复杂电子系统设计 第4章

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数字电子技术基础 第4章

数字电子技术基础 第4章

在将两个多位二进制数相加时,除了最低位以外,每一 位都应该考虑来自低位的进位,即将两个对应位的加数 和来自低位的进位3个数相加。这种运算称为全加,所用 的电路称为全加器。
图4.3.26
全加器的卡诺图
图4.3.27 双全加器74LS183 (a)1/2逻辑图 (b)图形符号
二、多位加法器

1、串行进位加法器(速度慢)
数字电子技术基础 第四章 组合逻辑电路
Pan Hongbing VLSI Design Institute of Nanjing University
4.1 概述


数字电路分两类:一类为组合逻辑电路,另一类 为时序逻辑电路。 一、组合逻辑电路的特点


任何时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,与电路原 来的状态无关。 电路中不能包含存储单元。
例4.2.1 P162
图4.2.1
例3.2.1的电路
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法

最简单逻辑电路:器件数最少,器件种类最少, 器件之间的连线最少。 步骤:


1、进行逻辑抽象 2、写出逻辑函数式 3、选定器件的类型 4、将逻辑函数化简或变换成适当的形式 5、根据化简或变换后的逻辑函数式,画出逻辑电路 的连接图 6、工艺设计
通常仅在大规模集成电 路内部采用这种结构。 图4.3.7 用二极管与门阵列组成的3线-8线译码器
最小项译码器。
图4.3.8
用与非门组成的3线-8线译码器74LS138
例4.3.2 P177
图4.3.10
用两片74LS138接成的4线-16线译码器
二、二-十进制译码器
拒绝伪码功能。
图4.3.11
4.2.2 组合逻辑电路的设计方法

机械系统设计第4章_执行系统设计PPT课件

机械系统设计第4章_执行系统设计PPT课件
凸轮轴1上另一个盘型凸轮可实 现其推杆摆动。当止动挡销离开垫 圈时,推杆下摆,带动有测头的压 杆4向下运动,完成检测动作。
检测装置中采用的测头是一个圆锥形零件,垫圈内孔尺寸决定了带测头
的压杆2的位置。垫圈内孔尺寸合格,压杆2位于图4-13a)位置,微动开关3的 探头插入压杆的环形槽中,微动开关3断开,发出信号给控制系统,压杆离开 后,垫圈被送入合格品槽中。如垫圈内孔尺寸太小,压杆行程小,走到图413b)的位置,如垫圈内孔尺寸太大,压杆行程大,走到图4-13c)的位置,在这 两个位置微动开关3的探头都不能插入压杆3的槽中,微动开关3闭合。控制系 统把工件送入废品槽中。这样就完成了检测和分开合格品和不合格品的工作。
分度与转位过程要完成下面一些技术动作: ①使工件转动一个角度;
②对工件进行定位;
③松开工件;
④使工件转下一个角度。
P77图4-9是用棘轮机构带动 的回转工作台。棘轮2、分度盘1 和工作台装在同一个立轴上;有 两个气缸4和5;气缸4通过棘爪3 推动棘轮2每次转过若干个齿 (转过的齿数可以改变);气缸 5使定位栓6深入分度盘1的槽中 进行定位,也可以使定位栓6从 分度盘1的槽中取出,使分度盘 松动。
一、执行系统的组成
执行系统是由执行构件和执行机构组成。
执行构件是执行机构中的一个或几个 构件,是执行系统中直接完成功能的零部 件。在颚式破碎机中动颚和静颚就是执行 构件。
有些执行构件携带作业对象完成一定 的动作,如筛子携带物料作往复变速运动; 有些执行构件对作业对象完成一定的动作, 如颚板完成对作业对象的挤压。
夹持功能可分解为:抓取、夹持和放开 三个过程。
常用的夹持器有:
1、弹簧杠杆式夹持器(见图P74图4-1)
它由弹簧4、回转轴、挡块2、手指3等构件 组成。弹簧4使手指3闭合,挡块2使手指保持初 始间隙。它实现抓取、夹持和放开三个动作的过 程如下:

《微电子与集成电路设计导论》第四章 半导体集成电路制造工艺

《微电子与集成电路设计导论》第四章 半导体集成电路制造工艺

4.4.2 离子注入
图4.4.6 离子注入系统的原理示意图
图4.4.7 离子注入的高斯分布示意图
4.5 制技术 4.5.1 氧化
1. 二氧化硅的结构、性质和用途
图4.5.1 二氧化硅原子结构示意图
氧化物的主要作用: ➢ 器件介质层 ➢ 电学隔离层 ➢ 器件和栅氧的保护层 ➢ 表面钝化层 ➢ 掺杂阻挡层
F D C x
C为单位体积掺杂浓度,
C x
为x方向上的浓度梯度。
比例常数D为扩散系数,它是描述杂质在半导体中运动快慢的物理量, 它与扩散温度、杂质类型、衬底材料等有关;x为深度。
左下图所示如果硅片表面的杂质浓 度CS在整个扩散过程中始终不变, 这种方式称为恒定表面源扩散。
图4.4.1 扩散的方式
自然界中硅的含量 极为丰富,但不能 直接拿来用。因为 硅在自然界中都是 以化合物的形式存 在的。
图4.1.2 拉晶仪结构示意图
左图为在一个可抽真空的腔室内 置放一个由熔融石英制成的坩埚 ,调节好坩埚的位置,腔室回充 保护性气氛,将坩埚加热至 1500°C左右。化学方法蚀刻的籽 晶置于熔硅上方,然后降下来与 多晶熔料相接触。籽晶必须是严 格定向生长形成硅锭。
涂胶工艺的目的就是在晶圆表面建立薄的、均匀的、并且没有缺陷的光刻胶膜。
图4.2.4 动态旋转喷洒光刻胶示意图
3. 前烘
前烘是将光刻胶中的一部分溶剂蒸发掉。使光刻胶中溶剂缓慢、充分地挥发掉, 保持光刻胶干燥。
4. 对准和曝光
对准和曝光是把掩膜版上的图形转移到光刻胶上的关键步骤。
图4.2.5 光刻技术的示意图
图4.2.7 制版工艺流程
4.3 刻蚀
(1)湿法腐蚀
(2)干法腐蚀 ➢ 等离子体腐蚀 ➢ 溅射刻蚀 ➢ 反应离子刻蚀

PLC课程设计——四节传送带的模拟控制

PLC课程设计——四节传送带的模拟控制

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY设计说明书项目名称:PLC课程设计-四节传送带的模拟控制二级学院:电子信息与电气工程学院专业:电气工程及其自动化班级:学生姓名:指导教师:职称:讲师目录第一章概述 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 意义 (1)第二章控制要求 (3)2.1 具体要求 (3)2.2 四节传送带的模拟实验面板图 (3)第三章控制方案 (4)3.1 PLC的选型 (4)3.2 I/O分配表 (5)3.3 系统设计流程示意图 (6)第四章电气原理图 (8)4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (8)4.2 实验任务 (9)4.3 工作原理 (9)第五章电气柜体设计 (12)5.1 引言 (12)5.2 电气柜总体配置设计 (12)5.2.1组件的划分 (12)5.2.2 电气柜各部分及组件之间的接线 (12)5.3 电器元件布置图的设计与绘制 (13)5.4 电气部件接线图的绘制 (14)5.5 电气柜、箱及非标准零件图的设计 (14)5.6 元件清单 (15)5.7 柜体外形图 (15)5.8 柜体布置图 (17)第六章程序设计 (18)6.1 实验说明 (18)6.2 四节传送带的梯形图分析 (18)第七章四节传送带控制系统的模拟 (23)7.1 实验说明 (23)7.2 模拟步骤 (24)7.3 进行调试 (26)7.4 实验现象 (27)总结 (28)参考文献 (37)第一章概述1.1 设计背景17世纪中,美国开始用架空索道传送散状物料;19世纪中叶,各种现代结构的传送带输送机相继出现。

皮带式传送带设备1868年,在英国出现了皮带式传送带输送机;1887年,在美国出现了螺旋输送机;1905年,在瑞士出现了钢带式输送机;1906年,在英国和德国出现了惯性输送机。

此后,传送带输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术的影响,不断完善,逐步由完成车间内部的传送,发展到完成在企业内部、企业之间甚至城市之间的物料搬运,成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。

第4章应用VHDL设计数字系统-电子琴和音乐播放器的设计

第4章应用VHDL设计数字系统-电子琴和音乐播放器的设计

CLK
IF EN = '1' THEN
--检测是否允许计数(同步使能)
IF CNTI < 9 THEN --检测是否小于9
RST
CNTI := CNTI + 1; --小于9,允许加1计数
EN
ELSE
CNTI := (OTHERS =>‘0’); --大于等于9,计数值清零 END IF;
inst
END IF;
END IF;
IF CNTI = 9 THEN COUT <= ‘1’; --计数等于9,输出进位信号
ELSE COUT <= '0';
END IF;
CNT <= CNTI; --将计数值向端口输出
END PROCESS;
END behav;
CNT[3..0] COUT
项目1:电子琴的设计
仿真结果:10进制计数器设计
结论: 计数器就可以完成分频器的任务!
项目1:电子琴的设计
设计关键:N进制计数器设计——可变分频器
LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
CNT_N CLK
RST
ENTITY CNT_N IS PORT (
CNT[11..0] COUT
项目1:电子琴的设计
设计关键:N进制计数器设计——可变分频器
ARCHITECTURE behav OF CNT_N IS
BEGIN
PROCESS(CLK, RST, EN)
VARIABLE CNTI : STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0);

系统规划与管理师第4-10章课后案例答案全篇

系统规划与管理师第4-10章课后案例答案全篇

第四章课后案例题某银行是中国第一家向社会公众公开发行股票并上市的商业银行。

经过20年的快速发展,该银行综合实力日益增强,自身规模不断扩大,市场份额与品牌知名度得到不断提升,为公司客户搭建起跨时空、全方位的银行服务体系。

该银行建行以来,始终坚持狠抓信息化建设,大力开发综合业务处理系统,不断创新电子化服务手段,基本实现了业务处理电子化和网络一体化。

在系列改革措施的推进下,该银行业务转型稳步进行,风险控制全面加强,资产质量明显提高,资本实力显著增强,使得信息化建设成为该银行自身建设的核心内容。

随着该银行业务的不断壮大与发展,客户服务请求事件数量的不断增多,给该银行IT部门带来了极大工作量,由于缺乏统一的运维管理,一旦发生事故,IT内部人员像“救火队员”一样四处去“灭火”,无法快速定位故障原因,故障不能及时解决,业务部门的意见很大,业务部门往往用影响业务生产与IT部门进行交涉,使IT服务非常被动。

为改变IT现在被动局面,经领导决定通过招标的形式确定,“长远科技”为其提供IT咨询服务。

【问题】:(1)如果你是“长远科技”负责该项目的项目经理,在服务规划设计阶段,服务目录设计应具有哪些活动。

(2)请根据案例介绍简要设计出该项目的服务目录。

(3)请根据案例介绍简要设计该项目的服务级别协议(需列出关键要素)。

(4)请根据案例介绍该项目应釆取哪些服务模式,并写明原因和服务范围。

【参考答案】:问题(1)IT服务目录的设计一般按照如下步骤进行:①确定小组成员:参与人员至少应包括银行业务代表、系统规划与管理师、IT服务工程师,以确保制订服务目录时的视角是全面的。

②列举服务清单:小组应当列出一个包括所有IT服务在内的清单,不管它们是否真的被包括在现有的IT服务内。

③服务分类与编码:对服务清单中的内容,按服务对象的技术维度或服务性质维度进行分类,如硬件、软件、环境、响应支持、例行操作、优化改善、调研评估等。

④服务项详细描述:详细描述各服务项包括的内容、价值、目标、服务级别指标、技术实现方法等。

plc第4章 舞台灯光控制系统(电子书)

plc第4章 舞台灯光控制系统(电子书)

第4章舞台灯光控制系统本章以设计舞台灯光控制系统为目的,首先从彩灯的移位控制和彩灯模拟喷泉控制入手,学会数据的传送、移位等指令,最终完成舞台灯光控制系统设计,使学生有应对PLC基本数据处理问题的能力。

教学导航教知识重点(1)S7-200数据的传送、比较、移位等基本数据处理的指令。

(2)触摸屏的窗口设置和各参数设置。

知识难点S7-200数据的传送、比较、移位等基本数据处理的指令。

推荐教学方法本章的知识链接部分用讲授法和引导文法;初步训练部分使用案例教学法;强化训练、拓展训练部分使用项目教学法。

学推荐学习方法逐步完成彩灯的移位控制、彩灯模拟喷泉控制和舞台灯光控制,在实施过程中深入理解S7-200数据的传送、比较、移位等指令的应用。

必须掌握的理论知识(1)S7-200数据传送指令的格式、功能和应用。

(2)S7-200数据比较指令的格式、功能和应用。

(3)S7-200数据移位指令的格式、功能和应用。

必须掌握的技能(1)S7-200基本数据处理指令的编写和外部接线连接。

(2)触摸屏的窗口设置和按钮、彩灯等参数设置。

4.1 舞台灯光控制系统介绍随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高,在现代生活中,彩灯作为一种装饰,既可以增强人们的感观,起到广告宣传的作用,又可以增添节日气氛,为人们的生活增添亮丽,而用在舞台上则会增强晚会的灯光效果,如图4-1所示。

用PLC实现舞台灯光控制,可以根据用户需要编写若干种亮灯模式,利用其内部定时器、计数器,满足亮灯时间的不同需要,在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号,驱动各种颜色的彩灯亮或灭。

图4-1 舞台灯光效果图4.2 知识链接在实际的控制过程中,通常需要对生产现场的数据进行采集、分析和处理,进而实现对生产过程的自动控制。

PLC数据处理功能主要包括数据的传送、比较、移位、转换和运算等,而本章主要涉及到数据的传送、比较和移位功能。

4.2.1 数据的传送数据传送指令实现将输入数据IN(常数或某存储器中的数据)传送到输出OUT(存储器)中的功能,传送的过程中不改变数据的原值。

电子系统设计方案(PDF 66页)

电子系统设计方案(PDF 66页)

UI
C1
1 C2
0.33F 1µF
UO
+
+
W7805 稳压器基本接线图
W7905 稳压器基本接线图
电容C1——防止自激振荡。 0.1F ~ 0.33F 电容C2——减小高频干扰,改善瞬态特性。1F
输入与输出之间的电压差不得低于2V
2)提高输出电流的电路
VD 的作用:补偿三极管的发射结电压,使电路输出 电压等于三端集成稳压器的输出电压。
第一节 78/79系列三端稳压器
一、 78系列三端稳压器 78L×× 输出电流100mA 78M×× 输出电流500mA 78×× 输出电流1000mA 标称输出电压:5、6、7、8、9、10、12、
15、18、24。
表2.1 三端稳压器的基本技术指标
项目
符号 78L 78M 78 79L 79M 79 单位
1 W78XX
3
+
C1
2
C2
0.33F
1F
UI
0.33F
1F
_
C1
1
C2
2 W79XX 3
+UO RL1
RL2 -UO
正负电压同时输出电路
4 三端固定稳压器使用注意事项
1)防止输入输出接反,损坏器件; 2)防止稳压器浮地故障; 3)如果输出电压|V0|〉7V,应接保护二极
管 4)输入电压不能超过允许最高输入电压
3)提高输出电压的电路
UO UO U Z
UO
(1
R2 R1
)U O
4)使输出电压可调的电路
射极跟随
因为 U A
R2 R3 R1 R2 R3
UO
UO U A UO

电子系统设计——第1章电子系统设计方法(讲稿)-0共79页文档

电子系统设计——第1章电子系统设计方法(讲稿)-0共79页文档
典型的电子系统结构
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
9
9
电子系统的设计
1、一般方法
自顶向下的设计方 法
自底向上的设计方 法
以自顶向下方法为 主导,并结合使用 自底向上的方法
何谓顶? 顶——系统的功能
何谓底? 底——最基本的元、器 件,甚至是版图
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
10
元、器件
版图
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
12
12
电子系统的设计
自上而下法的要领
从顶层到底层 从概括到展开 从粗略到精细
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
13
13
电子系统的设计
自上而下法遵循的原则
(1)正确性和完
备性原则
(2)模块化,结
构化原则
(3)问题不下放
原则
(4)高层主导原
《电子系统设计》 渤海大学工学院
TM
47
47
各种电子系统设计步骤综述
车速及路程计算模块:采用断续式光电开关,在车轮上均匀分 布遮光条,车轮转动产生脉冲。 躲避障碍物模块:采用超声波测距,由于障碍物随机放置,测 试后躲避障碍物的模糊控制较为复杂。由于障碍物在两个方形障 碍区内,可依靠光源指示行走。 电源模块:单一电源供电,由于电机启动瞬间电流大,将造成 电源系统的不稳定,可能会影响系统正常工作。双电源供电,将 电机驱动电源与单片机、传感器等电路的供电系统隔离,提高系 统的可靠性。
《电子系统设计》第1章 电子系统设计导论
渤海大学工学院TM 学院
1
电子系统概述
1、定义 1)、系统的定义
系统是由两个以上

第4章 S7-200 PLC基础知识

第4章 S7-200 PLC基础知识

1.中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)
微处理器功能:
1)控制用户从编程器输入的用户程序和数据的接收与存储; 2)检查编程过程中的语法错误,诊断电源及PLC内部的工作故障; 3)用扫描方式工作,接收来自现场输入信号,并输入到输入映象寄 存器和数据存储器中。 4)在进入运行方式后,从存储器中逐条读取并执行用户程序完成用 户程序所规定的逻辑运算,算术运算机数据处理等操作 5) 根据运算结果,更新有关标志位的状态,刷新输出映象寄存器 的内容,再经输出部件实现输出控制,打印制表或数据通信等功 能
在PLC的发展历程中,有过几个不同的名称: 可编程序矩阵控制器PMC (Programmable Matrix Controller ) 可编程序顺序控制器PSC (Programmable Sequence Controller) 可编程序逻辑控制器PLC (Programmable Logic Controller)
5. 各种接口、高功能模块:
扩展接口主要用于扩展主机单元的IO点数或特殊功能, 在主机的后面连接扩展IO模块或功能模块,使PLC的配置更加 灵活,以满足不同控制系统的要求。
6. 编程设备
PC FP PROGRAMMER
编程设备可以是专用
的手持式编程器;也可以
ST XWX
NOT DT/Ld C AN YWY STK IX/IY D OR RWR TM TSV E OT LWL CT CEV F
西门子PLC及相关产品
• • • • • • 小型:SIMATIC S7-200 PLC 中型: SIMATIC S7-300 PLC 大型: SIMATIC S7-400 PLC 工业通讯网络 (SIMATIC NET) 人机界面(HMI)硬件 SIMATIC S7工业软件 :编程工具、基于PC的 控制软件、人机界面软件。

第4章 ASIC前端设计

第4章  ASIC前端设计

2 编码阶段的规范 在编码阶段需要遵循以下规范: (1)在每个模块实现代码文件的文件头中必须注明 作者的姓名、创建时间以及每次修改的时间以及内容, 同时必须注明功能模块的功能描述; (2)每个模块的输入和输出引脚的命名必须遵循相 应的命名规范,如从A模块输入到B模块的信号,必 须以a_fun_b的形式来命名,表示是从A模块输出到B 模块的信号,fun是对信号完成功能的描述; (3)在功能模块内部,必须对代码加上必要的注释, 描述实现的细节;
层次化设计除了能降低系统设计的复杂度,同 时还可以更容易地让设计和系统完成的功能概念化。 从层次化设计的更高层次上,很容易从行为级层面 上路径系统的功能,而不需要关心下一层的实现细 节。同时层次化设计能加强所设计模块的重用性, 而不需要或只需较少地对原来的设计进行修改。 采用层次化设计从某种意义上来说就是采用了 自上而下(top-down)的设计方法 。
4.3 设计思想
设计思想是整个设计的灵魂,它决定了系统设计 的架构,并直接影响到系统的效能。 1 层次化设计 层次化设计可以将一个复杂的系统分解为若干个 子系统,或者进一步将子系统分解为现行的技术可以 实现的功能模块。这样一个不断分解的过程可以将一 个复杂的问题用递归的方式不断分解,直到问题的复 杂程度降低到可以很容易实现。芯片设计同样可以运 用这样一个层次化设计思想将芯片层次化为若干模块 或是子模块的组合。 下图是一个层次化设计的例子,这个例子说明了 如何用4个1bit的全加器来实现一个4bit的加法器。
4 流水线(Pipeline)设计 流水线处理的思想来源于工业界,基本思想如 下:一件事可以分为n个步骤完成,并且每一个步 骤的处理时间相同。如果采用串行处理,需要n个 单位处理时间,那么这件事同样可以用N级的流水 线来完成。每一级流水线完成相应的处理步骤,当 这一级流水线处理完后就将处理结果交给下一级流 水线,并开始处理上一级流水线的处理结果。采用 这样的流水线设计从宏观上来看平均每一个事件的 处理时间为一个单位时间。流水线的设计要求事件 所分成的这n个步骤的处理时间是相同的,以保证 流水线不会因为处理时间的不同而发生阻塞,如下 图所示。

电子第4章-ANSYS 在家用电器及电器设备设计中的应用

电子第4章-ANSYS 在家用电器及电器设备设计中的应用

第四章 ANSYS 在家用电器及电器设备设计中的应用ANSYS 的热、结构、流体、电磁场仿真优化分析功能,以及解决各物理场之间的耦合作用问题的能力,为开发设计各种机电产品、家用电器等提供了优秀的分析仿真和优化手段。

从而保障产品的稳定性、可靠性与耐用性,争取产品在市场中的优势与地位。

目前在机电系统、家电产品整体性能评估等各个领域都有广泛的应用。

一. 家电的耦合场分析功能具有温度和位移自由度的耦合场单元,温度载荷与机械载荷可分别或同时施加,分析高频或低频加热时,结构中的热分布及其由此产生的应力和变形。

解决如芯片发热失效、电子系统散热、PCB 板的热疲劳、热变形及其电子结构的整体刚度与稳定性等研究设计中系列问题。

美国Maytag 现代科技集团冰箱生产部运用ANSYS 进行冰箱概念化设计,冰箱每个部件都要经过ANSYS 严格的数值分析模拟,考察冰箱在堆放、运输、门摆动、甚至向搁板上丢东西时各部件的可靠性,并降低能耗、材料和制造成本,使新开发的新型冰箱电耗降低30%,只相当于75W 灯泡,仅1998年,保守估计使用ANSYS 进行产品开发和优化设计给Maytag 带来了超过2亿美元的商业利润,图(a)为冰箱有限元模型,图(b)为冰箱热应力分布,图(c)为冰箱抽屉垂直挠曲变形,图(d)为冰箱箱门中间铰链应力分布。

Whirlpool 公司利用ANSYS 进行优化分析设计,不但显著提高了产品性能,而且大大降低了物理样机、测试以及材料成本等费用。

(a)双门冰箱门的热变形;(b)冰箱箱体静载下的变形。

图4-1 SONY电视机机箱及内部的散热分析(a)(b)(c) (d)图 4-2 Maytag 公司冰箱分析设计(a ) (b ) 图 4-3 Whirlpool 冰箱分析信息产业部第12研究所利用ANSYS 软件对国家“八五”重点项目“HDTV 投影管玻壳”进行了分析,发现应力集中部位发生在玻屏侧面,而锥部应力分布均匀(图4-4),并提出了玻壳优化设计方案,使我国玻壳生产成品率(防炸裂比例)达到了国际先进水平,这对于我国开发高清晰度大屏幕电视有着重要价值。

电子系统设计课程设计通信

电子系统设计课程设计通信

电子系统设计课程设计通信一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解通信电子系统的基本原理,掌握系统设计的基本流程和方法。

2. 学生能够掌握常用电子元器件的原理及在通信系统中的应用。

3. 学生能够运用所学的理论知识,分析并解决实际通信电子系统设计中的问题。

技能目标:1. 学生能够运用相关软件工具进行通信电子系统的原理图绘制和电路仿真。

2. 学生能够独立完成一个小型的通信电子系统设计与搭建,具备实际操作能力。

3. 学生能够通过团队协作,进行项目报告撰写和成果展示,提高沟通与表达能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子工程领域的兴趣,激发他们探索未知、创新实践的热情。

2. 培养学生具备良好的团队合作精神,尊重他人意见,学会倾听和沟通。

3. 培养学生关注社会发展,认识到通信技术在国家和民生中的重要作用,增强社会责任感。

本课程结合电子系统设计与通信技术,注重理论联系实际,培养学生具备实际操作和创新能力。

针对高中年级学生的特点,课程内容以实用性为主,注重培养学生的动手实践能力和团队协作精神。

在教学过程中,要求教师关注学生的学习进度,及时调整教学策略,确保课程目标的实现。

通过本课程的学习,使学生能够掌握通信电子系统设计的基本方法,提高他们在实际工程应用中的竞争力。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 通信电子系统基本原理:介绍通信系统的基本概念、分类及性能指标,分析模拟通信与数字通信的区别及联系。

2. 常用电子元器件:讲解常用电子元器件的原理、特性及其在通信系统中的应用,如放大器、滤波器、调制器等。

3. 通信电子系统设计方法:学习通信电子系统设计的基本流程、方法及注意事项,包括系统需求分析、方案设计、电路仿真等。

4. 电路设计与仿真:教授如何使用相关软件工具(如Multisim、Protel等)进行原理图绘制、电路仿真及PCB设计。

5. 实践项目:分组进行通信电子系统设计与搭建,培养学生动手实践能力,包括小型无线电发射与接收系统、信号发生器等。

电子系统设计课程设计

电子系统设计课程设计

电子系统设计 课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电子系统的基本组成、工作原理和设计方法;2. 使学生了解常见电子元器件的功能、特性和应用;3. 引导学生理解电子系统设计中涉及的数学和物理知识。

技能目标:1. 培养学生运用所学知识进行电子系统方案设计的能力;2. 提高学生动手实践能力,能独立完成简单电子系统的搭建和调试;3. 培养学生运用相关软件(如Multisim、Protel等)进行电路仿真和PCB设计的能力。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣和热情,激发创新精神;2. 培养学生严谨的科学态度和团队协作精神,养成良好的学术道德;3. 引导学生关注电子技术在日常生活和社会发展中的应用,提高社会责任感。

本课程针对高年级学生,具有较强的理论性和实践性。

结合学生特点,课程目标注重培养学生的动手实践能力和创新能力,使学生在掌握基本理论知识的基础上,能够独立设计和实现简单的电子系统。

通过本课程的学习,为学生进一步深造和从事电子技术领域工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 电子系统的基本概念与组成:包括电子系统的定义、分类、基本组成部分及其功能;- 教材章节:第一章 电子系统概述2. 常见电子元器件:电阻、电容、电感、晶体管、集成电路等,讲解其工作原理、特性参数和应用实例;- 教材章节:第二章 常用电子元器件3. 电子系统设计方法:讲解电子系统设计的基本流程、步骤和方法,包括需求分析、方案设计、电路仿真、PCB设计等;- 教材章节:第三章 电子系统设计方法4. 电子系统实践:结合实际案例,指导学生进行电子系统设计、搭建和调试;- 教材章节:第四章 电子系统实践5. 相关软件应用:介绍Multisim、Protel等软件在电子系统设计中的应用,进行电路仿真和PCB设计;- 教材章节:第五章 电子设计自动化6. 课程总结与拓展:对所学知识进行总结,探讨电子系统设计的发展趋势和新技术。

教学内容安排和进度:本课程共计16学时,分配如下:- 第1-2学时:电子系统概述- 第3-4学时:常用电子元器件- 第5-6学时:电子系统设计方法- 第7-10学时:电子系统实践- 第11-14学时:相关软件应用- 第15-16学时:课程总结与拓展教学内容注重理论与实践相结合,使学生能够系统地掌握电子系统设计的相关知识,提高实际操作能力。

第4章 控制系统设计

第4章 控制系统设计

4.2 控制系统的优化设计
(二)优化设计原理——单纯形法
常见的优化方法有黄金分割 法、单纯形法以及随机射线法, 其中单纯形法以其概念清晰、实 现便利等优良性能广泛为人们所 采用。所谓单纯形是指变量空间 内最简单的规则形体。单纯形法 的寻优原理可以用右图表示:
4.2 控制系统的优化设计
(三)目标函数的选取
【Closed-Loop Bode】—在弹出的图形窗口中显示闭环系统伯德图。
【Compensator Bode】—在弹出的图形窗口中显示环节C的伯德图。 【Open-Loop Nyquist】—在弹出的图形窗口中显示开环奈奎斯特图。
【Other Loop Responses】—选择所希望的各类显示曲线。
4.2 控制系统的优化设计
步骤3 :MATLAB下优化的主程序 global kp; global ki; global i; i=1; result=fminsearch('*optm',[1 1]) % [1,1]是初值
步骤4 :仿真运行 在MATLAB命令窗口键入主程序名enter
The end!
4.1 SISO Design Tool——举例
设单位负反馈系统被控对象的传递函数为
G( s) 60s 30 s 3 9s 2 17 s 10
应用 SISO Design Tool 设计调节器 Gc (s) , 使系统的性能指标为 ts 1.0s , p 10% 。
4.2 控制系统的优化设计
例:对象传递函数 G ( s) es 10 s 1 采用PI调节器,性能指标函数采用ITSE,即 J ,试确定调节器参数kp,ki。 步骤1.建立仿真模型
1
ts

机电一体化系统设计第4章伺服系统设计1

机电一体化系统设计第4章伺服系统设计1
由上式知,直流伺服电机的控制方式如下: (1)调压调速(变电枢电压,恒转矩调速) (2)调磁调速(变励磁电流,恒功率调速) (3)改变电枢回路电阻调速
常用的是前面2种调速方式。
晶闸管的结构与符号
晶闸管是具有三个PN 结的四层结构, 其外形、 结构及符号如图。


A



G
K
(a) 符号
A 阳极

二、步进电动机及其控制
1、工作原理:
当第一个脉冲通入A相时,磁通企图沿着磁阻最小的 路径闭合,在此磁场力的作用下,转子的1、3齿要和A 级对齐。当下一个脉冲通入B相时,磁通同样要按磁阻最 小的路径闭合,即2、4齿要和B级对齐,则转子就顺逆 时针方向转动一定的角度。
三、步进电动机及其控制
若通电脉冲的次序为A、C、B、A…,则不 难推出,转子将以顺时针方向一步步地旋转。这 样,用不同的脉冲通入次序方式就可以实观对步 进电动机的控制。
B
W 2 sin
W
2
由于θ值很小,条纹近似与栅线的方向 垂直,故称为横向莫尔条纹。
横向莫尔条纹重要特性: ①莫尔条纹运动与光栅运动具有对应关系 ②莫尔条纹具有位移放大作用 ③莫尔条纹具有平均光栅误差作用
原理图1
退出
4.2 伺服系统执行元件及其控制
一、执行元件类型及特点 二、步进电机及其控制 三、伺服电机及其控制
(1) 原理: 励磁绕组WF接到电压为的交流电网上,控制
绕组接到控制电压上,当有控制信号输入时,两 相绕组便产生旋转磁场。该磁场与转子中的感应 电流相互作用产生转矩,使转子跟着旋转磁场以 一定的转差率转动起来,其旋转速度为
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4.2 频率合成技术及常用方法介绍
1、直接频率合成(DFS)
双混频-分频法是直接频率合成中常用的一种方法。模块输入为固定频 率fi和离散频率fn,输出即为所需频率。
图中f1和f2为辅助频率,其作用是使混频器输出的和频与差频的间隔 增大,以便带通滤波器将不需要的差频成分滤除。
fi f1 f2 10 fi
第一,可编程分频器的最高工作频率往往要比合成器所需的频率低许多,将 压控振荡器的输出直接加到可变分频器是不行的。解决这个问题可以用前置 分频器、多模分频器及下变频等多种方法; 第二,输出频率以增量fr变化,即分辨率等于fr。为了提高合成器的频率分 辨率就必须减小fr,但是这与较短转换时间的要求是矛盾的。显然简单的 PLL合成器是不能同时满足这两个要求的,可以采取多环频率合成或小数分 频等方法加以改善,但这是以增加电路的复杂度为代价的。
❖ (3) 输出信号的幅度已知,且能在一定的范围内调节,调节可以是步 进的,也可以是连续的,并且具有一定的稳定度。
❖ (4) 输出阻抗已知。通常高频信号源的输出阻抗为50 W,低频信号 源的输出阻抗为600W。
4
第4章 数字信号源的设计与实现时间
4.1 引 言 4.2 频率合成技术及常用方法介绍 4.3 基于PLL的数控信源的设计 4.4 基于DDS的数控信源的设计 4.5 任意波形发生器的设计与实现 4.6 数字移相器的设计 4.7 本章小结
图4.1 双混频-分频法原理框图 8
4.2 频率合成技术及常用方法介绍
1、直接频率合成(DFS)
❖ 直接频率合成可以产生很低和很高的频率,具有频率转换时间短、相 位噪声低、频率分辨率几乎任意高和在频率转换时不易发生错频等优点。 ❖ 由于直接频率合成需要大量的硬设备(如振荡器、混频器、滤波器等) ,使得频率合成器体积庞大、成本高、结构复杂,且容易产生难于抑制的 寄生频率(即杂波),频带越宽,可能出现的寄生分量就越多。 ❖ 这些缺点大大抵消了直接频率合成在功能、速度等方面的优势,因此 在大多数的应用场合,直接频率合成已经被基于锁相技术的合成方法所取 代。
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4.2 频率合成技术及常用方法介绍
3、直接数字频率合成(DDS)
DDS所依据的基本原理是:定频信号的相位变化与时间呈 线性关系,并且相位变化率为一个常数,不同频率信号的相 位变化率也不同。
DDS的工作原理可以描述为:一个给定频率的数字化波形 能被以更高频率的累加相位方式合成。相位累加器用来实现 这种过程,不同的频率对应于不同的相位累加步进量。在参 考时钟的推动下,相位累加器通过对存储器中波形查找表的 寻址,得到输出频率的离散化振幅值;经过D/A变换后得到 连续的量化振幅值;再经过低通滤波器得到所需频率的模拟 信号。
信号源主要有三个方面的用途: ❖ (1) 作为激励源,无论是模拟系统,还是数字系统,都必须用信号源
来激励。 ❖ (2) 作为标准信号源,用于为电子设备的测量校准提供标准信号。 ❖ (3) 用于信号仿真,当研究电子设备在实际环境下所受到的影响时,
可能无法到实际环境中去测量,但可以利用信号源给其施加与实际环 境相同特性的信号来测量,如噪声信号、高频干扰信号等。
3
4.1 引 言
对信号源的基本要求主要有以下几个方面:
❖ (1) 输出信号的波形参数是已知的,即能输出指定的波形。对于正弦 信号而言,波形参数是指幅度、谐波含量、调幅系数、频偏和扫频范 围等。对于脉冲信号而言,波形参数是指上升时间、下降时间和平顶 下降等。
❖ (2) 输出信号的重复频率已知,能在一定的范围内调节。由测量的特 征和要求来决定频率范围及其准确度、稳定度等指标。
fr fd
(4.1)
r d C
fd f0 N (4.2)
图4.2 基本的锁相环频率合成器的原理框图
10
4.2 频率合成技术及常用方法介绍
2、采用锁相环(PLL)电路的频率合成
环中带有可变分Leabharlann 器的PLL就提供了一种从单个参考频率获 得大量频率的方法。环中的可变分频器(÷N)用可编程分频器来 实现就可以按增量fr来改变输出频率,这是组成锁相频率合成 器的一种最简单的方法。
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4.2 频率合成技术及常用方法介绍
2、采用锁相环(PLL)电路的频率合成
锁相环频率合成利用锁相环把压控振荡器(VCO)的频率锁定在某一谐波 或组合频率上,由压控振荡器产生所需要的频率。因为合成过程中要完成 从频率—电压—频率的变换,所以又常称为间接频率合成。
它由晶振、鉴频/鉴相器(FD/PD)、环路滤波器(LPF)、可变分频器 (÷N)和VCO组成。
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4.2 频率合成技术及常用方法介绍
1、直接频率合成(DFS)
直接频率合成器由混频器、倍频器、分频器和带通滤波器组成,由一 个或多个参考频率通过倍频、分频和混频实现对频率的加、减、乘、除四 则运算来合成所需的频率,并用窄带滤波器选出。
直接频率合成主要有强制法、谐波法、双混频法、三混频法和双混频分频法等。
复杂电子系统设计
主讲人:
第4章 数字信号源的设计与实现时间
4.1 引 言 4.2 频率合成技术及常用方法介绍 4.3 基于PLL的数控信源的设计 4.4 基于DDS的数控信源的设计 4.5 任意波形发生器的设计与实现 4.6 数字移相器的设计 4.7 本章小结
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4.1 引 言
能产生不同频率、不同幅度的规则或不规则波形的信号发生器称为信 号源。
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4.2 频率合成技术及常用方法介绍
数字信号源的设计与实现,其核心问题是频率合成器生成 原理与实现方法的掌握和应用。所谓频率合成,是指从一个 高度稳定和准确的参考频率经过各种技术处理,生成所需的 离散的频率输出的技术。
1.直接频率合成(DFS)
2.采用锁相环(PLL)电路的频率合成
3.直接数字频率合成(DDS)
锁相频率合成的优点是由于锁相环(PLL)相当于一窄带跟踪 滤波器,因此能很好地选择所需频率的信号,抑制杂散分量, 输出频谱纯度高、稳定性好,且避免了大量使用滤波器,有利 于集成化和小型化,同时能得到很高的信号输出频率。
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4.2 频率合成技术及常用方法介绍
2、采用锁相环(PLL)电路的频率合成 锁相频率合成器的不足:
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