实训设计报告 电力电子.docx

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XTAL1CY7C63231ADIP18SN74LVC4245ADIP28NRF2401DIP24LP2980IM5SIP5XTALXTAL1天线TIANXIAN电源和地插座AXIAL1.0三、绘制原理图与PCB1、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3.1CY7C63231ADE口 5V.DOUT2_5VPOJOP0.1P02P03P1D 园 碰PP0.4POJP0.6P0.7P1.1D+CLJL1 5V旗舀"PM P2.1vccP2 j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它的(3 )在原理图库文件QQAQ MHMQ3.3CLK2DUUT2中绘制nRF2402 (由HEADER 13X2更改而来)见图02ANT2 A1TT1VDD_PA 我8 K. kj< k/4 八 p <16M一图3.3 芯片简介：nRF2401是单片射频收发芯片，工作于2.42.5GHz 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芯片简介：LP2980IM5是超低能耗50马调节阀(5) 绘制原理图 新建原理图文件: 连接电路如图：壬 对电路进行ERC检测 电路无误后创建网表二、绘制PCB1、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-5VError： 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 ComponentE1 （天线）时一 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）（2）（U - uaAc+U0 - ua Ac+（mU0 - ua 扇=0同样，对于B点求节点电流方程（2）有：（U - UB ' + U0 - UB、+（mU0 - UB ）sC = 0同样，对于C点有节点电流方程（3）：UA - U0 ）sC + UB - U0 = 0式中 m = *2，n -。R1 + R2R由上述的（1）、（2）、（3）式可以得到此电路的传输函数为"2 + 4(1 - m )sn Cn 2 + s 2C 2n 2 + s 2C 2 + 4(1 - m IsnCs2 +此时令s =加得G( j)=2 -气22 2 j4(1 m) 00其中“0 RC当二时G（j）=0，此时能滤除f = 的频率，而对于其他频率，G （仙）00 2兀 RC约为1，能很好的使其他频率的信号通过。令G（j«）=0.707得到两个截止频率 为：=f0 J1 + 4(1 - m+ 2(1 - m) fL = f0 J1 + 4(1 - m-2(1 - m) 此时可以得到陷波器的带宽BW和其Q值BW = fH - fL = 4(1-m)f0 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 f0 = 50 HZ，并要求m值接近1，选择器件如下：C=33nF,R=5.1kQ +91kQ, R1=5.1kQ, R2 =91kQ，运算放大器选用 AD8602ARM。 图2电路各部分功能解释：C1C4、R1、R2、R4、R5、R7、R8主要用于确定陷波器的中心频率f0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:3所示: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