有负,所得PWM波也有正有负.在ur一周期内,输出PWM波只有±Ud两种电平,仍在调制信号ur和载波信号uc的交点控制器件通断.ur正负半周,对各开关器件的控制规律相同,当ur >uc时,给V1和V4导通信号,给V2和V3关断信号,如io>0,V1和V4通,如io<0,VD1和VD4通, uo=Ud,当ur单相桥式电路既可采取单极性调制,也可采用双极性调制.图6-6 双极性PWM控制方式波形双极性PWM控制方式(三相桥逆变):见图6-7.三相PWM控制公用uc,三相的调制信号urU,urV和urW依次相差120°.U相的控制规律:当urU>uc时,给V1导通信号,给V4关断信号,uUN =Ud/2,当urUuVN 和uWN 的PWM波形只有±Ud/2两种电平,uUV波形可由uUN -uVN 得出,当1和6通时,uUV=Ud,当3和4通时,uUV=-Ud,当1和3或4和6通时,uUV=0.波形见图6-8.输出线电压PWM波由±Ud和0三种电平构成,负载相电压PWM波由(±2/3)Ud,(±1/3)Ud和0共5种电平组成.图6-8 三相桥式PWM逆变电路波形防直通死区时间:同一相上下两臂的驱动信号互补,为防止上下臂直通造成短路,留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间.死区时间的长短主要由器件关断时间决定.死区时间会给输出PWM波带来影响,使其稍稍偏离正弦波.特定谐波消去法(Selected Harmonic Elimination PWM—SHEPWM):计算法中一种较有代表性的方法,图6-9.输出电压半周期内,器件通,断各3次(不包括0和π),共6个开关时刻可控.为减少谐波并简化控制,要尽量使波形对称.首先,为消除偶次谐波,使波形正负两半周期镜对称,即:(6-1)图6-9 特定谐波消去法的输出PWM波形其次,为消除谐波中余弦项,使波形在半周期内前后1/4周期以π/2为轴线对称.(6-2)四分之一周期对称波形,用傅里叶级数表示为:(6-3)式中,an为 图6-9,能独立控制a1,a2和a3共3个时刻.该波形的an为(6-4)式中n=1,3,5,…确定a1的值,再令两个不同的an=0,就可建三个方程,求得a1,a2和a3.消去两种特定频率的谐波:在三相对称电路的线电压中,相电压所含的3次谐波相互抵消,可考虑消去5次和7次谐波,得如下联立方程:(6-5)给定a1,解方程可得a1,a2和变,a1,a2和a3也相应改变.一般,在输出电压半周期内器件通,断各k次,考虑PWM波四分之一周期对称,k个开关时刻可控,除用一个控制基波幅值,可消去k-1个频率的特定谐波,k越大,开关时刻的计算越复杂.除计算法和调制法外,还有跟踪控制方法,在节介绍(2)异步调制和同步调制载波比——载波频率fc与调制信号频率fr之比,N= fc / fr.根据载波和信号波是否同步及载波比的变化情况,PWM调制方式分为异步调制和同步调制:1,异步调制异步调制——载波信号和调制信号不同步的调制方式.通常保持fc固定不变,当fr变化时,载波比N是变化的.在信号波的半周期内,PWM波的脉冲个数不固定,相位也不固定,正负半周期的脉冲不对称,半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称.当fr较低时,N较大,一周期内脉冲数较多,脉冲不对称的不利影响都较小,当fr增高时,N减小,一周期内的脉冲数减少,PWM脉冲不对称的影响就变大.因此,在采用异步调制方式时,希望采用较高的载波频率,以使在信号波频率较高时仍能保持较大的载波比.2,同步调制同步调制——N等于常数,并在变频时使载波和信号波保持同步.基本同步调制方式,fr变化时N不变,信号波一周期内输出脉冲数固定.三相,公用一个三角波载波,且取N为3的整数倍,使三相输出对称.为使一相的PWM波正负半周镜对称,N应取奇数.当N=9时的同步调制三相PWM波形如图6-10所示.fr很低时,fc也很低,由调制带来的谐波不易滤除,fr很高时,fc会过高,使开关器件难以承受.为了克服上述缺点,可以采用分段同步调制的方法.3,分段同步调制把fr范围划分成若干个频段,每个频段内保持N恒定,不同频段N不同.在fr高的频段采用较低的N,使载波频率不致过高,在fr低的频段采用较高的N,使载波频率不致过低.图6-11,分段同步调制一例.为防止fc在切换点附近来回跳动,采用滞后切换的方法.同步调制比异步调制复杂,但用微机控制时容易实现.可在低频输出时采用异步调制方式,高频输出时切换到同步调制方式,这样把两者的优点结合起来,和分段同步方式效果接近.图6-10 同步调制三相PWM波形图6-11 分段同步调制方式举例(3) 规则采样法按SPWM基本原理,自然采样法中要求解复杂的超越方程,难以在实时控制中在线计算,工程应用不多.规则采样法特点:工程实用方法,效果接近自然采样法,计算量小得多.规则采样法原理:图6-12,三角波两个正峰值之间为一个采样周期Tc.自然采样法中,脉冲中点不和三角波一周期中点(即负峰点)重合.规则采样法使两者重合,每个脉冲中点为相应三角波中点,计算大为简化.三角波负峰时刻tD对信号波采样得D点,过D作水平线和三角波交于A,B点,在A点时刻tA和B点时刻tB控制器件的通断,脉冲宽度δ 和用自然采样法得到的脉冲宽度非常接近.图6-12 规则采样法规则采样法计算公式推导:正弦调制信号波公式中,a称为调制度,0≤a<1;ωr为信号波角频率.从图6-12因此可得: (6-6)三角波一周期内,脉冲两边间隙宽度 (6-7)三相桥逆变电路的情况:通常三相的三角波载波公用,三相调制波相位依次差120 ,同一三角波周期内三相的脉宽分别为δU,δV和δW,脉冲两边的间隙宽度分别为δ u,δ v和δ w,同一时刻三相正弦调制波电压之和为零,由式(6-6)得 (6-8)由式(6-7)得: (6-9)故由式(6-8)可得: (6-10)故由式(6-9)可得: (6-11)利用以上两式可简化三相SPWM波的计算(4)PWM逆变电路的谐波分析使用载波对正弦信号波调制,产生了和载波有关的谐波分量.谐波频率和幅值是衡量PWM逆变电路性能的重要指标之一.分析双极性SPWM波形:同步调制可看成异步调制的特殊情况,只分析异步调制方式.分析方法:不同信号波周期的PWM波不同,无法直接以信号波周期为基准分析,以载波周期为基础,再利用贝塞尔函数推导出PWM波的傅里叶级数表达式,分析过程相当复杂,结论却简单而直观.1,单相的分析结果:不同调制度a时的单相桥式PWM逆变电路在双极性调制方式下输出电压的频谱图如图6-13所示.其中所包含的谐波角频率为 式中,n=1,3,5,…时,k=0,2,4,…;n=2,4,6,…时,k=1,3,5,….可以看出,PWM波中不含低次谐波,只含有角频率为ωc,及其附近的谐波,以及2ωc,3ωc等及其附近的谐波.在上述谐波中,幅值最高影响最大的是角频率为ωc的谐波分量.图6-13 单相PWM桥式逆变电路输出电压频谱图2,三相的分析结果:三相桥式PWM逆变电路采用公用载波信号时不同调制度a时的三相桥式PWM逆变电路输出线电压的频谱图如图6-14所示.在输出线电压中,所包含的谐波角频率为式中,n=1,3,5,…时,k=3(2m-1)±1,m=1,2,…;6m +1,m =0,1,…;n =2,4,6,…时,k = 6m -1,m =1,2,….和单相比较,共同点是都不含低次谐波,一个较显著的区别是载波角频率ωc整数倍的谐波被消去了,谐波中幅值较高的是ωc±2ωr和2ωc±ωr.图6-14 三相桥式PWM逆变电路输出线电压频谱图SPWM波中谐波主要是角频率为ωc,2ωc及其附近的谐波,很容易滤除.当调制信号波不是正弦波时,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.后者的谐波分布情况和SPWM波的谐波分析一致.(5) 提高直流电压利用率和减少开关次数直流电压利用率——逆变电路输出交流电压基波最大幅值U1m和直流电压Ud之比.提高直流电压利用率可提高逆变器的输出能力;减少器件的开关次数可以降低开关损耗;正弦波调制的三相PWM逆变电路,调制度a为1时,输出相电压的基波幅值为Ud/2,输出线电压的基波幅值为,即直流电压利用率仅为.这个值是比较低的,其原因是正弦调制信号的幅值不能超过三角波幅值,实际电路工作时,考虑到功率器件的开通和关断都需要时间,如不采取其他措施,调制度不可能达到1.采用这种调制方法实际能得到的直流电压利用率比还要低.1,梯形波调制方法的思路采用梯形波作为调制信号,可有效提高直流电压利用率.当梯形波幅值和三角波幅值相等时,梯形波所含的基波分量幅值更大.梯形波调制方法的原理及波形,见图6-15.梯形波的形状用三角化率s =Ut/Uto描述,Ut为以横轴为底时梯形波的高,Uto为以横轴为底边把梯形两腰延长后相交所形成的三角形的高.s =0时梯形波变为矩形波,s =1时梯形波变为三角波.梯形波含低次谐波,PWM波含同样的低次谐波,低次谐波(不包括由载波引起的谐波)产生的波形畸变率为δ.图6-16,δ 和U1m /Ud随s 变化的情况.图6-17,s 变化时各次谐波分量幅值Unm和基波幅值U1m之比.s = 时,谐波含量也较少,δ 约为,直流电压利用率为,综合效果较好.图6-15 梯形波为调制信号的PWM控制梯形波调制的缺点:输出波形中含5次,7次等低次谐波.实际使用时,可以考虑当输出电压较低时用正弦波作为调制信号,使输出电压不含低次谐波;当正弦波调制不能满足输出电压的要求时,改用梯形波调制,以提高直流电压利用率.图6-16 s 变化时的d 和直流电压利用率 图6-17 s 变化时的各次谐波含量2,线电压控制方式(叠加3次谐波)对两个线电压进行控制,适当地利用多余的一个自由度来改善控制性能.目标——使输出线电压不含低次谐波的同时尽可能提高直流电压利用率,并尽量减少器件开关次数.直接控制手段仍是对相电压进行控制,但控制目标却是线电压.相对线电压控制方式,控制目标为相电压时称为相电压控制方式.在相电压调制信号中叠加3次谐波,使之成为鞍形波,输出相电压中也含3次谐波,且三相的三次谐波相位相同.合成线电压时,3次谐波相互抵消,线电压为正弦波.如图6-18所示.鞍形波的基波分量幅值大.除叠加3次谐波外,还可叠加其他3倍频的信号,也可叠加直流分量,都不会影响线电压.图6-18 叠加3次谐波的调制信号3,线电压控制方式(叠加3倍次谐波和直流分量):叠加up,既包含3倍次谐波,也包含直流分量,up大小随正弦信号的大小而变化.设三角波载波幅值为1,三相调制信号的正弦分别为urU1,urV1和urW1,并令:(6-12)则三相的调制信号分别为(6-13)图6-19 线电压控制方式举例不论urU1,urV1和urW1幅值的大小,urU,urV,urW总有1/3周期的值和三角波负峰值相等.在这1/3周期中,不对调制信号值为-1的相进行控制,只对其他两相进行控制,因此,这种控制方式也称为两相控制方式.优点:(1)在1/3周期内器件不动作,开关损耗减少1/3(2)最大输出线电压基波幅值为Ud,直流电压利用率提高(3)输出线电压不含低次谐波,优于梯形波调制方式(6) PWM逆变电路的多重化和一般逆变电路一样,大容量PWM逆变电路也可采用多重化技术.采用SPWM技术理论上可以不产生低次谐波,因此,在构成PWM多重化逆变电路时,一般不再以减少低次谐波为目的,而是为了提高等效开关频率,减少开关损耗,减少和载波有关的谐波分量.PWM逆变电路多重化联结方式有变压器方式和电抗器方式,利用电抗器联接实现二重PWM逆变电路的例子如图6-20所示.电路的输出从电抗器中心抽头处引出,图中两个逆变电路单元的载波信号相互错开180°,所得到的输出电压波形如图6-21所示.图中,输出端相对于直流电源中点的电压,已变为单极性PWM波了.输出线电压共有0,±(1/2)Ud,±Ud五个电平,比非多重化时谐波有所减少.一般多重化逆变电路中电抗器所加电压频率为输出频率,因而需要的电抗器较大.而在多重PWM型逆变电路中,电抗器上所加电压的频率为载波频率,比输出频率高得多,因此只要很小的电抗器就可以了.二重化后,输出电压中所含谐波的角频率仍可表示为,但其中当n奇数时的谐波已全部被除去,谐波的最低频率在附近,相当于电路的等效载波频率提高了一倍.图6-20 二重PWM型逆变电路图6-21 二重PWM型逆变电路输出波形电抗器上所加电压频率为载波频率,比输出频率高得多,很小.输出电压所含谐波角频率仍可表示为nwc+kwr,但其中n为奇数时的谐波已全被除去,谐波最低频率在2wc附近,相当于电路的等效载波频率提高一倍.3 PWM跟踪控制技术PWM波形生成的第三种方法——跟踪控制方法.把希望输出的波形作为指令信号,把实际波形作为反馈信号,通过两者的瞬时值比较来决定逆变电路各器件的通断,使实际的输出跟踪指令信号变化,常用的有滞环比较方式和三角波比较方式.(1)滞环比较方式1,电流跟踪控制基本原理:把指令电流i*和实际输出电流i的偏差i*-i作为滞环比较器的输入,比较器输出控制器件V1和V2的通断.V1(或VD1)通时,i增大,V2(或VD2)通时,i减小.通过环宽为2DI的滞环比较器的控制,i就在i*+DI和i*-DI的范围内,呈锯齿状地跟踪指令电流i*.滞环环宽对跟踪性能的影响:环宽过宽时,开关频率低,跟踪误差大;环宽过窄时,跟踪误差小,但开关频率过高.电抗器L的作用:L大时,i的变化率小,跟踪慢.L小时,i的变化率大,开关频率过高.图6-22 滞环比较方式电流跟踪控制举例图6-23 滞环比较方式的指令电流和输出电流三相的情况:图6-24 三相电流跟踪型PWM逆变电路图6-25 三相电流跟踪型PWM逆变电路输出波形采用滞环比较方式的电流跟踪型PWM变流电路有如下特点(1)硬件电路简单(2)实时控制,电流响应快(3)不用载波,输出电压波形中不含特定频率的谐波(4)和计算法及调制法相比,相同开关频率时输出电流中高次谐波含量多(5)闭环控制,是各种跟踪型PWM变流电路的共同特点2,电压跟踪控制采用滞环比较方式实现电压跟踪控制.如图6-26所示.把指令电压u*和输出电压u进行比较,滤除偏差信号中的谐波,滤波器的输出送入滞环比较器,由比较器输出控制开关通断,从而实现电压跟踪控制.和电流跟踪控制电路相比,只是把指令和反馈从电流变为电压.输出电压PWM波形中含大量高次谐波,必须用适当的滤波器滤除.图6-26 电压跟踪控制电路举例u*=0时,输出u为频率较高的矩形波,相当于一个自励振荡电路.u*为直流时,u产生直流偏移,变为正负脉冲宽度不等,正宽负窄或正窄负宽的矩形波.u*为交流信号时,只要其频率远低于上述自励振荡频率,从u中滤除由器件通断产生的高次谐波后,所得的波形就几乎和u* 相同,从而实现电压跟踪控制.(2)三角波比较方式基本原理:不是把指令信号和三角波直接进行比较,而是闭环控制.把指令电流i*U,i*V和i*W和实际输出电流iU,iV,iW进行比较,求出偏差,放大器A放大后,再和三角波进行比较,产生PWM波形.放大器A通常具有比例积分特性或比例特性,其系数直接影响电流跟踪特性.图6-27 三角波比较方式电流跟踪型逆变电路特点:开关频率固定,等于载波频率,高频滤波器设计方便;为改善输出电压波形,三角波载波常用三相;和滞环比较控制方式相比,这种控制方式输出电流谐波少.定时比较方式:不用滞环比较器,而是设置一个固定的时钟.以固定采样周期对指令信号和被控量采样,按偏差的极性来控制开关器件通断.在时钟信号到来时刻,如i i*,令V1断,V2通,使i减小.每个采样时刻的控制作用都使实际电流与指令电流的误差减小.采用定时比较方式时,器件最高开关频率为时钟频率的1/2,和滞环比较方式相比,电流误差没有一定的环宽,控制的精度低一些.4 PWM整流电路及其控制方法实用的整流电路几乎都是晶闸管整流或二极管整流.晶闸管相控整流电路:输入电流滞后于电压,且谐波分量大,因此功率因数很低.二极管整流电路:虽位移因数接近1,但输入电流谐波很大,所以功率因数也很低.把逆变电路中的SPWM控制技术用于整流电路,就形成了PWM整流电路.可使其输入电流非常接近正弦波,且和输入电压同相位,功率因数近似为1,也称单位功率因数变流器,或高功率因数整流器.(1)PWM整流电路的工作原理PWM整流电路也可分为电压型和电流型两大类,目前电压型的较多1,单相PWM整流电路图6-28a和b分别为单相半桥和全桥PWM整流电路.半桥电路直流侧电容必须由两个电容串联,其中点和交流电源连接.全桥电路直流侧电容只要一个就可以.交流侧电感Ls包括外接电抗器的电感和交流电源内部电感,是电路正常工作所必须的.图6-28 单相PWM整流电路a) 单相半桥电路 b) 单相全桥电路单相全桥PWM整流电路的工作原理:正弦信号波和三角波相比较的方法对V1～V4进行SPWM控制,就可在交流输入端AB产生SPWM波中含有和信号波同频率且幅值成比例的基波,和载波有关的高频谐波,不含低次谐波.由于Ls的滤波作用,谐波电压只使is产生很小的脉动.当信号波频率和电源频率相同时,is也为与电源频率相同的正弦波.us一定时,is幅值和相位仅由uAB中基波uABf的幅值及其与us的相位差决定.改变uABf的幅值和相位,可使is和us同相或反相,is比us超前90°,或is与us相位差为所需角度.相量图(图6-29)a:滞后相角δ,Is和Us同相,整流状态,功率因数为1,PWM整流电路最基本的工作状态b:超前相角δ,Is和Us反相,逆变状态,说明PWM整流电路可实现能量正反两方向流动,这一特点对于需再生制动的交流电动机调速系统很重要.c:滞后相角δ,Is超前Us90°,电路向交流电源送出无功功率,这时称为静止无功功率发送器(Static Var Generator—SVG)d:通过对幅值和相位的控制,可以使Is比Us超前或滞后任一角度φ.图6-29 PWM整流电路的运行方式相量图a)整流运行 b)逆变运行 c)无功补偿运行 d) 超前角为φ对单相全桥PWM整流电路工作原理的进一步说明整流状态下,us > 0时,(V2,VD4,VD1,Ls)和(V3,VD1,VD4,Ls)分别组成两个升压斩波电路,以(V2,VD4,VD1,Ls)为例.V2通时,us通过V2,VD4向Ls储能.V2关断时,Ls中的储能通过VD1,VD4向C充电.us < 0时,(V1,VD3,VD2,Ls)和(V4,VD2,VD3,Ls)分别组成两个升压斩波电路.由于是按升压斩波电路工作,如控制不当,直流侧电容电压可能比交流电压峰值高出许多倍,对器件形成威胁.另一方面,如直流侧电压过低,例如低于us的峰值,则uAB中就得不到图6-29a中所需的足够高的基波电压幅值,或uAB中含有较大的低次谐波,这样就不能按需要控制is,is波形会畸变.可见,电压型PWM整流电路是升压型整流电路,其输出直流电压可从交流电源电压峰值附近向高调节,如要向低调节就会使性能恶化,以至不能工作.2,三相PWM整流电路图6-30,三相桥式PWM整流电路最基本的PWM整流电路之一,应用最广.工作原理和前述的单相全桥电路相似,只是从单相扩展到三相进行SPWM控制,在交流输入端A,B和C可得SPWM电压,按图6-29a的相量图控制,可使ia,ib,ic为正弦波且和电压同相且功率因数近似为1.和单相相同,该电路也可工作在逆变运行状态及图c或d的状态.(2)PWM整流电路的控制方法有多种控制方法,根据有没有引入电流反馈可分为两种:没有引入交流电流反馈的——间接电流控制;引入交流电流反馈的——直接电流控制.1,间接电流控制间接电流控制也称为相位和幅值控制.按图6-29a(逆变时为图6-29b)的相量关系来控制整流桥交流输入端电压,使得输入电流和电压同相位,从而得到功率因数为1的控制效果.图6-31,间接电流控制的系统结构图.图中的PWM整流电路为图6-30的三相桥式电路.控制系统的闭环是整流器直流侧电压控制环.控制原理:和实际直流电压ud比较后送入PI调节器,PI调节器的输出为一直流电流信号id,id的大小和交流输入电流幅值成正比.稳态时,ud= ,PI调节器输入为零,PI调节器的输出id和负载电流大小对应,也和交流输入电流幅值对应.负载电流增大时,C放电而使ud下降,PI的输入端正偏差,使其输出id增大,进而使交流输入电流增大,也使ud回升.达到新的稳态时,ud和 相等,id为新的较大的值,与较大的负载电流和较大的交流输入电流对应.负载电流减小时,调节过程和上述过程相反.从整流运行向逆变运行转换首先负载电流反向而向C充电,ud抬高,PI调节器负偏差,id减小后变为负值,使交流输入电流相位和电压相位反相,实现逆变运行.稳态时,ud和 仍然相等,PI调节器输入恢复到零,id为负值,并与逆变电流的大小对应.控制系统中其余部分的工作原理上面的乘法器是id分别乘以和a,b,c三相相电压同相位的正弦信号,再乘以电阻R,得到各相电流在Rs上的压降uRa,uRb和uRc下面的乘法器是id分别乘以比a,b,c三相相电压相位超前π/2的余弦信号,再乘以电感L的感抗,得到各相电流在电感Ls上的压降uLa,uLb和uLc.各相电源相电压ua,ub,uc分别减去前面求得的输入电流在电阻R和电感L上的压降,就可得到所需要的交流输入端各相的相电压uA,uB和uC的信号,用该信号对三角波载波进行调制,得到PWM开关信号去控制整流桥,就可以得到需要的控制效果.存在的问题:在信号运算过程中用到电路参数Ls和Rs,当Ls和Rs的运算值和实际值有误差时,会影响到控制效果;基于系统的静态模型设计,动态特性较差;应用较少.2,直接电流控制通过运算求出交流输入电流指令值,再引入交流电流反馈,通过对交流电流的直接控制而使其跟踪指令电流值,因此称为直接电流控制.有不同的电流跟踪控制方法,图6-32,一种最常用的采用电流滞环比较方式的控制系统结构图.控制系统组成双闭环控制系统,外环是直流电压控制环,内环是交流电流控制环外环的结构,工作原理和图6-31间接电流控制系统相同.外环PI的输出为id,id分别乘以和a,b,c三相相电压同相位的正弦信号,得到三相交流电流的正弦指令信号 , 和 , 和 分别和各自的电源电压同相位,其幅值和反映负载电流大小的直流信号id成正比,指令信号和实际交流电流信号比较后,通过滞环对器件进行控制,便可使实际交流输入电流跟踪指令值.
一、晶体三极管的命名方法及型号字母意义 晶体三极管的命名方法见图5-18，型号字母意义见表5-6 二、晶体三极管的种类 晶体三极管主要有NPN 型和PNP型两大类,一般我们可以从晶体管上标出的型号来识别。详见表5－6。晶体三极管的种类划分如下。 ①按设计结构分为 : 点接触型、面接触型。 ②按工作频率分为 : 高频管、低频管、开关管。 ③按功率大小分为 : 大功率、中功率、小功率。 ④从封装形式分为 : 金属封装、塑料封装。 三、三极管的主要参数 一般情况晶体管的参数可分为直流参数、交流参数、极限参数三大类。 ①直流参数 : 集电极 -基极反向电流 ICBO。此值越小说明晶体管温度稳定性越好。一般小功率管约10μA左右,硅晶体管更小。 集电极－发射极反向电流ICEO, 也称穿透电流。此值越小说明晶体管稳定性越好。过大说明这个晶体管不宜使用。 ②极限参数:晶体管的极限参数有: 集电极最大允许电流ICM；集电极最大允许耗散功率ICM；集电极-发射极反向击穿电压V(BR)CEO 。 ③晶体管的电流放大系数:晶体管的直流放大系数和交流放大系数近似相等,在实际使用时一般不再区分,都用β表示,也可用hFE表示。 为了能直观地表明三极管的放大倍数 , 常在三极管的外壳上标注不同的色标。锗、硅开关管 , 高、低频小功率管 , 硅低频大功率管所用的色标标志如表 2-9-6 所示。β范围 0～15 15～25 25～40 40～55 55～80 80～120 120～180 180～270 270～400 400～ 色标 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑 表5-7 部分三极管β值色标表示 ④特性频率fT：晶体三极管的β值随工作频率的升高而下降,三极管的特性频率f是当β下降到 1 时的频率值。也就是说 , 在这个频率下的三极管,己失去放大能力,因为晶体管的工作频率必须小于晶体管特性频率的一半以下。四、常用晶体三极管的外形识别 ①小功率晶体三极管外形电极识别:对于小功率晶体三极管来说,有金属外壳和塑料外壳封装两种,如图5-25 所示。②大功率晶体三极管外形电极识别:对于大功率晶体三极管,外形一般分为F型，G型两种,如图5-26(a) 所示。F型管从外形上只能看到两个电极。将管脚底面朝上,两个电极管脚置于左侧,上面为e极,下为b极,底座为C极。G型管的三个电极的分布如图5-26(b) 所示。图 5-26 大功率晶体三极管电极识别五、用指针式万用表判断晶体三极管好坏及辨别三极管的e、 b、c电极 三极管的管脚必须正确辨认,否则,接入电路不但不能正常工作,还可能烧坏晶体管。己知三极管类型及电极,指针式万用表判别晶体管好坏的方法如下: ①测 NPN 三极管:将万用表欧姆挡置 "R × 100" 或 "R × lk" 处,把黑表笔接在基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都较小,再将红表笔接在基极上,将黑表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很大,则说明三极管是好的。 ②测 PNP 三极管:将万用表欧姆挡置 "R × 100" 或 "R × lk" 处,把红表笔接在基极上,将黑表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都较小,再将黑表笔接在基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很大,则说明三极管是好的。 当三极管上标记不清楚时,可以用万用表来初步确定三极管的好坏及类型 (NPN 型还是 PNP 型 ),并辨别出e、b、c三个电极。测试方法如下 : ①用指针式万用表判断基极 b 和三极管的类型:将万用表欧姆挡置 "R × 100" 或"R×lk" 处,先假设三极管的某极为"基极",并把黑表笔接在假设的基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很小(或约为几百欧至几千欧 ),则假设的基极是正确的,且被测三极管为 NPN 型管；同上,如果两次测得的电阻值都很大( 约为几千欧至几十千欧 ), 则假设的基极是正确的,且被测三极管为 PNP 型管。如果两次测得的电阻值是一大一小,则原来假设的基极是错误的,这时必须重新假设另一电极为"基极"，再重复上述测试。 ②判断集电极c和发射极e:仍将指针式万用表欧姆挡置 "R × 100"或"R × 1k" 处,以NPN管为例,把黑表笔接在假设的集电极c上,红表笔接到假设的发射极e上,并用手捏住b和c极 ( 不能使b、c直接接触 ), 通过人体 , 相当 b 、 C 之间接入偏置电阻 , 如图 5-27(a) 所示。读出表头所示的阻值 , 然后将两表笔反接重测。若第一次测得的阻值比第二次小 , 说明原假设成立 , 因为 c 、 e 问电阻值小说明通过万用表的电流大 , 偏置正常。其等效电路如图5-27(b) 所示 , 图中VCC 是表内电阻挡提供的电池 ,R为表 内阻 ,Rm 为人体电阻。图 5-27 用指针万用表判别三极管 c 、 e 电极 用数字万用表测二极管的挡位也能检测三极管的PN结,可以很方便地确定三极管的好坏及类型,但要注意,与指针式万用表不同,数字式万用表红表笔为内部电池的正端。例:当把红表笔接在假设的基极上, 而将黑表笔先后接到其余两个极上, 如果表显示通〈硅管正向压降在 左右 ), 则假设的基极是正确的 , 且被测三极管为 NPN 型管。 数字式万用表一般都有测三极管放大倍数的挡位(hFE), 使用时 , 先确认晶体管类型 , 然后将被测管子 e 、b 、c三脚分别插入数字式万用表面板对应的三极管插孔中,表显示出hFE 的近似值。 以上介绍的方法是比较简单的测试,要想进一步精确测试可以使用晶体管图示仪 ,它能十分清楚地显示出三极管的特性曲线及电流放大倍数等。六、三极管的选用 选用三极管要依据它在电路中所承担的作用查阅晶体管手册，选择参数合适的三极管型号。 a、NPN型和PNP型的晶体管直流偏置电路极性是完全相反的，具体连接时必须注意。 b、电路加在晶体管上的恒定或瞬态反向电压值要小于晶体管的反向击穿电压，否则晶体管很易损坏。 c、高频运用时，所选晶体管的特征频率F，要高于工作频率，以保证晶体管能正常工作。 d、大功率运用时晶体管内耗散的功率必须小于厂家给出的最大耗散功率，否则晶体管容易被热击穿，晶体管的耗散功率值与环境温度及散热大小形状有关，使用时注意手册说明。 七、中、小功率三极管的检测方 ①性能好环的判定，对已知型号和端子排列的三极管，可按下述方法来判断其性能好环。 a、测量极间电阻。测试方法如图5-28所示。将万用表置于R×100或R×1K挡，按照红、黑表笔的6种不同接法时行测试，其中，发射结和集电结的正向电阻值比较低，其他4种接法测得电阻值得都很高。质量良好的中、小功率三极管。正向电阻一般为几百欧至几千欧，其余的极间电阻值都很高，约为几百千欧至无穷大，但不管是低阻还是高阻，硅材料三极管的极间电阻要比锗材料三极管的极间电阻大。图5-28 三极管的正常极间电阻 b、测量穿透电流ICBD三极管的穿透电流ICBD的数值近似等于管子的放大倍数β和集电结的反向饱和电流ICBD乘积，ICBD随着环境温度的升高增长很快，ICBD的增加必然ICBD然的增大，而ICBD的增大将直接影响管子工作的稳定性，所以在使用中尽量选用ICBD+小的管子。 通过用万用表电阻挡测量三极管e-c极之间的电阻的方法，可间接估计ICBD的大小，具体方法如下。 测试电路如5-29所示，其中图（a）为测PNP型管的接法，图（b）为测NPN型管的接法，万用表电阻挡量程一般选用R×100或R×1K挡，要求测得的电阻值越大越好，e-c间的阻值越大，说明管子ICBD越小，反之，所测阻值越小，说明被测管ICBD越大。一般说来，中、小功率硅管、锗材料高频管及锗材料低频管，其阻值应分别在几百千欧，几十千欧及十几千欧以上。如果阻值很小或测试时万用表来回晃动，则表明ICEO很大，管子的性能不稳定。图5-29 测量三极管的Iceo 在测量三极管的ICEO的过程中，还可以同时检查判断一下管子的稳定性优劣。具体办法是：测量时，用手捏住管壳约1min左右，观察万用表指针向右漂移的情况，指针向右漂移摆动速度越快，说明管子的稳定性越差。通常，e-c间电阻比较小的管子，热稳定性相对就较差。在使用的过程中，稳定性不佳的管子应尽量不用，特别是在要求稳定性较高的电路中更不能使用ICEO大的管子。另外，管子的β越大，ICEO也越大，所以在要求稳定性较高的电路中，所使用的管子的β值不要太高。 C．测量放大能力β。测试电路如图5-30所示。其中图（a）为测PNP型管的接法，图（b）为测NPN型管的接法。万用表置于R×1k挡。具体测试步骤是，先将红、黑表笔按图7-46所示电路接相应端子，然后将电阻R接入电路。此时，万用表指针应向右偏转，偏转的角度越大，说明被测管的放大倍数β越大。如果接上电阻R以后指针向右摆幅度不大或者根本就停止在原位不动，则表明管子的放大能力很差或者已经被损坏。电阻R可用70～100kΩ的固定电阻，也可以利用人体电阻，即用手捏住c、b两端子（注意，c、b间不能短接）来代替电阻R。另外也可以用两手操作，用舌头去舔c、b两端子来充当电阻R进行测量。图5-30 测量三极管的β值方法一 上述方法的优点是简单易行，缺点是只能比较管子β的相对大小，而不能测出β的具体数值。 有些型号的中、小功率三极管，生产厂家在其管壳顶部表示出不同色点来表明管子的放大倍数β值，其颜色和β值的对应关系如表5-8所示。但要注意，各厂家用色标并不一定完全相同。色点 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 黑 β 17 17～27 27～40 40～77 77～80 80～120 120～180 180～270 270～400 >400 ②检测判别电极 如果不知道三极管的型号及管子的端子排列，用万用表进行检测判断。 a．判定基极。测试电路如图5-31所示。用万用表R×100和R×1k挡测量三极管三个电极中两个之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极，而第二根表笔先后接触另外两个电极均测得低电阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。这时，要注意万用表表笔的极性，如果红表笔接的是基极b，黑表笔分别接在其他两电极时，测得的阻值都较小，则会判定被测三极管为PNP型管；如果黑表笔接的是基极b，红表笔分别接触其他两电极时，测得的阻值都较小，则被测三极管为NPN型管。图5-31 判定三极管基极 b．判定集电极c和发射集e。测试方法如图5-32所示。现以PNP型三极管为例加以说明。将万用表置于R×1k挡。先使被测三极管的基极悬空，万用表的红、黑表笔分别任接其余两端子，此时指针应指在无穷大位置。然后用手指同时捏住基极与右边的端子，如果万用表指针向右偏转较明显，则表明右边一端即为集电极c，左边的端子为发射极e。如果万用表指针基本不摆动，可改用手指同时捏住基极与左边的端子，若指针向右偏转较明显，则证明左边端子为集电极c，右边的端子为发射极e。 图5-32 判定三极管c、e极 如果在以上两次测量过程中万用表指针均不向右摆动和摆动的幅度不明显，则说明万用表给被测三极管提供的测试电压极性接反了，应将红、黑表笔对调位置后按上述步骤重新测试直到将管子的c、e极区分开为止。 用此种方法判定c、e电极的原理如图7-48(b)所示。在这里，基极偏置电阻Rb是用手指来代替的。由于被测管子的集电结上加有反向偏压，发射结加的是正向偏压，所以使其处在放大状态，此时电流放大倍数较高，所产生的集电极电流Ic要使万用表指针明显向右偏转。倘若红、黑表笔接反了，就等于工作电压接反了，管子也就不能正常工作了。放大倍数大大降低了，从十几倍降到几倍，甚至为零，因此，万用表指针摆幅极小甚至根本不动。 ③判别锗管和硅管 测试电路如图5-33所示。E为一节干电池，Rp为50～100kΩ的电阻。将万用表置于直流挡。电路接通以后，万用表所指示的便是被测管子的发射结正向压降。若是锗管，该电压值为～；若是硅管，该电压值为～。顺便指出，目前绝大多数硅管为NPN型管，锗管为PNP型管。图5-33测三极管b、e电压判别锗管与硅管 ④判别高频管与低频管 高频管的截止频率大于3MHz，而低频管的截止频率则小于3MHz，一般情况下，二者是不能互换使用的。由于高、低频管的型号不同，所以当它们的标志清楚时，可以查有关手册，较容易地直接加以区分。当它们的标志型号不清时，可利用其BVebo的不同用万用表测量发射结的反向电阻，将高、低频管区分开。 以NPN型管为例，将万用表置于R×1k挡，黑表笔接管子的发射结e，红表笔接管子的基极b。此时电阻值一般均在几百千欧以上。接着将万用表拔至R×10k高阻挡，红、黑表笔接法不变，重新测量一次e、b间的电阻值。若所测量阻值与第一次测得的阻值变化不大，可基本判定被测管为低频管；若阻值变化很大，超过万用表满度1/3，可基本判定被测管为高频管。
晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。 1、特点：晶体三极管（简称三极管）是内部含有2个PN结，并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。 电话机中常用的PNP型三极管有：A92、9015等型号；NPN型三极管有：A42、9014、9018、9013、9012等型号。 2、晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，在常见电路中有三种接法。为了便于比较，将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表，供大家参考。 名称 共发射极电路 共集电极电路（射极输出器） 共基极电路 输入阻抗 中（几百欧～几千欧） 大（几十千欧以上） 小（几欧～几十欧） 输出阻抗 中（几千欧～几十千欧） 小（几欧～几十欧） 大（几十千欧～几百千欧） 电压放大倍数 大 小（小于1并接近于1） 大 电流放大倍数 大（几十） 大（几十） 小（小于1并接近于1） 功率放大倍数 大（约30～40分贝） 小（约10分贝） 中（约15～20分贝） 频率特性 高频差 好 好 续表 应用 多级放大器中间级，低频放大 输入级、输出级或作阻抗匹配用 高频或宽频带电路及恒流源电路 3、在线工作测量 在实际维修中，三极管都已经安装在线路板上，要每只拆下来测量实在是一件麻烦事，并且很容易损坏电路板，根据实际维修，本人总结出一种在电路上带电测量三极管工作状态来判断故障所在的方法，供大家参考： 类别 故障发生部位 测试要点 e-b极开路 Ved>1v Ved=V+ e-b极短路 Veb=0v Vcd=0v Vbd升高 Re开路 Ved=0v Rb2开路 Vbd=Ved=V+ Rb2短路 Ved约为 Rb1增值很多，开路 Vec< Vcd升高 e-c极间开路 Veb= Vec=0v Vcd升高 b-c极间开路 Veb= Ved=0v b-c极间短路 Vbc=0v Vcd很低 Rc开路 Vbc=0v Vcd升高 Vbd不变 Rb2阻值增大很多 Ved约为V+ Vcd约为0V Ved电压不稳 三极管和周围元件有虚焊 类 别 故障发生部位 测 试 要 点 Rb1开路 Vbe=0 Vcd=V+ Ved=0 Rb1短路 Vbe约为1v Ved=V-Vbe Rb2短路 Vbd=0v Vbe=0v Vcd=V+ Re开路 Vbd升高 Vce=0v Vbe=0v Re短路 Vbd= Vbe= Rc开路 Vce=0v Vbe= Ved约为0v c-e极短路 Vce=0v Vbe= Ved升高 b-e极开路 Vbe>1v Ved=0v Vcd=V+ b-e极短路 Vce约为V+ Vbe=0v Vcd约为0v c-b极开路 Vce=V+ Vbe= Ved=0v c-b极短路 Vcb=0v Vbe= Vcd=0v 八、场效应晶体管放大器 1、场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点，因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效管做整个电子设备的输入级，可以获得一般晶体管很难达到的性能。 2、场效应管分成结型和绝缘栅型两大类，其控制原理都是一样的。如图1-1-1是两种型号的表示符号： 3、场效应管与晶体管的比较 （1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。 （2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。 （3）有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。 （4）场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。 作者：yinqiao436 2007-9-22 21:34 回复此发言 -------------------------------------------------------------------------------- 2 回复：晶体三极管 三极管基础知识及检测方法 一、晶体管基础 双极结型三极管相当于两个背靠背的二极管 PN 结。正向偏置的 EB 结有空穴从发射极注入基区，其中大部分空穴能够到达集电结的边界，并在反向偏置的 CB 结势垒电场的作用下到达集电区，形成集电极电流 IC 。在共发射极晶体管电路中 , 发射结在基极电路中正向偏置 , 其电压降很小。绝大部分 的集电极和发射极之间的外加偏压都加在反向偏置的集电结上。由于 VBE 很小，所以基极电流约为 IB= 5V/50 k Ω = 。 如果晶体管的共发射极电流放大系数β = IC / IB =100, 集电极电流 IC= β*IB=10mA。在500Ω的集电极负载电阻上有电压降VRC=10mA*500Ω=5V，而晶体管集电极和发射极之间的压降为VCE=5V，如果在基极偏置电路中叠加一个交变的小电流ib，在集电极电路中将出现一个相应的交变电流ic，有c/ib=β，实现了双极晶体管的电流放大作用。 金属氧化物半导体场效应三极管的基本工作原理是靠半导体表面的电场效应，在半导体中感生出导电沟道来进行工作的。当栅 G 电压 VG 增大时， p 型半导体表面的多数载流子枣空穴逐渐减少、耗尽，而电子逐渐积累到反型。当表面达到反型时，电子积累层将在 n+ 源区 S 和 n+ 漏区 D 之间形成导电沟道。当 VDS ≠ 0 时，源漏电极之间有较大的电流 IDS 流过。使半导体表面达到强反型时所需加的栅源电压称为阈值电压 VT 。当 VGS>VT 并取不同数值时，反型层的导电能力将改变，在相同的 VDS 下也将产生不同的 IDS , 实现栅源电压 VGS 对源漏电流 IDS 的控制。 二、晶体管的命名方法 晶体管：最常用的有三极管和二极管两种。三极管以符号BG（旧）或（T）表示，二极管以D表示。按制作材料分，晶体管可分为锗管和硅管两种。 按极性分，三极管有PNP和NPN两种，而二极管有P型和N型之分。多数国产管用xxx表示，其中每一位都有特定含义：如 3 A X 31，第一位3代表三极管，2代表二极管。第二位代表材料和极性。A代表PNP型锗材料；B代表NPN型锗材料；C为PNP型硅材料；D为NPN型硅材料。第三位表示用途，其中X代表低频小功率管；D代表低频大功率管；G代表高频小功率管；A代表高频大功率管。最后面的数字是产品的序号，序号不同，各种指标略有差异。注意，二极管同三极管第二位意义基本相同，而第三位则含义不同。对于二极管来说，第三位的P代表检波管；W代表稳压管；Z代表整流管。上面举的例子，具体来说就是PNP型锗材料低频小功率管。对于进口的三极管来说，就各有不同，要在实际使用过程中注意积累资料。 常用的进口管有韩国的90xx、80xx系列，欧洲的2Sx系列，在该系列中，第三位含义同国产管的第三位基本相同。 三、 常用中小功率三极管参数表 型号 材料与极性 Pcm(W) Icm(mA) BVcbo(V) ft(MHz) 3DG6C SI-NPN 20 45 >100 3DG7C SI-NPN 100 >60 >100 3DG12C SI-NPN 300 40 >300 3DG111 SI-NPN 100 >20 >100 3DG112 SI-NPN 100 60 >100 3DG130C SI-NPN 300 60 150 3DG201C SI-NPN 25 45 150 C9011 SI-NPN 30 50 150 C9012 SI-PNP -500 -40 C9013 SI-NPN 500 40 C9014 SI-NPN 100 50 150 C9015 SI-PNP -100 -50 100 C9016 SI-NPN 25 30 620 C9018 SI-NPN 50 30 C8050 SI-NPN 1 40 190 C8580 SI-PNP 1 -40 200 2N5551 SI-NPN 600 180 2N5401 SI-PNP -600 160 100 2N4124 SI-NPN 200 30 300 四、用万用表测试三极管 （1） 判别基极和管子的类型 选用欧姆档的R*100（或R*1K）档，先用红表笔接一个管脚，黑表笔接另一个管脚，可测出两个电阻值，然后再用红表笔接另一个管脚，重复上述步骤，又测得一组电阻值，这样测3次，其中有一组两个阻值都很小的，对应测得这组值的红表笔接的为基极，且管子是PNP型的；反之，若用黑表笔接一个管脚，重复上述做法，若测得两个阻值都小，对应黑表笔为基极，且管子是NPN型的。 （2）判别集电极 因为三极管发射极和集电极正确连接时β大（表针摆动幅度大），反接时β就小得多。因此，先假设一个集电极，用欧姆档连接，（对NPN型管，发射极接黑表笔，集电极接红表笔）。测量时，用手捏住基极和假设的集电极，两极不能接触，若指针摆动幅度大，而把两极对调后指针摆动小，则说明假设是正确的，从而确定集电极和发射极。 （2） 电流放大系数β的估算 选用欧姆档的R*100（或R*1K）档，对NPN型管，红表笔接发射极，黑表笔接集电极，测量时，只要比较用手捏住基极和集电极（两极不能接触），和把手放开两种情况小指针摆动的大小，摆动越大，β值越高。
第1章 绪 论随着经济的发展，人们对防盗、防劫、防火保安设备的需求量大大增加。针对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行检测和报警的系统，其需求也越来越高。本设计运用单片机技术设计了一新颖红外线防盗报警器。而本设计中的输入部分主要是各种各样的传感器。不同类型的探测器用不同的手段探测各种入侵行为；不同作用的传感器，也可检测出不同类型的情况。本章节主要介绍了本设计的选题背景、课题介绍、本文主要工作、方案论证。选题背景单片机现在已越来越广泛地应用于智能仪表、工业控制、日常生活等很多领域，可以说单片机的应用已渗透到人类的生活、工作的每一个角落，这说明它和我们每个人的工作、生活密切相关，也说明我们每个人都有可能和有机会利用单片机去改造你身边的仪器、产品、工作与生活环境。红外技术已经成为先进科学技术的重要组成部分，他在各领域都得到广泛的应用。由于他是不可见光，因此用他做防盗报警监控器，具有良好的隐蔽性，白天黑夜均可使用，而且抗干扰能力强。这种监控报警装置广泛应用与博物馆、单位要害部门和家庭的防护[1]。通常红外线发射电路都是采用脉冲调制式。红外接收电路首先将接收到的红外光转换为电信号，并进行放大和解调出用于无线发射电路的调制信号。当无人遮挡红外光时，锁相环输出低电平，报警处于监控状态；一旦有人闯入便遮挡了红外光，则锁相环失锁，输出高电平，驱动继电器接通无线发射电路，监控室便可接收到无线报警信号，并可区分报警地点[2]。当我们考虑的范围广一点：若是在小区每一住户内安装防盗报警装置。当住户家中无人时，可把家庭内的防盗报警系统设置为布防状态，当窃贼闯入时，报警系统自动发出警报并向小区安保中心报警[3]。周界报警系统：在小区的围墙上设置主动红外对射式探测器，防止罪犯由围墙翻入小区作案，保证小区内居民的生活安全[4]。目 录第1章 绪 论 选题背景 课题介绍 本文主要工作 方案选择论证 单片机的选择 显示器工作原理及其选择 液晶显示和数码显示 防盗报警选择传感器的选择 硬件系统总体设计 AT89C51芯片的介绍 引脚功能 结构原理 AT89C51定时器/计数器相关的控制寄存器介绍 MAX708芯片介绍 单片机复位设置 8255A芯片介绍 8255A的引脚和结构 8255的工作方式 8255的控制字 AT89C51与8255的接口电路 显示部分 七段显示译码器 7448译码驱动 单片机与7448译码驱动器及LED的连接 外部地址锁存器 23第3章 检测信号放大电路设计 热释红外线传感器典型电路 红外光敏二极管警灯电路 光敏二极管控制电路 红外线探测信号放大电路设计 光电耦合器驱动接口 集成电路运算放大器 精密多功能运算放大器INA105 低功耗、双运算放大器LM358 34第4章 电源设计 单片机系统电源 检测部分电源 主程序设计 核对子程序设计 中断子程序设计 读数子程序设计 程序设计说明 程序清单 41第6章 调试 安装调试 音响（和继电器）驱动线路具体连接 程序修改 程序执行过程 47结论 48参考文献 49致谢 51原理图 52基于单片机控制的红外防盗报警器的设计[摘要]：随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，对私有财产的保护意识在不断的增强，因而对防盗措施提出了新的要求。 本设计就是为了满足现代住宅防盗的需要而设计的家庭式电子防盗系统。目前市面上装备主要有压力触发式防盗报警器、开关电子防盗报警器和压力遮光触发式防盗报警器等各种报警器，但这几种比较常见的报警器都存在一些缺点。本系统采用了热释电红外传感器，它的制作简单、成本低，安装比较方便，而且防盗性能比较稳定，抗干扰能力强、灵敏度高、安全可靠。这种防盗器安装隐蔽，不易被盗贼发现。同时它的信号经过单片机系统处理后方便和PC机通信，便于多用户统一管理。本设计包括硬件和软件设计两个部分。硬件部分包括单片机控制电路、红外探头电路、驱动执行报警电路、LED控制电路等部分组成。处理器采用51系列单片机AT89S51。整个系统是在系统软件控制下工作的。系统程序可以划分为以下几个模块： 数据采集、键盘控制、报警和显示等子函数。[关键词]：单片机、红外传感器、数据采集、报警电路。Infrared burglar alarm design controls which basedon the monolithicintegrated circuitAbstract :Along with society's unceasing progress and science and technology,economical unceasing development, the people living standard obtainsthe very big enhancement, to private property protection consciousnessin unceasing enhancement, thus set the new request to the securitymeasure. This design is for satisfy the family type electron securitysystem which the modern housing security needs to present in the market condition equips mainly has the pressure totouch the hair style burglar alarm, the switch electron burglar alarmand the pressure shields light the hair style burglar alarmand so on each kind of alarm apparatus, but these kind of quite commonalarm apparatuses all have some shortcomings. This system used hashotly released the electricity infrared sensor, its manufacturesimple, cost low, installm the antijamming ability strong, thesensitivity high, safe was reliable. This kind of security installmenthiding, was not easily discovered by the bandits and its signal after monolithic integrated circuit systemprocessing the convenience and P the C machine correspondence, isadvantageous for the multiuser unification design designs two parts including the hardware and software. Thehardware partially including the monolithic integrated circuit controlcircuit, infrared pokes head in the electric circuit, the actuationexecution alarm circuit, the LED control circuit and so on the partialcompositions. The processor uses 51 series monolithic integratedcircuits AT89S51, the overall system is works under the systemsoftware control. The system program may divide into following severalmodules: The data acquisition, the keyboard control, reports to thepolice with the demonstration small steelyard words: AT89S51 monolithic integrated circuit, infrared sensor,data acquisition, alarm circuit.目 录1. 绪论 1 前言 设计任务与要求 12. 热释电红外传感器概述 PIR传感器简单介绍 PIR 的原理特性 PIR 结构特性 33. AT89S51单片机概述 AT89S51单片机的结构 管脚说明 主要特性 振荡器特性 AT89S51单片机的工作周期 AT89S51单片机的工作过程和工作方式 AT89S51的指令系统 164. 方案设计 系统概述 总体设计 系统硬件选择 硬件电路实现 软件的程序实现 215. 结论概述 主要结论 结束语 27致谢 28参考文献 29
以上所有题目都有,可参考,合适可给我加分,410. 音频信号分析仪 411. 基于单片机的机械通风控制器设计 412. 论电气设计中低压交流接触器的使用 413. 论人工智能的现状与发展方向 414. 浅论配电系统的保护与选择 415. 浅论扬州帝一电器的供电系统 416. 浅谈光纤光缆和通信电缆 417. 浅谈数据通信及其应用前景 418. 浅谈塑料光纤传光原理 419. 浅析数字信号的载波传输 420. 浅析通信原理中的增量控制 421. 太阳能热水器水温水位测控仪分析 422. 电气设备的漏电保护及接地 423. 论“人工智能”中的知识获取技术 424. 论PLC应用及使用中应注意的问题 425. 论传感器使用中的抗干扰技术 426. 论电测技术中的抗干扰问题 427. 论高频电路的频谱线性搬移 428. 论高频反馈控制电路 429. 论工厂导线和电缆截面的选择 430. 论工厂供电系统的运行及管理 431. 论供电系统的防雷、接地保护及电气安全 432. 论交流变频调速系统 433. 论人工智能中的知识表示技术 434. 论双闭环无静差调速系统 435. 论特殊应用类型的传感器 436. 论无损探伤的特点 437. 论在线检测 438. 论专家系统 439. 论自动测试系统设计的几个问题 440. 浅析时分复用的基本原理 441. 试论配电系统设计方案的比较 442. 试论特殊条件下交流接触器的选用 443. 音频功率放大器的设计 444. 具有红外保护的温度自动控制系统的设计 445. 直流数字电压表的设计 446. 金属探测器制作 447. 太阳能装饰灯 448. 彩灯控制器 449. 自动选台立体声调频收音机 450. 浅析公路交通安全报警系统 451. 浅析单相配电器的推广应用 452. 基于立体声调频收音机的研究 453. 基于蓝牙技术的研究 454. 基于环绕立体声转接器的设计 455. 基于红外线报警系统的研究 456. 基于高速公路监控系统的研究 457. 多种变化彩灯 458. 单片机音乐演奏控制器设计 459. 单片机的打印机的驱动设计 460. 单目视觉车道偏离报警系统 461. 基于单片机的压电智能悬臂梁振动控制系统设计 462. 遥控小汽车的设计研究 463. 单片机的数字电压表设计 464. 多路输出直流稳压源 465. 数字电路数字钟设计 466. 电力行业中宏观调控的措施及能源开发利用的危机 467. 基于单片机对氧气浓度检测控制系统 468. 基于PIC16F74单片机串行通信中继控制器 469. 火灾自动报警系统 470. 基于单片机的电子时钟控制系统 471. 基于单片机的波形发生器设计 472. 智能毫伏表的设计 473. 微机型高压电网继电保护系统的设计 474. 基于单片机mega16L的煤气报警器的设计 475. 国产化PLC的研制 476. 串行显示的步进电机单片机控制系统 477. 编码发射与接收报警系统设计：看护机 478. 编码发射接收报警设计：爱情鸟 479. 基于IC卡的楼宇门禁系统的设计 480. 基于DirectShow的视频监控系统 481. 红外线遥控器系统设计 482. 虚拟示波器的设计 483. 基于LabVIEW环境下虚拟调幅波解调器的设计 484. 基于嵌入式系统的原油含水分析仪的硬件与人机界面设计 485. 低频功率放大器设计 486. 银行自动报警系统 487. 超媒体技术 488. 数字电子钟的设计与制作 489. 温度报警器的电路设计与制作 490. 数字电子钟的电路设计 491. 鸡舍电子智能补光器的设计 492. 高精度超声波传感器信号调理电路的设计 493. 电子密码锁的电路设计与制作 494. 单片机控制电梯系统的设计 495. 常用电器维修方法综述 496. 控制式智能计热表的设计 497. 电子指南针设计 498. 汽车防撞主控系统设计 499. 电力拖动控制系统设计 500. 解析民用建筑的应急照明 501. 对漏电保护器安全性能的剖析 502. 基于单片机的多功能智能小车设计 503. 电气火灾自动保护型断路器的设计 504. 电力电子技术在绿色照明电路中的应用 505. 单片机的智能电源管理系统 506. 转速闭环控制的直流调速系统的仿真与设计 507. 基于单片机的数字直流调速系统设计 508. 多功能频率计的设计 509. 18信息移频信号的频谱分析和识别 510. 集散管理系统—终端设计 511. 基于MATLAB的数字滤波器优化设计 512. 基于AT89C51SND1C的MP3播放器 513. 基于光纤的汽车CAN总线研究 514. 汽车倒车雷达 515. 基于DSP的电机控制 516. 交流异步电机试验自动采集与控制系统的设计 517. 新型自动装弹机控制系统的研究与开发 518. 直流电机试验自动采集与控制系统的设计 519. 微型机控制一体化监控系统 520. 基于PDIUSBD12和K9F2808简易USB闪存设计 521. 开关电源设计 522. 基于AT89C51的宽范围高精度的电机转速测量系统 523. 基于AT89C51的路灯控制系统设计 524. 点阵式汉字电子显示屏的设计与制作 525. 全数字控制SPWM单相变频器 526. 小功率UPS系统设计 527. 正弦信号发生器电路设计 528. 基于Matlab的多频率FMICW的信号分离及时延信息提取 529. USB接口设备驱动程序的框架设计 530. 单片机大型建筑火灾监控系统 531. 单片机电加热炉温度控制系统 532. 单片机控制单闭环直流电动机的调速控制系统 533. 通用串行总线数据采集卡的设计 534. 全氢罩式退火炉温度控制系统 535. 网络视频监控系统的设计 536. 一氧化碳报警器 537. 基于DSP的短波通信系统设计IIR设计 538. 电压稳定毕业设计 539. 基于ARM的嵌入式web服务器的设计与实现 540. 数字式心电信号发生器硬件设计及波形输出实现 541. 200电话卡代拨器的设计 542. 基于单片机的遥控器的设计 543. 数字电容测量仪的设计 544. 基于MCU温控智能风扇控制系统的设计 545. 红外遥控电子密码锁的设计 546. 水位报警显时控制系统的设计 547. 生产流水线产品产量统计显示系统 548. 数字温度计的设计 549. 基于单片机设计的自动售货机系统设计 550. 基于USB总线的设计与开发 551. 通过USB实现PC间数据传输 552. 超声波特征提取系统 553. 单片机实验教学平台分析 554. 110kv电网继电保护设计 555. 16×16点阵LED电子显示屏的设计 556. 卷扬机及其排绳机构的设计 557. 移动电话接收机功能电路 558. 智能楼宇设计 559. 基于TMS320VC33DSP开发板制作 560. 基于单片机AT89C51的语音温度计的设计 561. 基于单片机的带智能自动化的红外遥控小车 562. 基于FPGA的数字通信系统 563. 基于FPGA和锁相环4046实现波形发生器 564. 单片机呼叫系统的设计 565. 音频多重混响设计 566. 探讨未来通信技术的发展趋势 567. 智能小车自动寻址设计--小车悬挂运动控制系统 568. 湿度传感器单片机检测电路制作 569. 单片机定时闹钟设计 570. 基于单片机的多点温度检测系统 571. 智能火灾报警监测系统 572. 智能立体仓库系统的设计 573. 单片机交通灯控制系统的设计 574. 交流电机型式试验及计算机软件的研究 575. 大功率电器智能识别与用电安全控制器的设计 576. 电流继电器设计 577. 风力发电电能变换装置的研究与设计 578. 基于FPGA的电网基本电量数字测量系统的设计 579. 基于虚拟仪器的电网主要电气参数测试设计 580. 单片机演奏音乐歌曲装置的设计 581. 单片机电铃系统设计 582. 智能电子密码锁设计 583. 八路智能抢答器设计 584. 基于单片机控制音乐门铃 585. 基于单片机控制文字的显示 586. 基于单片机控制发生的数字音乐盒 587. 基于单片机控制动态扫描文字显示系统的设计 588. 基于LMS自适应滤波器的MATLAB实现 589. D功率放大器毕业论文 590. 无线射频识别系统发射接收硬件电路的设计 591. 基于单片机PIC16F877的环境监测系统的设计 592. 基于ADE7758的电能监测系统的设计 593. 智能电话报警器 594. 数字频率计 课程设计 595. 多功能数字钟电路设计 课程设计 596. 基于VHDL数字频率计的设计与仿真 597. 基于单片机的智能电子负载系统设计 598. 电压比较器的模拟与仿真 599. 脉冲变压器设计 600. MATLAB仿真技术及应用 601. 基于单片机的水温控制系统 602. 基于FPGA和单片机的多功能等精度频率计 603. 发电机－变压器组中微型机保护系统 604. 基于单片机的鸡雏恒温孵化器的设计 605. 基于单片机步进电机控制系统设计 606. 多路数据采集系统的设计 607. 电子万年历 608. 基于单片机的数字钟设计 609. 自动存包柜的设计 610. 空调器微电脑控制系统 611. 全自动洗衣机控制器 612. 小功率不间断电源(UPS)中变换器的原理与设计 613. 电力线载波调制解调器毕业设计论文 614. 图书馆照明控制系统设计 615. 基于AC3的虚拟环绕声实现 616. 电视伴音红外转发器的设计 617. 多传感器障碍物检测系统的软件设计 618. 基于单片机的电器遥控器设计 619. 基于单片机的数码录音与播放系统 620. 单片机控制的霓虹灯控制器 621. 电阻炉温度控制系统 622. 智能温度巡检仪的研制 623. 保险箱遥控密码锁 624. 基于蓝牙技术的心电动态监护系统的研究 625. 10KV变电所的电气部分及继电保护 626. 年产26000吨乙醇精馏装置设计 627. 卷扬机自动控制限位控制系统 628. 磁敏传感器水位控制系统 629. 继电器控制两段传输带机电系统 630. 广告灯自动控制系统 631. 基于CFA的二阶滤波器设计 632. 霍尔传感器水位控制系统 633. 全自动车载饮水机 634. 浮球液位传感器水位控制系统 635. 干簧继电器水位控制系统 636. 电接点压力表水位控制系统 637. 低成本智能住宅监控系统的设计 638. 大型发电厂的继电保护配置 639. 直流操作电源监控系统的研究 640. 悬挂运动控制系统 641. 气体泄漏超声检测系统的设计 642. 电压无功补偿综合控制装置 643. FC-TCR型无功补偿装置控制器的设计 644. DSP电机调速 645. 150MHz频段窄带调频无线接收机 646. 数字显示式电子体温计 647. 基于单片机的病床呼叫控制系统 648. 红外测温仪 649. 基于单片微型计算机的测距仪 650. 基于单片微型计算机的多路室内火灾报警器 651. 基于单片微型计算机的语音播出的作息时间控制器 652. 交通信号灯控制电路的设计 653. 信号发生器 654. 智能数字频率计 655. 220kv变电站一次系统设计 656. 110kV降压变电所一次系统设计 657. 51单片机交通灯控制 658. 110KV变电所一次系统设计 659. 函数信号发生器设计论文 660. 单片机控制步进电机毕业设计论文 661. 基于单片机的数字电压表 662. 恒温箱单片机控制 663. 单片机控制的全自动洗衣机毕业设计论文 664. 单片机脉搏测量仪 665. 双闭环直流调速系统设计 666. 基于labVIEW虚拟滤波器的设计与实现 667. 110kV变电站电气主接线设计 668. 红外报警器设计与实现 669. 正弦信号发生器 670. 水电站电气一次及发电机保护 671. 单片机汽车倒车测距仪 672. 基于单片机的自行车测速系统设计 673. 基于MCS51单片机温度控制毕业设计论文 674. 开关稳压电源设计 675. 单片机控制步进电机 毕业设计论文 676. 步进电动机竹竿舞健身娱乐器材 677. 超声波测距仪毕业设计论文 678. 语音电子门锁设计与实现 679. 工厂总降压变电所设计-毕业论文 680. 单片机无线抢答器设计 681. 基于单片机控制直流电机调速系统毕业设计论文 682. 单片机串行通信发射部分毕业设计论文 683. 基于VHDL语言PLD设计的出租车计费系统毕业设计论文 684. 基于单片机的数字显示温度系统毕业设计论文 685. 单片机控制的数控电流源毕业设计论文 686. 声控报警器毕业设计论文 687. 基于单片机的锁相频率合成器毕业设计论文 688. 基于Multism/protel的数字抢答器 689. 单片机智能火灾报警器毕业设计论文 690. 无线多路遥控发射接收系统设计毕业论文 691. 数字频率计毕业设计论文 692. 单片机对玩具小车的智能控制毕业设计论文 693. 基于单片机控制的电机交流调速毕业设计论文 694. 楼宇自动化--毕业设计论文 695. 车辆牌照图像识别算法的实现--毕业设计 696. 超声波测距仪--毕业设计 697. 工厂变电所一次侧电气设计 698. 电子测频仪--毕业设计 699. 点阵电子显示屏--毕业设计 700. 电子电路的电子仿真实验研究 701. 单片机数字钟设计702. 自动起闭光控窗帘毕业设计论文703. 三容液位远程测控系统毕业论文704. 基于Matlab的PWM波形仿真与分析705. 集成功率放大电路的设计706. 波形发生器、频率计和数字电压表设计707. 水位遥测自控系统 毕业论文708. 宽带视频放大电路的设计 毕业设计709. 简易数字存储示波器设计毕业论文710. 球赛计时计分器 毕业设计论文711. IIR数字滤波器的设计毕业论文712. PC机与单片机串行通信毕业论文713. 基于CPLD的低频信号发生器设计毕业论714. 基于51单片机的多路温度采集控制系统715. 仓库温湿度的监测系统716. 基于单片机的电子密码锁717. 单片机控制交通灯系统设计718. 智能抢答器设计719. 基于DSP的IIR数字低通滤波器的设计与实现720. 基于LabVIEW的PC机与单片机串口通信721. DSP设计的IIR数字高通滤波器的设计722. 单片机数字钟设计723. 数字自动打铃系统 724. 激光切割轨道系统的上位机设计 725. 由AT89C51控制的太阳能热水器 726. 单片机歩进电机转速控制器的设计 727. 频率特性测试仪的设计 728. 用集成温度传感器组成测温控制系统 729. 微尺度观测仪的物理原理及应用 730. 低频数字式相位差测量仪的设计 731. 智能开关稳压电源的设计 732. 智能家居系统CAN总线通信模块设计 733. 智能家居系统GPRS通信模块设计 734. 智能家居GUI模块设计 735. 小型风光互补路灯控制器设计 736. 基于MCS-51单片机的高精度数字测相装置的设计737. 基于单片机的火灾自动报警系统 738. 数字显示多路电压设计 739. 智能防盗报警系统设计 740. 数字调频立体收音机 741. 基于单片机的水温控制系统 742. 电子广告牌的设计 743. 电力变压器保护 744. 变电站综合自动化系统研究 745. 智能象棋比赛定时器的设计 746. 基于单片机的电动车跷跷板 747. 艺术彩灯设计 748. 基于单片机的密码锁设计 749. 双输出可调稳压电源的设计 750. 用IC卡实现门禁管理系统 751. 智能消毒柜控制系统 752. 自动太阳光追踪器 753. 基于89C51的点阵屏显示设计 754. 利用AT89C5单片机实现节日彩灯控制 755. 自动温度控制系统 756. 室内温度控制报警器 757. 8751H单片机控制步进电机 758. 高精密多路计时器 759. 小型触摸式防盗报警器 760. 频率特性测试仪设计 761. 出租车计价器 762. 数控直流稳压电源设计 763. 数字电度表--具有远程抄表功能 764. 基于多单片机的数据测控硬件系统的设计 765. 基于MATLAB的他励直流电机虚拟教学实验系统的设计与开发 766. 基于87C196MC交流调速系统主电路硬件的设计与开发 767. 基于80C196MC交流调速系统控制电路的硬件设计与开发 768. 多环教学实验系统模拟电子电路控制模板的设计与开发 769. 双闭环控制系统模拟控制模板设计 770. 双闭环V-M直流调速虚拟实验系统的开发 771. 双闭环PWM直流调速虚拟实验系统的开发 772. 基于8098单片机实现的SPWM变频调速系统 773. 调幅收音机的原理与调试 774. 电力线载波系统 775. 基于单片机的温室电炉的控制系统 776. 基于MCS-51单片机的变色灯控制系统设计与实现 777. 基于单片机的频率计的设计 778. 烤箱温度控制系统 779. 电容测量仪 780. 基于AT89S51单片机的波形发生器设计 781. 简易低频信号发生器 782. 基于单片机的红外遥控开关 783. 发动机电喷内核模型的研究及实践 784. 基于AT89S52的函数信号发生器 785. 智能住宅的功能设计与实现原理研究 786. 基于PIC16F876A单片机的超声波测距仪 787. 基于单片机的呼叫系统的设计 788. 电容测量电路的设计 789. 电压频率变换器 790. 基于单片机的IC卡门禁系统设计 791. 压阻式传感器在压力方面的技术应用 792. 全集成电路高保真扩音机 793. 单片机控制的三相全控桥触发系统设计 794. IC卡智能燃气表的研制 795. 传感器信号模拟电路设计研究 796. 基于C8051F040单片机的智能电导率分析仪 797. 基于MODBUS协议的远程端口控制系统 798. 两路电力线加载信号检测识别系统 799. 单片机的语音存储与重放的研究 800. 基于单片机的电器遥控器的设计 801. 大棚温湿度自动监控系统 802. 基于单片机的红外遥控电子密码锁 803. 大功率红外发射与接收(无线话筒 804. 基于单片机的电子钟设计 805. 传感器电路的噪声及其抗干扰技术研究 806. 基于单片机的红外遥控开关设计 807. 基于单片机的火灾报警器 808. 红外遥控电源开关 809. 扩音电话机的设计 810. 220MW发电机组主变压器常规保护 811. 110kV降压变压器常规保护 812. 降压变压器的继电保护 813. 2×300MW发变组常规保护 814. 基于单片机的低频信号发生器设计 815. 35KV变电所及配电线路的设计 816. 10kV变电所及低压配电系统的设计 817. 6Kv变电所及低压配电系统的设计 818. 多功能充电器的硬件开发 819. 全数字音量控制的功率放大器 820. 全数字控制稳压电源设计 821. 镍镉电池智能充电器的设计 822. 红外线空调智能控制器的设计 823. 110kv变电站电气二次部分设计 824. 基于AT89C51的电话远程控制系统 825. 数字电子秤的设计 826. 基于单片机的数字电子钟设计 827. 湿度传感器在农作物生长环境参数监测仪中的应用 828. 基于单片机的数字频率计的设计 829. 简易数控直流稳压源的设计 830. 基于凌阳单片机的语音实时采集系统设计 831. 简单语音识别算法研究 832. 基于数字温度计的多点温度检测系统 833. 家用可燃气体报警器的设计 834. 基于61单片机的语音识别系统设计 835. 红外遥控密码锁的设计 836. 简易无线对讲机电路设计 837. 基于单片机的数字温度计的设计 838. 甲醛气体浓度检测与报警电路的设计 839. 基于单片机的水温控制系统设计 840. 设施环境中二氧化碳检测电路设计 841. 基于单片机的音乐合成器设计 842. 设施环境中湿度检测电路设计 843. 基于单片机的家用智能总线式开关设计 844. 篮球赛计时记分器 845. 汽车倒车防撞报警器的设计 846. 设施环境中温度测量电路设计 847. 等脉冲频率调制的原理与应用 848. 基于单片机的电加热炉温 849. 病房呼叫系统 850. 单片机打铃系统设计 851. 智能散热器控制器的设计 852. 电子体温计的设计 853. 基于FPGA音频信号处理系统的设计 854. 基于MCS-51数字温度表的设计 855. 基于SPCE061A的语音控制小车设计 856. 基于VHDL的智能交通控制系统 857. 基于VHDL语言的数字密码锁控制电路的设计 858. 基于单片机的超声波测距系统的设计 859. 基于单片机的八路抢答器设计 860. 基于单片机的安全报警器 861. 基于SPCE061A的易燃易爆气体监测仪设计 862. 基于CPLD的LCD显示设计 863. 基于单片机的电话远程控制家用电器系统设计 864. 基于单片机的交通信号灯控制电路设计 865. 单片机的数字温度计设计 866. 基于单片机的可编程多功能电子定时器 867. 基于单片机的空调温度控制器设计 868. 数字人体心率检测仪的设计 869. 基于单片机的室内一氧化碳监测及报警系统的研究 870. 基于单片机的数控稳压电源的设计 871. 原油含水率检测电路设计 872. 基于AVR单片机幅度可调的DDS信号发生器 873. 四路数字抢答器设计 874.单色显示屏的设计875.基于CPLD直流电机控制系统的设计876.基于DDS的频率特性测试仪设计877.基于EDA的计算器的设计878.基于EDA技术的数字电子钟设计879.基于EDA技术的智力竞赛抢答器的设计880.基于FPGA的18路智力竞赛电子抢答器设计881.基于USB接口的数据采集系统设计与实现882.基于单片机的简易智能小车的设计883.基于单片机的脉象信号采集系统设计884.一种斩控式交流电子调压器设计885.通信用开关电源的设计886.鸡舍灯光控制器 887.三相电机的保护控制系统的分析与研究888.信号高精度测频方法设计889.高精度电容电感测量系统设计890.虚拟信号发生器设计和远程实现891.脉冲调宽型伺服放大器的设计892.超声波测距语音提示系统的研究893.电表智能管理装置的设计894.智能物业管理器的设计895.基于虚拟仪器技术的数字滤波及频率测试896.基于无线传输技术的室温控制系统设计----温度控制器软件设计897.基于计算机视觉的构件表面缺陷特征提取898.基于无线传输技术的室温控制系统设计----温度控制器硬件设计899.基于微控制器的电容器储能放电系统设计890.基于单片机的语音提示测温系统的研究891.基于单片机的数字钟设计892.基于单片机的数字电压表的设计893.基于单片机的交流调功器设计894.基于SPI通信方式的多道信号采集器设计895.基于LabVIEW的虚拟频谱分析仪的设计896.功率因数校正器的设计897.全自动电压表的设计898.基于Labview的虚拟数字钟设计899.温度箱模拟控制系统900.水塔智能水位控制系统901.基于单片机的全自动洗衣机902.数字流量计903.简易无线电遥控系统 904.基于单片机的步进电机的控制905.基于AT89S51单片机的数字电子时钟906.基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现 907.超声波测距仪的设计 908.简易数字电压表的设计 909.虚拟信号发生器设计及远程实现 910.智能物业管理器的设计911.信号高精度测频方法设计912.三相电机的保护控制系统的分析与研究 913.温度监控系统设计914.数字式温度计的设计 915.全自动节水灌溉系统--硬件部分916.电子时钟的设计一定会让你满意的 QQ 136 ..........................................后面接着输入....... 775..........................................后面接着输入....... 125 (3行连着输入就是我的QQ)
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进我空间有答案，这东西嘛，很义贼。
声控灯是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。 声音控制就能让楼道里的灯亮一段时间，这样可以节能；对手机说出要拨打的姓名，手机会自动接通相应的电话号码。如今，人们对声控技术越来越熟悉。用声音代替肢体动作给人们带来了很多的好处和便利。因此，越来越多的声控设备广泛地应用到人们的生活当中。声控技术是模拟人的听觉系统和理解系统的原理实现的。一般的声控电脑设备在应用之前都要进行长时间“训练”。这个“训练”过程有点类似教婴儿听说，首先要把我们知道的告诉声控电脑设备，比如一句话怎么说才正确。电脑在“学习”这些话时，会把这些话拆成字或拼音中的声母和韵母去一点一点学习。这个“训练”或 “学习”过程很费时间。当然，“学习”时间越长，该声控设备也越灵。由于每个人的声音千差万别，因此声音可以用作安全认证的依据之一。别人可以模仿你的签字，猜测你的密码，甚至能留下你的指纹，但要模仿你的声音就有点太困难了。美国的一座智能化大厦就采用了声音识别的方式。到达公司门口，你必须通过安全检查。电子声控门卫将问候“早上好！”你也该回答“你好！”或“早上好！”之类的礼貌用语。此时电子门卫通过你的声音来辨别你是不是该公司的工作人员，如果确认你是，它将主动为您打开门，但如果不是，电子门卫将客气地将你 “拒之门外”。如果你视力不好或行走不便，声控设备也可助一臂之力。比如，你可以通过说话控制洗衣机、电视机、电脑等设备。让它们执行开启、关闭等简单的任务。装有声控设备的电脑还能为你朗读新收到的电子邮件，告诉你最新的消息。荷兰飞利浦公司最近还研制出了一种新型音响设备，如果你想听音乐，不用走到音响前找按钮，也用不着遥控器，即使你在厨房，只要喊一声“开始放音乐吧”,远在客厅的音响就能自动开启，再说出歌曲的名字，音响就能在几秒钟之内找到这首歌自动播放。更为神奇的是，如果你想不起来歌曲的名字，只要哼几句歌曲的旋律，音响就能辨别出是哪首歌，然后播放给你听。经过“学习”后的声控设备当然也可用来教大人和小孩们学习语言。举个例子吧，如果您不知道怎样发出‘WO’这个音，学过这个音的声控设备就可通过发这个音，配以嘴唇与舌头运动图像的同步播放来让您反复练习，直到发音准确为止。即使你听力有问题也不用担心，因为可以通过看嘴唇与舌头怎样运动来模仿和练习。未来的声控设备还可以成为人们的贴心朋友和助手。当你烦恼时，它能陪你聊天解闷；当你生病时，能告诉你得了什么病，应该吃什么药；当你上路出行时，能替你指路，为你保驾护航。不过，声控设备还有些问题有待解决。现在“训练”出的声控设备只能听懂我们所教的那些话，我们没有教的，它可就永远“听”不懂。另外，在嘈杂的马路边或者说话人口音很重的情况下，它也不一定能听懂。由于当前对人的听觉和理解系统还有很多地方没有完全研究清楚，所以声控技术还有很大的发展空间。
声控灯电路图原理分析如下：220V交流电通过灯泡H及整流全桥后，变成直流脉动电压，作为正向偏压，加在可控硅VS及R支路上。白天，亮度大于一定程度时，光敏二极管D呈现低阻状态≤1KΩ，使三极管V截止，其发射极无电流输出，单向可控硅VS因无触发电流而阻断。此时流过灯泡H的电流≤,灯泡H不能发光。电阻R1和稳压二极管DW使三极管V偏压不超过，对三极管起保护作用。夜晚，亮度小于一定程度时，光敏二极管D呈现高阻状态≥100KΩ，使三极管V正向导通，发射极约有的电压，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光。RP是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件。由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。声控灯是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。
流水灯设计实习报告 默认分类 2009-06-13 14:14:14 阅读2195 评论3 字号：大中小 订阅 实训任务： 做单一灯的左移右移，八个发光二极管L1-L8分别接在单片机的接口上，输出“０”时，发光二极管亮，开始→→┅→→→┅→亮，重复循环3次。然后左移2次，右移2次，在左移和右移时八个灯闪烁2次（延时的时间０.2秒）。 一、 实训目的和要求： （1） 熟练掌握Keil C51集成开发环境的使用方法 （2） 熟悉Keil C51集成开发环境调试功能的使用和单片机仿真器、编程器、实验仪三合一综合开发平台的使用。 （3） 利用单片机的P1口作IO口，学会利用P1口作为输入和输出口。 （4） 了解掌握单片机芯片的烧写方法与步骤。 （5） 学会用单片机汇编语言编写程序，熟悉掌握常用指令的功能运用。 （6） 掌握利用Protel 99 SE绘制电路原理图及PCB图。 （7） 了解PCB板的制作腐蚀过程。 （８）掌握焊接工艺的各个要领．二、实训器材： PC机（一台） PCB板（一块） ２００Ω电阻（八只） 10K电阻（一只） LED发光二极管（八只）晶振一块 25V 10μF电容（一只） 30PF瓷片电容（两只）单片机IC座（一块） AT89C51单片机芯片（一块） 热转印机（一台） 单片机仿真器、编程器、实验仪三合一综合开发平台（一台） 四、实训步骤： （1）根据要求写出程序。（2）根据原理图（如图一所示），用导线把单片机综合开发平台A2区的J61接口与D1区的J52接口相连。 （3）将流水灯程序编写完整并使用TKStudy ICE调试运行。 （4）使用导线把A2区J61接口的P1口7个口分别与J52接口的八个LED相连。 （5）打开电源，将编写好的程序运用TKStudy ICE进行全速运行，看能否实现任务要求。 （6）观察运行结果，若能实现功能，则将正确编译过的HEX文件通过EasyPRO51编程器写入MCU片内存储器，然后将烧写的芯片A2区的圆孔IC座进行最终实验结果的演示。 （7）制板。首先利用Protel 99 SE画好原理图，根据原理图绘制PCB图，然后将绘制好的PCB布线图打印出来，经热转印机转印，将整个布线图印至PCB板上，最后将印有布线图的PCB板投入装有三氯化铁溶液的容器内进行腐蚀，待PCB板上布线图外的铜全部后，将其取出，清洗干净。 （8）焊接。将所给元器件根据原理图一一焊至PCB板相应位置。 （9）调试。先把AT89C51芯片插入IC座，再将+5V电源加到制作好的功能板电源接口上，观察功能演示的整个过程（看能否实现任务功能）。 （流水灯控制器原理图） 五、流水灯控制器程序的主程序： PCB ORG 0000H LJMP MAIN MOV R0, #3 MOV R1 , #2 MOV R2, #2 MOV R3,#2 MAIN: CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL SETB SETB SETB SETB SETB SETB SETB SETB ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL SETB SETB SETB SETB SETB SETB SETB SETB ACALL DEL DJNZ R0, MAIN SJMP LOOP LOOP: CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB DJNZ R1,LOOP SJMP LOOP1LOOP1: CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB CLR ACALL DEL SETB DJNZ R2,LOOP1 LOOP3: CLR CLR CLR CLR CLR CLR CLR CLR ACALL DEL SETB SETB SETB SETB SETB SETB SETB SETB ACALL DEL DJNZ R3, LOOP3M: CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL CLR ACALL DEL SETB SETB SETB SETB SETB SETB SETB SETB ACALL DEL DEL: MOV R7,#04FHDEL1: MOV R6, #04FHDEL2: MOV R5, #01BHDEL3: DJNZ R5, DEL3 DJNZ R6, DEL2 DJNZ R7, DEL1 RET LJMP MAIN PLC 三、原理图： 布线图如下 六、实训体会与自我评价： 本设计成品是以单片机AT89C51芯片为核心部件，实现了单一灯的左移右移重复循环3次。然后左移2次，右移2次，闪烁2次（延时０.2秒）的功能。此次设计在软件、编写程序方面花费时间太多我们上网找资料，上图书馆，尽可能多的了解流水灯控制的相关知识。通过这一周的综合实训（单片机课程设计），熟练掌握了Keil C51集成开发环境的使用方法，了解并掌握到单片机芯片的烧写方法与步骤，进一步加深了对单片机常用指令的理解与运用。能够较熟练的运用Protel 99 SE绘制电路原理图及PCB图，对PCB板的一般制作过程有了一定的了解。在实训过程中，使我得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题、全面系统的锻炼。使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及在常用编程设计思路技巧（特别是汇编语言）的掌握方面都能向前迈了一大步。 同时在老师的悉心指导和严格要求下，获得了丰富的理论知识，极大地提高了实践能力，单片机领域对我今后进一步学习计算机方面的知识有极大的帮助。使我们认识到课程的重要性，同时也感受到理论与实践之间的差距，使我们对单片机系统的应用有了更加深刻的认.
我也是做流水灯的毕业论文,英文部分太难找了,给个建议吧
轨道交通信号安全论文
轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统。下面我们来看一下关于轨道交通信号的论文吧。
摘 要： 城市轨道交通是缓解现代城市交通压力的重要方式。近年来，我国各大城市纷纷加快了轨道交通的投资与建设，以此提高城市公共交通运输能力缓解地面交通压力。在地铁工程建设与发展中,轨道交通系统作为大容量公共交通工具,其安全性直接关系到广大乘客的生命安全,信号系统是城市轨道交通的重要基础设施之一，作为保证列车安全、正点、快捷、舒适、高密度不间断运行的重要技术装备在轨道交通系统中有着举足轻重的地位，同时也是关系到列车行驶安全的关键。现就城市轨道交通信号系统进行简要论述，主要介绍信号系统的构成、功能、控制模式、在我国的应用情况以及存在的不足和发展对策。
关键词：轨道交通；信号系统；现状；发展趋势
一、城市轨道交通信号的发展
轨道交通信号的发展背景
轨道交通通起源于英国，最早的列车指挥是由一位带绅士礼帽、穿黑大衣和白裤子的铁路员工骑马在前引导运行的，他边跑边以各种手势发出信号指挥列车的前进和停止。
为确保安全，人们开始研究使用固定的信号设备：用一块长方形的板子，横向线路是停车信号，顺向线路是行车信号。可是顺向线路的板子实际上很难观察，故又在顶端加块圆板。当必须在晚间开车时，就以红色灯光表示停车信号，白色灯光表示行车信号。
1841年，英国人戈里高利提出用长方形臂板作为信号显示，装设在伦敦车站，这是铁路上首次使用臂板式信号机。而慢慢随着科技的发展出现了色灯信号机渐渐代替了臂板信号机，直到现在的列车自动控制系统。
轨道交通信号的发展现状
众所周知，城市轨道交通系统因基建成本高，往往采用高速度、高密度方式运营，这样就必须依靠先进的通信信号设备来进行控制和管理。城市轨道交通的信号系统，已从早期的固定闭塞发展到了准移动闭塞，正在向移动闭塞方向发展。传统的信号系统即以地面信号显示为依据，司机按行车规则操纵列车运行。现代信号系统有6个基本目标：以安全的方式控制列车有条件地前进；使本列车与前行车或股道尽头保持安全距离；防止出现列车冲突进路；使列车能够按要求的时间间隔运行；使列车能够按时刻表速度运行，以便最大程度地避免危及安全的各种干扰；保证关键点闭锁在正确位置。目前世界各国的城市轨道交通信号系统大都采用列车自动控制系统（ATC），已基本上满足上述基本目标。
我国轨道交通的ATC系统目前大多采用进口设备，主要来自德国SIEMENA、英国WESTINGHOUSE、美国US&S、法国ALSTON等公司。国产信号系统由于多种原因尚未形成完整的产品，近年来ATP系统等开始逐步在正线得到应用。
城市轨道交通的发展趋势
当下我国城市轨道交通建设正处于高速发展阶段，各种各样交通信号系统纷纷踏入中国轨道交通市场，那么如何选择先进、安全、可靠、经济、使用性的信号系统成为了当前我国城市轨道交通的一项重要课题。当前国外主流的城市轨道交通通信系统主要有数字轨道电路系统、分析模拟轨道电路系统和基于通信的列车运行控制系统模式，我们要结合国内外各类轨道交通信号的优缺点，寻找出适合我国国情的城市轨道交通信号系统，在未来城市轨道交通系统国产化建设才是正确的发展方向。城市轨道交通国产化，不仅能降低建设成本（国产的CBTC比引进国外的系统造价低20％），而且能降低运营成本，更重要的是促进我国城市轨道交通技术水平的大幅提升，有利于人才培养。并且参与国际竞争。
那么，参与技术服务，国内硬件加工，逐步吸收熟悉国外技术是首要的。其次，通过技术引进，掌握系统功能单元间接口协议和技术标准，最后要积极跟踪并参与CBTC的研究。
城市轨道交通的信号系统，已从早期的固定闭塞发展到了准移动闭塞，正在向移动闭塞方向发展。传统的信号系统即以地面信号显示为依据，司机按行车规则操纵列车运行。现代信号系统有六个基本目标：以安全的方式控制列车有条件地前进；使本列车与前行车或股道尽头保持安全距离，防止出现列车冲突进路；使列车能够按照要求的时间间隔运行；使列车能够按时刻表速度运行，以便最大程度地避免危及安全的各种干扰，保证关键点锁闭在正确位置。
ATP的主要作用是根据故障-安全原则，执行列车间安全间距的监控、列车的超速防护、安全开关门的监督和进路的安全监控等功能，确保列车和乘客的安全；ATO主要执行站间自动运行、列车在车站的定点停车、在终点的自动折返等功能；ATS的主要作用是监督列车状态、产生列车时刻表、自动调整列车运行时刻和保证列车按时刻表正点运行、生成运行报告和统计报告、向旅客向导系统提供信息等。
由于通信技术的发展，ATC系统中ATS子系统的功能也越来越强，已不仅仅是传统意义上的“列车自动监督”，ATS子系统正在向集成化方向发展；维修管理更加重要为了提高系统的可靠性、减少维护费用，信号系统的监控管理以及维修管理信息系统都非常重要。
二、城市轨道交通系统的构成及功能
列车自动监控子系统（ATS）
ATS系统由控制中心、车站、车场以及车载设备组成。ATS系统在ATP系统的支持下完成对列车运行的自动监控，实现以下基本功能：
（1）通过ATS车站设备，能够采集轨旁及车载ATP提供的轨道占用状态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制和监督列车运行的基础信息。
（2）根据联锁表、计划运行图及列车位置，自动生成输出进路控制命令，传送至车站联锁设备，设置列车进路、控制列车停站时分。
（3）列车识别跟踪、传递和显示功能。系统能自动完成正线区段内列车识别号（服务号、目的地号、车体号）跟踪，列车识别号可由中央ATS自动生成或调度员人工设定、修改，也可由列车经车—地通信向ATS发送识别号等信息。
（4）列车计划与实迹运行图的比较和计算机辅助调度功能。能根据列车运行实际的偏离情况，自动生成调整计划供调度员参考或自动调整列车停站时分，控制发车时间。
（5）ATS中央故障情况下的降级处理，由调度员人工介入设置进路，对列车运行进行调整，由ATS车站完成自动进路或根据列车识别号进行自动信号控制，由车站人工进行进路控制。
（6）在计算机辅助下完成对列车基本运行图的编制及管理，并具有较强的人工介入能力。通过设在车辆段的终端，向车辆段管理及行车人员提供必要的信息，以便编制车辆运用计划和行车计划。
（7）列车运行显示屏及调度台显示器，能对轨道区段、道岔、信号机和在线运行列车等进行监视，能在行调工作站上给出设备故障报警及故障源提示。
（8）能在中央专用设 备上提供模拟和演示功能，用于培训及参观。能自动进行运行报表统计，并根据要求进行显示打印。
（9）能在车站控制模式下与计算机联锁设备结合，将部分或所有信号机置于自动模式状态。
（10）向通信无线、广播、旅客向导系统提供必要的信息。
列车自动防护子系统（ATP）
ATP系统由地面设备、车载设备组成，监督列车在安全速度下运行，确保列车一旦超过规定速度，立即施行制动，主要实现以下功能：
（1）自动连续地对列车位置进行检测，并向列车发送必要的速度、距离、线路条件等信息，以确定列车运行的最大安全速度。提供列车速度保护，在列车超速时提供常用制动或紧急制动，保证前行与后续列车之间的安全间隔，满足正向行车时的设计行车间隔和折返间隔。对反向运行列车能进行ATP防护。
（2）确保列车进路正确及列车的运行安全。确保同一径路上的不同列车之间具有足够的安全距离，以及等防止列车侧面冲撞。
（3）防止列车超速运行，保证列车速度不超过线路、道岔、车辆等规定的允许速度。
（4）为列车车门的开启提供安全、可靠的信息。
（5）根据联锁设备提供的进路上轨道区间运行方向，确定相应轨道电路发码方向。
（6）任何车—地通信中断以及列车的非预期移动（含退行）、任何列车完整性电路的中断、列车超速（含临时限速）、车载设备故障等均将产生安全性制动。
（7）实现与ATS的接口和有关的交换信息。
（8）系统的自诊断、故障报警、记录。
（9）列车的.实际速度、推荐速度、目标速度、目标距离等信息的记录和显示。具有人工或自动轮径磨耗补偿功能。
列车自动驾驶子系统（ATO）
ATO子系统是控制列车自动运行的设备，由车载设备和地面设备组成，在ATP系统的保护下，根据ATS的指令实现列车运行的自动驾驶、速度的自动调整、列车车门控制。
（1）自动完成对列车的启动、牵引、巡航、惰行和制动的控制，以较高的速度进行追踪运行和折返作业，确保达到设计间隔及旅行速度。
（2）在ATS监控范围的入口及各站停车区域（含折返线、停车线）进行车—地通信，将列车有关信息传送至ATS系统，以便于ATS系统对在线列车进行监控。
（3）控制列车按照运行图进行运行，达到节能及自动调整列车运行的目的。
（4）ATO自动驾驶时实现车站站台定点停车控制、舒适度控制及节省能源控制。
（5）能根据停车站台的位置及停车精度，自动地对车门进行控制。
（6）与ATS和ATP结合，实现列车自动驾驶、有人或无人驾驶。
信号ATC系统依据控制方式以及信息传输方式的不同，系统结构组成和配置方式也完全不同，在工程设计中选择何种配置，须根据行车组织、车辆性能、车站规模、线路条件等，以安全性、可靠性为基本原则，兼顾成熟性、经济性、合理性，以发挥最大效能为目标，并需适当考虑先进性等。
三个子系统通过信息交换网络构成闭环系统，实现地面控制与车上控制结合、现地控制与中央控制结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整以及列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。
联锁系统
在铁路车站上，为了保证机车车辆和列车在进路上的安全，有效利用站内线路， 高效率地指挥行车和调车，改善行车人员的劳动条件，利用机械、电气自动控制和远程控制、计算机等技术和设备，使车站范围内的信号机、进路和进路上的道岔相互具有制约关系，这种关系称为联锁。为完成联锁关系而安装的技术设备称为联锁设备。
（1）联锁的基本内容
防止建立会导致机车车辆相互冲突的进路；必须使列车或调车车列经过的所有道岔均锁闭在与进路开通方向相符合的位置；必须使信号机的显示与所建立的进路相符合。进路上各区段空闲时才能开放信号；进路上有关道岔在规定位置时才开放信号；敌对信号未关闭时，防护该进路的信号机不能开放。同时这三点也是联锁最基本的三个个技术条件，只有在满足了这三点条件，联锁才能成立，列车进路与调车进路才能安全进行。
（2）联锁设备
控制车站的道岔、进路和信号机，并实现它们之间的联锁关系的设备，称之为联锁设备。联锁设备是轨道交通的重要信号设备，用来在车站和车辆段实现联锁闭塞关系，建立进路，控制道岔的转换和信号机的开关，以及进路解锁，以保证行车安全。联锁设备分为正线车站联锁设备合车辆段联锁设备。联锁设备早期为机械联锁，后来发展成为继电器集中联锁。随着3C技术的快速发展，计算机联锁已经成为联锁设备的主要发展方向。
三、结 论
城市轨道交通信号系统是技术含量高，行车指挥自动化和保障安全的重要技术装备，就现在我国的情况而言，城市轨道交通是人们普遍会选择的交通出行方式，安全是我们首要考虑的问题，就目前而言，我国在世界的大发展中还是处于较为落后的局面。对我国城市轨道交通现代信号国产化进程滞后的现状，必须引起高度关注，尽快提高我国信号装备的技术水平，取长补短，吸取国外先进经验，发展具有中国特色的城市轨道交通现代信号系统，使中国的轨道交通通信信号系统处于国际的前沿。
致 谢
本文是在王静老师的精心指导和支持下完成的，所以首先要感谢我的论文老师王静。通过老师的精心指导以及我这一阶段的努力，我的毕业论文《浅谈城市轨道交通通信系统》终于完成了，这同时也意味着大学三年的生活即将结束。
在大学阶段我在学习上和思想上都受益非浅这除了自身的努力外与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。在本论文的写作过程中我的导师王静老师倾注了大量的心血从选题到开题报告从写作提纲到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题严格把关循循善诱在此我表示衷心感谢。同时感谢我的爸爸妈妈焉得谖草言树之背养育之恩无以回报你们永远健康快乐是我最大的心愿。在论文即将完成之际我的心情无法平静从开始进入课题到论文的顺利完成有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助在这里请接受我诚挚谢意。
参 考 文 献
〔1〕肖宝弟。 对我国城市轨道交通信号系统发展战略的思考。 [J]。现代城市轨道交通 , 2004
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〔4〕颜景林 。城市轨道交通设备。[M]。成都：中国铁道出版社 ，2004
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〔7〕张凡。钱传贤。城市轨道交通概论。[M]。成都：西南交通大学出版社，2007
〔8〕林瑜筠 。城市轨道交通信号设备。[M]。北京：中国铁道出版社 ，2006
〔9〕魏晓东 。城市轨道交通自动化系统与技术。[M]北京：电子工业出版社 ，2011
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〔11〕蔡爱华 季锦章 。地铁信号系统的现状及发展趋势。电子工程师。[J]2000
信号自动化毕业论文
论文常用来指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章，下面是关于信号自动化毕业论文的内容，欢迎阅读！
【摘要】 为了保证铁路行车安全，减少人工操作，就需要通过自动控制系统来进行控制铁路电务信号工作，安全型继电器是铁路信号继电器的主要定型产品，是进行铁路电务信号控制的主要自动化控制设备。本文将对铁路电务信号设备的安全型继电器进行探讨，以提高铁路电务信号设备的自动化控制技术的运行效率。
【关键词】 铁路电务信号 安全型继电器 自动化控制技术
前言
铁路是我国国民经济的大动脉，在促进我国经济发展中发挥了重要作用，尤其是近年来，我国经济的高速发展，人民生活水平的不断提高，人们对交通运输的快捷性和安全性提出了更高的要求。为了保证铁路的安全稳定的运输，以铁路电务信号设备故障的有效控制已经成为提高安全系数的主要关键之一，是保证铁路安全有序运行的重要保障。铁路信号设备是铁路的主要设备之一，其功能就是发挥组织指挥列车安全运行，提高列车运输效率，传递各种运输信息，完善行车人员劳动条件的主要设施，其重要性是不言而喻的。为了保证铁路行车安全，减少人工操作，就需要通过自动控制系统来进行控制铁路电务信号工作，安全型继电器是铁路信号继电器的主要定型产品，是进行铁路电务信号控制的主要自动化控制设备。
一、安全型继电器的概述
安全型继电器是我国自行设计和生产的铁路信号专用继电器。是运用24V直流系列的重弹力式直流电磁继电器，工作方式是重、弹力返回的来进行的，其基本结构是无极继电器。结构组成是由电磁系统和接点系统构成，电磁系统包括线圈、固定的铁心、轭铁和可动的衔铁，接点系统包括拉杆、动静接点组。动作原理：当线圈中通入一定数值的电流后，由于电磁作用或感应方法产生电磁吸引力，吸引衔铁，由衔铁带动接点系统，改变其状态、从而反映输入电流的状况。也可以说是：电→磁→力→动作拉杆，F吸引力>F重力为吸起状态。安全型继电器有插入式（型号内带有C字）和非插入式两种。在信号设备中，插入式多单独使用，非插入式常应用在有防尘外壳的组匣式设备中。
二、铁路电务信号中的继电器的应用
铁路电务信号中继电器的选择，继电器的名称表述，以及继电器的定位都非常重要，才能更安全有效的应用在继电器中。
1、继电器的选择原则。首先要知道继电器的原理、技术参数、使用条件、结构工艺特点和规格型号，同时还要知道线圈电阻，被控回路的性质、特点以及对继电器的要求，并满足每种电路的基本要求。其次还要知道继电器的关键技术性能，尤其是触点负荷 ，动作时间参数，机械和电气寿命等。尤其是在铁路电路中使用串联使用继电器时，串联继电器的数量满足电压的要求。继电器接点通过的电流不要小于电路的工作电流，当无法满足要求时需要采用并联技术。继电器接点数量不够，尤其是无法满足电路要求时，设置复示继电器反映主继电器工作状态。电路中串联继电器接点时，接点的接触电阻满足电路要求，以更好满足电路正常工作为原则。
2、继电器的表述。继电器的名称符号一般是根据它的主要用途和功能来命名的，例如：按钮继电器为AJ，信号继电器为XJ等。在同一功能和作用会用到许多继电器，，它们的名称必须加以区别。如：XLAJ，SLAJ等。XLA，代表下行进 站信号机的列车进路按钮继电器，STAJ代表上行通过按钮继电 同一个继电器的线圈和接点必须用该继电器的名称符号来标记，以免互相混淆。而且在同一个继电器的'各接点组还要用其编号来区分，以杜绝重复使用的目的。
3、继电器的定位。继电器有吸起状态与落下状态两种。在电路图里只可以表达这两种状态中的一种。电路图中继电器呈现的状态称为通常状态或者叫做称为定位状态。在铁路信号系统里需要遵循以下原则来规定定位状态。一是继电器的定位状态应和设备的定位状做到相一致，信号布置图中所反映的设备状态约定为设备的定位状态。如：信号机通常以关闭为定位状态；道岔以开通定位为定位状态，轨道电路以空闲为定位状态。二是依照故障、安全的原则，要求继电器的落下状态和设备的安全侧做到相同。如信号继电器的落下应与信号关闭相一致，轨道继电器 落下应与轨道电路占用相一致。这样，才能实现电路发生断线故障 时导向安全侧。在电路中只要是以吸起为定位状态的继电器，其接点和线圈均以“↑”符号表示，只要是以落下为定位状态的继电器，其接点和线圈以“↓”表示。三是继电器的符号。对于线圈必须注明其定位状态箭头和线圈端子号。对于继电器的前接点和后接点，只标出其接 点组号，而不必详细表明动接点、前接点、后接点号。
三、安全型继电器检修和调整
在铁路电务信号设备的应用过程中，难免会出现一些问题状况，所以对于安全型继电器应该还需要做好检修与调整工作。
1、电磁系统的检修。电磁系统的检修包括线圈和磁路的检修，磁路又包括钢丝卡，轭铁，衔铁和磁系统的清理工作，在线圈的检查工作中要对破损并没有影响机械强度，可采取环氧棚旨粘补。假设线圈引线出现断股与假焊的问题，就需要进行重新焊接工作。在磁路检修中，检查衔铁要对有没有变形进行查看，在衔铁工作要看和铁心的表面是不是平行。同时要注意气隙的均匀保证，这样才可以使得其具有良好的导磁性。对衔铁的扭曲时要在钳工平台上修理。假设出现衔铁刃磨损严重应用细锉修理，达到无法修复要对其及时更换。
2、接点系统的检修。接点系统的检修，包括对托片及接点片是不是有伤痕，查看镀层是不是完好无损，接点片与银接点的焊接牢固不牢固。对拉杆、绝缘轴和动接点轴，要平直安装拉杆，不能偏离固定角度。偏离角度要做校正工作。
3、调整磁路与接点系统工作。一是接点架与轭铁间隙调整，假设间隙没有达到4mm这个标准，应该取出的进行修理，调整接点架的角度，以及安装的高度。这一步做好后要用螺丝紧固，并再次打眼装稳钉。二是衔铁角度口，应先取出衔铁，用量角器量出衔铁角度，角度大小应根据间隙值而确定大小。三是衔铁做自由落下，用塞尺做检查工作。衔铁动程和后接点共同行程，后接点压力需用测牛（克）计测量。还有包括对对后接点初压力进行调整；调整后接点和动后离间隙的位置；调整接点接触齐度；下止片和重锤片间的间隙距离～lmm范围，要对其做调整工作。以及电气特性测试等方面的工作。
参考文献
[1] 龙凡.关于铁路信号工程施工的思考[J].中小企业管理与科技，2011（4）.
[2] 张清清. 铁路信号设备故障诊断专家系统设计研究[J]. 企业技术开发. 2016（09）
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