函数信号发生器的设计与制作 系别：电子工程系 专业：应用电子技术 届：07届 姓名：李贤春 摘 要 本系统以ICL8038集成块为核心器件，制作一种函数信号发生器，制作成本较低。适合学生学习电子技术测量使用。ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路，只需要个别的外部元件就能产生从～30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。输出波形的频率和占空比还可以由电流或电阻控制。另外由于该芯片具有调制信号输入端，所以可以用来对低频信号进行频率调制。 关键词 ICL8038，波形，原理图，常用接法 一、概述 在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的信号波形发生器。随着集成电路的迅速发展，用集成电路可很方便地构成各种信号波形发生器。用集成电路实现的信号波形发生器与其它信号波形发生器相比，其波形质量、幅度和频率稳定性等性能指标，都有了很大的提高。 二、方案论证与比较 ·系统功能分析 本设计的核心问题是信号的控制问题，其中包括信号频率、信号种类以及信号强度的控制。在设计的过程中，我们综合考虑了以下三种实现方案： ·方案论证 方案一∶采用传统的直接频率合成器。这种方法能实现快速频率变换，具有低相位噪声以及所有方法中最高的工作频率。但由于采用大量的倍频、分频、混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂、体积庞大、成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。 方案二∶采用锁相环式频率合成器。利用锁相环，将压控振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需要频率上。这种频率合成器具有很好的窄带跟踪特性，可以很好地选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了量的滤波器，有利于集成化和小型化。但由于锁相环本身是一个惰性环节，锁定时间较长，故频率转换时间较长。而且，由模拟方法合成的正弦波的参数，如幅度、频率 相信都很难控制。 方案三：采用8038单片压控函数发生器，8038可同时产生正弦波、方波和三角波。改变8038的调制电压，可以实现数控调节，其振荡范围为～300KHz。 三、系统工作原理与分析 、ICL8038的应用 ICL8038是精密波形产生与压控振荡器，其基本特性为：可同时产生和输出正弦波、三角波、锯齿波、方波与脉冲波等波形；改变外接电阻、电容值可改变，输出信号的频率范围可为～300KHz；正弦信号输出失真度为1%；三角波输出的线性度小于；占空比变化范围为2%～98%；外接电压可以调制或控制输出信号的频率和占空比（不对称度）；频率的温度稳定度（典型值）为120*10-6（ICL8038ACJD）～250*10-6（ICL8038CCPD）；对于电源，单电源（V+）：+10～+30V，双电源（+V）（V-）：±5V～±15V。图1-2是管脚排列图，图1-2是功能框图。8038采用DIP-14PIN封装，管脚功能如表1-1所示。 、ICL8038内部框图介绍 函数发生器ICL8038的电路结构如图虚线框内所示（图1-1），共有五个组成部分。两个电流源的电流分别为IS1和IS2，且IS1=I，IS2=2I；两个电压比较器Ⅰ和Ⅱ的阈值电压分别为 和 ，它们的输入电压等于电容两端的电压uC，输出电压分别控制RS触发器的S端和 端；RS触发器的状态输出端Q和 用来控制开关S，实现对电容C的充、放电；充点电流Is1、Is2的大小由外接电阻决定。当Is1=Is2时，输出三角波，否则为矩尺波。两个缓冲放大器用于隔离波形发生电路和负载，使三角波和矩形波输出端的输出电阻足够低，以增强带负载能力；三角波变正弦波电路用于获得正弦波电压。 、内部框图工作原理 ★当给函数发生器ICL8038合闸通电时，电容C的电压为0V，根据电压比较器的电压传输特性，电压比较器Ⅰ和Ⅱ的输出电压均为低电平；因而RS触发器的 ，输出Q=0， ； ★使开关S断开，电流源IS1对电容充电，充电电流为 IS1=I 因充电电流是恒流，所以，电容上电压uC随时间的增长而线性上升。 ★当上升为VCC/3时，电压比较器Ⅱ输出为高电平，此时RS触发器的 ，S=0时，Q和 保持原状态不变。 ★一直到上升到2VCC/3时，使电压比较器Ⅰ的输出电压跃变为高电平，此时RS触发器的 时，Q=1时， ，导致开关S闭合，电容C开始放电，放电电流为IS2-IS1=I因放电电流是恒流，所以，电容上电压uC随时间的增长而线性下降。 起初，uC的下降虽然使RS触发的S端从高电平跃变为低电平，但 ，其输出不变。 ★一直到uC下降到VCC/3时，使电压比较器Ⅱ的输出电压跃变为低电平，此时 ，Q=0， ，使得开关S断开，电容C又开始充电，重复上述过程，周而复始，电路产生了自激振荡。 由于充电电流与放电电流数值相等，因而电容上电压为三角波，Q和 为方波，经缓冲放大器输出。三角波电压通过三角波变正弦波电路输出正弦波电压。 结论：改变电容充放电电流，可以输出占空比可调的矩形波和锯齿波。但是，当输出不是方波时，输出也得不到正弦波了。 、方案电路工作原理（见图1-7） 当外接电容C可由两个恒流源充电和放电，电压比较器Ⅰ、Ⅱ的阀值分别为总电源电压（指+Vcc、-VEE）的2/3和1/3。恒流源I2和I1的大小可通过外接电阻调节，但必须I2＞I1。当触发器的输出为低电平时，恒流源I2断开，恒流源I1给C充电，它的两端电压UC随时间线性上升，当达到电源电压的确2/3时，电压比较器I的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变为高电平，恒流源I2接通，由于I2＞I1（设 I2=2I1），I2将加到C上进行反充电，相当于C由一个净电流I放电，C两端的电压UC又转为直线下降。当它下降到电源电压的1/3时，电压比较器Ⅱ输出电压便发生跳变，使触发器输出为方波，经反相缓冲器由引脚9输出方波信号。C上的电压UC，上升与下降时间相等（呈三角形），经电压跟随器从引脚3输出三角波信号。将三角波变为正弦波是经过一个非线性网络（正弦波变换器）而得以实现，在这个非线性网络中，当三角波的两端变为平滑的正弦波，从2脚输出。 其中K1为输出频段选择波段开关，K2为输出信号选择开关，电位器W1为输出频率细调电位器，电位器W2调节方波占空比，电位器W3、W4调节正弦波的非线性失真。 图1-1 、两个电压比较器的电压传输特性如图1-4所示。 图1-4 、常用接法 如图（1-2）所示为ICL8038的引脚图，其中引脚8为频率调节（简称为调频）电压输入端，电路的振荡频率与调频电压成正比。引脚7输出调频偏置电压，数值是引脚7与电源+VCC之差，它可作为引脚8的输入电压。 如图（1-5）所示为ICL8038最常见的两种基本接法，矩形波输出端为集电极开路形式，需外接电阻RL至+VCC。在图(a)所示电路中，RA和RB可分别独立调整。在图(b)所示电路中，通过改变电位器RW滑动的位置来调整RA和RB的数值。 图1-5 当RA=RB时，各输出端的波形如下图(a)所示，矩形波的占空比为50％，因而为方波。当RA≠RB时，矩形波不再是方波，引脚2输出也就不再是正弦波了，图(b)所示为矩形波占空比是15%时各输出端的波形图。根据ICL8038内部电路和外接电阻可以推导出占空比的表达式为 故RA<2RB。 为了进一步减小正弦波的失真度，可采用如图（1-6）所示电路，电阻20K与电位器RW2用来确定8脚的直流电压V8，通常取V8≥2/3Vcc。V8越高，Ia、Ib越小，输出频率越低，反之亦然。RW2可调节的频率范围为20HZ20~KHZ。V8还可以由7脚提供固定电位，此时输出频率f0仅有Ra、Rb及10脚电容决定，Vcc采用双对电源供电时，输出波形的直流电平为零，采用单对电源供电时，输出波形的直流电平为Vcc/2。两个100kΩ的电位器和两个10kΩ电阻所组成的电路，调整它们可使正弦波失真度减小到。在RA和RB不变的情况下，调整RW2可使电路振荡频率最大值与最小值之比达到100:1。在引脚8与引脚6之间直接加输入电压调节振荡频率，最高频率与最低频率之差可达1000:1。 、实际线路分析 可在输出增加一块LF35双运放，作为波形放大与阻抗变换，根据所选择的电路元器件值，本电路的输出频率范围约10HZ～20KHZ；幅度调节范围：正弦波为0～12V，三角波为0～20V，方波为0～24V。若要得到更高的频率，还可改变三档电容的值。 图1-6 表 1-1 ISL8038管脚功能 管 脚 符 号 功 能 1，12 SINADJ1，SINADJ2 正弦波波形调整端。通常SINADJ1开路或接直流电压， SINADJ2接电阻REXT到V-，用以改善正弦波波形和减小失真。 2 SINOUT 正弦波输出 3 TRIOUT 三角波输出 4，5 DFADJ1，DFADJ2 输出信号重复频率和占空比（或波形不对称度）调节端。通常DFADJ1端接电阻RA到V+，DFADJ2端接RB到V+，改变阻值可调节频率和占空比。 6 V+ 正电源 7 FMBIAS 调频工作的直流偏置电压 8 FMIN 调频电压输入端 9 SQOUT 方波输出 10 C 外接电容到V-端，用以调节输出信号的频率与占空比 11 V- 负电源端或地 13，14 NC 空脚 四、制作印刷电路板 首先，按图制作印刷电路板，注意不能有断线和短接，然后，对照原理图和印刷电路板的元件而进行元件的焊接。可根据自己的习惯并遵循合理的原则，将面板上的元器件安排好，尽量使连接线长度减少，变压器远离输出端。再通电源进行调试，调整分立元件振荡电路放大元件的工作点，使之处于放大状态，并满足振幅起振条件。仔细检查反馈条件，使之满足正反馈条件，从而满足相位起振条件。 制作完成后，应对整机进行调试。先测量电源支流电压，确保无误后，插上集成快，装好连接线。可以用示波器观察波形发出的相应变化，幅度的大小和频率可以通过示波器读出 。 五、系统测试及误差分析 、测试仪器 双踪示波器 YB4325(20MHz)、万用表。 、测试数据 基本波形的频率测量结果 频率/KHz 正弦波 预置 2 20 50 100 实测 方波 预置 2 20 50 实测 三角波 预置 1 2 20 100 实测 、误差分析及改善措施 正弦波失真。调节R100K电位器RW4，可以将正弦波的失真减小到1%，若要求获得接近失真度的正弦波时，在6脚和11脚之间接两个100K电位器就可以了。 输出方波不对称，改变RW3阻值来调节频率与占空比，可获得占空比为50%的方波，电位器RW3与外接电容C一起决定了输出波形的频率，调节RW3可使波形对称。 没有振荡。是10脚与11脚短接了，断开就可以了 产生波形失真，有可能是电容管脚太长引起信号干扰，把管脚剪短就可以解决此问题。也有可能是因为2030功率太大发热导致波形失真，加装上散热片就可以了。 、调试结果分析 输出正弦波不失真频率。由于后级运放上升速率的限制，高频正弦波（f>70KHz）产生失真。输出可实现步进，峰-峰值扩展至0～26V。 图1-2 图 1−7 六、结论 通过本篇论文的设计，使我们对ICL8038的工作原理有了本质的理解，掌握了ICL8038的引脚功能、工作波形等内部构造及其工作原理。利用ICL8038制作出来的函数发生器具有线路简单，调试方便，功能完备。可输出正弦波、方波、三角波，输出波形稳定清晰，信号质量好，精度高。系统输出频率范围较宽且经济实用。 七、参考文献 【1】谢自美《电子线路设计.实验.测试（第三版）》武汉：华中科技大学出版社。2000年7月 【2】杨帮文《新型集成器件家用电路》北京：电子工业出版社， 【3】第二届全国大学生电子设计竞赛组委会。全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编。北京：北京理工大学出版社，1997. 【4】李炎清《毕业论文写作与范例》厦门：厦门大学出版社。 【5】潭博学、苗江静《集成电路原理及应用》北京：电子工业出版社。 【6】陈梓城《家用电子电路设计与调试》北京：中国电力出版社。2006
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你问的也太多了吧。真是舍得用百度啊。1.频率计应该是能对输出的信号的频率进行调整。比如要求输出10kHZ的某种波。指标：频率，波形，占空比，最高电压，最低电压，振幅等。2.可以模块化，你自己参考资料去实现吧。3.依旧百度，百科里有。是基于硬件的编程，相对ASIC很灵活，能调整来实现你的功能。在视频处理，工业控制，DSP上都有很大的使用。他也作为ASIC的模型。
1、频率计嘛就是用来测试信号频率的啊！2、用FPGA来做就最简单不过了！3、我做了一个频率范围在，一点都不夸张的，而且精度还很高，比你想象的要高的多！4、软件设计就只要QUARTUS II,很好做的也很容易！5、就连报告也都有的！
什么是逆变电源？为什么要逆变？--------------------------------------------------------------------------------2008-09-18 14:29:30 智典电子频道利用晶闸管电路把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程,定义为逆变。例如:应用晶闸管的电力机车,当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行,机车的位能转变成电能,反送到交流电网中去。又如运转着的直流电动机,要使它迅速制动,也可让电动机作发电机运行,把电动机的动能转变为电能,反送到电网中去。把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。在特定场合下,同一套晶闸管变流电路既可作整流,又能作逆变。变流器工作在逆变状态时,如果把变流器的交流侧接到交流电源上,把直流电逆变为同频率的交流电反送到电网去,叫有源逆变。如果变流器的交流侧不与电网联接,而直接接到负载,即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载,则叫无源逆变。交流变频调速就是利用这一原理工作的。有源逆变除用于直流可逆调速系统外,还用于交流饶线转子异步电动机的串级调速和高压直流输电等方面。什么是逆变电源及用途？2009-02-17 15:21逆变电源，一般是指将低压的直流电转变成高压（或低压）的交流电的装置，它可以用蓄电池做电源，输出交流电。具体说，比如用12V的蓄电池是不能为普通电灯或电脑、电视等供电的，而把该蓄电池通过逆变器变成普通的220V交流电再接到这些用电器中，它们就能正常工作。一般逆变电源中自带蓄电池，电脑城卖的UPS电源就是这样的东西，不过它本身所带的蓄电池较小，只能供电脑工作几分钟到十几分钟，主要是为了在突然停电时，靠它继续为电脑供电，好让你有时间把未保存的文件保存下来，且有时间正常关机。正弦波逆变电源的用途逆变器是一种将直流电转换为交流电的装置，它用于无交流电的环境，为交流设备提供电源。它的输出功率从几十瓦到几百千瓦不等；输入直流电压从几伏到几百伏不等。它主要应用于下列场所：1．在车、船和飞机上，与交通工具上的直流电源一起，为交流电器提供电源；2．在无电源的地方，与其它发电设备（太阳能、风能、水能以及各种燃料发电机）一起，为用户提供交流电源；3．作为通讯、电力系统的不间断电源UPS(Uninterrupted Power Supply)；4．作为消防应急用电源EPS (Emergent Power Supply)；5．利用便携电源，提供临时交流电源等。逆变电源逆变电源也称逆变器，是一种DC/AC的转换器，它将电池组的直流电源转化成输出电压和频率稳定的交流电源。工业一级的逆变器一般均为正弦波输出，同市电的波形一致，如电力逆变器，通信逆变器；另外还有一种输出为方波或阶梯波或修正正弦波的，这一类逆变器一般都是应用于民用场合，如车载逆变器，太阳能家用逆变器，一般为小功率（1KVA以下），1KVA以上一般均做成正弦波的了。在技术工艺上，人们又把正弦波逆变器区分为高频逆变器和工频逆变器，工频逆变器技术成熟，性能稳定，搞过载能力强，但体积庞大、笨重；高频逆变器是近五六年在市场上的新星，它技术指标优越、效率很高、尤其是体积小、重量轻、高功率密度，都是现代电力电子所倡导的，现在业已抢占了中小功率逆变器一半以上的市场。有些行业领先者的高频逆变器单元已经做到了30KVA，从技术发展和生产成本来看，高频逆变器取代工频逆变器将是大势所趋。逆变器的输出有单相和三相之分，以适应不同的负载，这同市电的指标一样。逆变器有很多应用领域，比如在航空工业中利用逆变器提供一个到400Hz频率转换等，这就要用到逆变器了。5. 问：何谓逆变器的效率？答：逆变器在工作时其本身也要消耗一部分电力，因此，它的输入功率要大于它的输出功率。逆变器的效率即是逆变器输入功率与输出功率之比。如一台逆变器输入了100瓦的直流电，输出了90瓦的交流电，那么，它的效率就是90％。问：按输出波形划分，逆变器分为几类？答：主要分两类，一类是正弦波逆变器，另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电，因为它不存在电网中的电磁污染。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电，其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生，这样，对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时，其负载能力差，仅为额定负载的40－60％，不能带感性负载（详细解释见下条）。如所带的负载过大，方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大，严重时会损坏负载的电源滤波电容。针对上述缺点，近年来出现了准正弦波（或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等）逆变器，其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔，使用效果有所改善，但准正弦波的波形仍然是由折线组成，属于方波范畴，连续性不好。总括来说，正弦波逆变器提供高质量的交流电，能够带动任何种类的负载，但技术要求和成本均高。准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求，效率高，噪音小，售价适中，因而成为市场中的主流产品。方波逆变器的制作采用简易的多谐振荡器，其技术属于50年代的水平，将逐渐退出市场。二极管在逆变器中的应用高效率和节能是家电应用中首要的问题。三相无刷直流电机因其效率高和尺寸小的优势而被广泛应用在家电设备中以及很多其他应用中。此外，由于采用了电子换向器代替机械换向装置，三相无刷直流电机被认为可靠性更高。标准的三相功率级(power stage)被用来驱动一个三相无刷直流电机，如图1所示。功率级产生一个电场，为了使电机很好地工作，这个电场必须保持与转子磁场之间的角度接近90°。六步序列控制产生6个定子磁场向量，这些向量必须在一个指定的转子位置下改变。霍尔效应传感器扫描转子的位置。为了向转子提供6个步进电流，功率级利用6个可以按不同的特定序列切换的功率MOSFET。下面解释一个常用的切换模式，可提供6个步进电流。MOSFET Q1、Q3和Q5高频(HF)切换，Q2、Q4和Q6低频(LF)切换。当一个低频MOSFET处于开状态，而且一个高频MOSFET 处于切换状态时，就会产生一个功率级。步骤1) 功率级同时给两个相位供电，而对第三个相位未供电。假设供电相位为L1、L2，L3未供电。在这种情况下，MOSFET Q1和Q2处于导通状态，电流流经Q1、L1、L2和Q4。步骤2）MOSFET Q1关断。因为电感不能突然中断电流，它会产生额外电压，直到体二极管D2被直接偏置，并允许续流电流流过。续流电流的路径为D2、L1、L2和Q4。步骤3）Q1打开，体二极管D2突然反偏置。Q1上总的电流为供电电流(如步骤1)与二极管D2上的恢复电流之和。显示出其中的体-漏二极管。在步骤2，电流流入到体-漏二极管D2(见图1)，该二极管被正向偏置，少数载流子注入到二极管的区和P区。当MOSFET Q1导通时，二极管D2被反向偏置， N区的少数载流子进入P+体区，反之亦然。这种快速转移导致大量的电流流经二极管，从N-epi到P+区，即从漏极到源极。电感L1对于流经Q2和Q1的尖峰电流表现出高阻抗。Q1表现出额外的电流尖峰，增加了在导通期间的开关损耗。图4a描述了MOSFET的导通过程。为改善在这些特殊应用中体二极管的性能，研发人员开发出具有快速体二极管恢复特性MOSFET。当二极管导通后被反向偏置，反向恢复峰值电流Irrm较小。我们对比测试了标准的MOSFET和快恢复MOSFET。ST推出的STD5NK52ZD(SuperFREDmesh系列)放在Q2(LF)中，如图4b所示。在Q1 MOSFET(HF)的导通工作期间，开关损耗降低了65%。采用STD5NK52ZD时效率和热性能获得很大提升(在不采用散热器的自由流动空气环境下，壳温从60°C降低到50°C)。在这种拓扑中，MOSFET内部的体二极管用作续流二极管，采用具有快速体二极管恢复特性MOSFET更为合适。SuperFREDmesh技术弥补了现有的FDmesh技术，具有降低导通电阻，齐纳栅保护以及非常高的dv/dt性能，并采用了快速体-漏恢复二极管。N沟道520V、欧姆、 STD5NK52ZD可提供多种封装，包括TO-220、DPAK、I2PAK和IPAK封装。该器件为工程师设计开关应用提供了更大的灵活性。其他优势包括非常高的dv/dt，经过100%雪崩测试，具有非常低的本征电容、良好的可重复制造性，以及改良的ESD性能。此外，与其他可选模块解决方案相比，使用分立解决方案还能在PCB上灵活定位器件，从而实现空间的优化，并获得有效的热管理，因而这是一种具有成本效益的解决方案。3. 问：何谓“感性负载”？答：通俗地说，即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品，如电动机、压缩机、继电器、日光灯等等。这类产品在启动时需要一个比维持正常运转所需电流大得多（大约在3-7倍）的启动电流。例如，一台在正常运转时耗电150瓦左右的电冰箱，其启动功率可高达1000瓦以上。此外，由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间，会产生反电动势电压，这种电压的峰值远远大于逆变器所能承受的电压值，很容易引起逆变器的瞬时超载，影响逆变器的使用寿命。因此，这类电器对供电波形的要求较高。
逆变电源也称逆变器，是一种DC/AC(直流电/交流电)的转换器，它将电池组的直流电源转化成电压和频率稳定的交流电源。 工业一级的逆变器一般均为正弦波输出，同市电的波形一致，如电力逆变器，通信逆变器；另外还有一种输出为方波或阶梯波或修正正弦波的，这一类逆变器一般都是应用于民用场合，如车载逆变器，太阳能家用逆变器，一般为小功率（1KVA以下），1KVA以上一般均做成正弦波的了。 在技术工艺上，人们又把正弦波逆变器区分为高频逆变器和工频逆变器，工频逆变器技术成熟，性能稳定，搞过载能力强，但体积庞大、笨重；高频逆变器是近五六年在市场上的新星，它技术指标优越、效率很高、尤其是体积小、重量轻、高功率密度，都是现代电力电子所倡导的，现在业已抢占了中小功率逆变器一半以上的市场。有些行业领先者的高频逆变器单元已经做到了30KVA，从技术发展和生产成本来看，高频逆变器取代工频逆变器将是大势所趋。 逆变器的输出有单相和三相之分，以适应不同的负载，这同市电的指标一样。
逆变电源也称逆变器，是一种DC/AC(直流电/交流电)的转换器，它将电池组的直流电源转化成电压和频率稳定的交流电源。 工业一级的逆变器一般均为正弦波输出，同市电的波形一致，如电力逆变器，通信逆变器；另外还有一种输出为方波或阶梯波或修正正弦波的，这一类逆变器一般都是应用于民用场合，如车载逆变器，太阳能家用逆变器，一般为小功率（1KVA以下），1KVA以上一般均做成正弦波的了。 在技术工艺上，人们又把正弦波逆变器区分为高频逆变器和工频逆变器，工频逆变器技术成熟，性能稳定，搞过载能力强，但体积庞大、笨重；高频逆变器是近五六年在市场上的新星，它技术指标优越、效率很高、尤其是体积小、重量轻、高功率密度，都是现代电力电子所倡导的，现在业已抢占了中小功率逆变器一半以上的市场。有些行业领先者的高频逆变器单元已经做到了30KVA，从技术发展和生产成本来看，高频逆变器取代工频逆变器将是大势所趋。 逆变器的输出有单相和三相之分，以适应不同的负载，这同市电的指标一样。逆变电源也称逆变器，是一种DC/AC(直流电/交流电)的转换器，它将电池组的直流电源转化成电压和频率稳定的交流电源。
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PLC火灾自动报警控制暑号 张燕生口 摘要:本文提出了一种由可编程控制器(PLC)控 制的火灾自动探测报警控制器。将烟感、温度探测 器接入PLC，经PLC逻辑判断，经专用声光报警集 成电路来进行火灾报警、异常报警(烟感、温感其 中之一动作)、故障报警，并发出不同的声光信号、 显示出事故类型及位置。本控制器适用于总建筑面 积不超过100om2的各种地方，如图书馆、档案馆、 计算机房等处。由于PLC系统集成度高、杭干扰性 强、编程简单、系统便于开发和维护及升级，因此 其结构简单、可靠性强、开发使用及维护的成本都 很低，便于推广。 关键词:可编程控制器;火灾自动报警;烟感探头; 温感探头;自动监测 室内烟雾及温度的突变进行报警。 2、如探测器遗落，布线故障，内部元件损坏能 发生故障声光报警。 3、如两只探测器中有一个动作表示室内有异常 现象(如烟雾浓度过大或室内温差过大)，该装置 能发出异常报警信号，令值班人员到现场处理。 4、如烟感、温感探测器同时动作说明有火灾， 该装置发出火灾报警。 5、故障、异常、火灾报警的声光各不相同，有 明显的区别，并能准确地显示出事故类型及位置。 6、留有接口，便于以后的系统维护和升级。 一、引言 近几年来建筑事业发展迅猛，现代建筑中要求 具备火灾报警以至自动消防系统，目前国内厂家生 产的还是以晶体管、小规模集成电路或单片机为基 础的产品，其系统复杂、成本高，不易维护，因此 我提出一种由PLC控制的火灾自动报警控制器的设 想，其系统简单、成本适中、易于系统维护和升级。 该装置能满足以下要求: 1、该装置具有烟感探测器及温感探测器，能对 二、系统组成与工作原理 系统硬件原理如图1所示。1为探测器，包括 温感和烟感实现各种信息的采集;2为PLC控制器， 实现逻辑判断和控制;3为电源，提供24V直流电 源;4报警显示盘，能够准确地显示出事故发生的 类型及位置;5为声光报警电路，发出三种不同的 声光报警信号。PLC不断地发出探测信号到探测器 上，其反馈信号由PLC采集并判断是正常、故障、 异常、火灾四种情况哪一种，然后控制声光报警电 路。 1、探测器 传感器世界—27 技术与应用 Teehnology&APPlieation加州细映眨翻的翔以吐切~ (1)温感探测器采用机械式差定温探测器。这种 探测器结构简单，灵敏度高，适于温度变化小的场 所。它是膨胀系数不同的双金属片组成，当温度变 化时，由于两种金属片会产生弯曲，因而使触点接 通。温感探测器信号探测的工作原理如图2(a)所示。 温度探测器K有三个接线端子，l是检查线，检查 探测器是否有故障;2是电源线;3是信号线，如温 度探测器动作，信号可从此线发出。平时在检查线 上加以矩形波信号，如图2(b)，高电平为检查周期， 由图2(a)可知，1端为高电平则3端信号线输出也为 高电平此为正常，反之如l端为高电平而在3端为 低电平，则表明温感有故障，故可以根据检查周期 3端信号线上的电平高低来检查探测器是否正常。 在探测周期1端无电压，如温感未动作(K未闭合)， 则信号线3端也应无电平输出，当有温度变化温感 动作K触头闭合，即使1端无电平输入，3端信号 线也有电平输出，此电平就是电源电压，故在探测 周期可根据3端的电压来判断温感是否动作。故根 据检查线上不同周期，信号线3上是否输出电平来 判断探测器是否丢失或断线，以及室内温度是否异 常。 吧吧县叠叠叠叠叠叠叠叠图图1系统硬件原理图光光光22222222222222222PLCCCCC报警电路路路lllll探测器器器器器器器器器器器 111检查线线 222电源线线 333信号线线 (((a)温度探测器接线端端 一一少蔺匕燮J藤-L塑习习 卜卜一水一一一神卜弓岭一一今}}} (((b)检查线上的矩形波波 图图2温度等效线图及波形形 (2)烟感探测器采用离子式感烟传感器。图3(a) 为离子烟感传感器的原理图，图3(b)为工作电压波 形图。它由1检查电离室、2补偿电离室、3信号放 大电路、4开关转换电路、5火灾模拟检查电路以及 6故障自动监测电路等组成。当无烟时，补偿室和 检查室的电压几乎相等:而当有烟时，烟进入检查 室，使电离电荷迁移速度降低，电离电流减少，监 测室的等效阻抗增加，而补偿室内阻抗保持不变， 因而引起电离室分压比的变化，在信号放大回路输 入端产生电压△V，此电压增加到一定值时，开关 转换电路即动作，发出报警信号并使确认灯亮。 为了防止传感器至控制器间发生电路断线、接 触不良、传感器丢失等问题发生，设有故障自动监 测电路。当发生上述情况之一时，故障监测电路动 作并发出报警信号，为防止探测器内部元件损坏而 引起误报。传感器设有火灾模拟检查电路，定期通 以电平，在信号端应有信号发生，否则应报传感器 故障。由图3(b)工作电压波形图可知在传感器检查 线上加以矩形电压波形，如传感器正常则信号线上 电平与检查线波形相同。如传感器内部元件损坏或 断线则不论检查线上电压如何，信号线上的电压皆 无电压，即为故障状态。而当检查线无电平输入时， 信号线上仍有电压输出则表明烟感探测器己动作。 2、PLC控制系统 PLC采用日本欧姆龙(OMRON)公司的C20 可编程控制器。其输入端0000一0015分别接入各室 的烟、温感信号线(至多16个)。输出端0500输 出一个矩形波信号接到各室的烟、温感检查线， 0501一0503接到声光报警器上发出不同的声光信号， 0501一0508接到报警显示盘上，显示事故类型及地 址。 3、报警显示盘 报警显示盘的面板如图5所示。由PLC输出端 0501一0505发出的状态信号送至报警显示盘，可以显 示出烟、温感异常或故障或火灾状态，并且由 0506一0509发出的四位地址信号送至显示盘，可以显 示具体地址(至多8个)。 ~~甘胜切汹 技术与应用 Teehnology&APPlieation 白匕，. 翔叹奢7U一 A检查线 B电源线 6故障自动全爹包客 确认灯检查电离室 信号放大电 5火灾模拟 检查电路 4故障自动 监测电路 2补偿电离室C信号线 D地线 (a)离子烟感探测器原理 检查线 一一门 一一-习 信号线(正常) 信号线(故障) 信号线(异常) (b)工作电压波形 图3离子烟感探测器原理图及波形 烟信1 温信1 0000 C20 0500+黔号接至传感器的检查线05011井.军r~~~~， 烟信2 温信2 00020502 0503 系统采用模块化结构，编程使用用梯形图语言，因 此其系统非常便于维护，功能扩展性强、升级容易 且成本低。 声光报警 0504 INPUI， 0014 0015 24V 0505 OUTPUT0506 0507 报警 显示盘 烟信… 温信… +24V 0508 0509 地 熬 蕊落夏漂 石刃、 地址b 地址c/ 地址.材 地 图4PLC系统原理图 }}}}亚亘三三二}、心}}}}}}}}}}}}}以以二巫亘』砂灰才口口}心心心心心 }}}匡巫巫』可农八口口}常门门门门……巨画巫三口冽’{口门门门门门 巨巨巨画巫三口冽’显示盘面板板板 烟烟烟烟感故障障障障障障障障障障 PLCFireAutoalarm Abstraet:Thisartieleofl七rsusaninstrumenioffireallto 一 smokedeteetorandtemPeraturedeteetor，andanalyses logie，thenissuesdifferentlight&soundsignalsand statusmessages:FireAlarlll，UnusualAlert，FaultAlert， ，forexample， libraries，arehivesandeomPuterroomsete二This instrumenihassimPlestruetUreand15reliable，andean bedeveloped，maintainedandPopularizedeasilyand eheaply，beeauseofifshighintegratedandanti一amminglevel，modularsystems如etureand15easytobe programmed. Keywords:progr田的mableLogiealController，Fire Autoalarlll，SmokeDeteetor，TemPeratureDeteetor， Aut0IT10llitor一 三、总结 本火灾自动报警控制器不同于其他的专用火灾 报警控制器之处就在于它是采用PLC为控制核心， 作者简介 张燕生:中国煤田物探研究院，河北泳州072750 读者服务卡编号008口 传感器世界
。Hartog,年“分布式温度传感器基于Liquid-Core光纤国立LT-1:498-509光波1995,16(2)。2。Barnoski .和詹森,丁镛,1976年,“Fiber-Waveguides调查:设计了一种新颖的技术,李波。衰减特性”Opt.,15:2112-2115。3。论文Dakin苏达权等,1985,“温”斯托曼派发陈鹰。第三个智力。在选择之。光纤传感器,post-deadline圣地牙哥,2月(纸)4。Hartog等,.高庆宇,1985年,“分布式温度传感在实芯纤维”电子。21:1061-3(1)。5。Farries,M。C和罗杰斯,一个。J,刺激、分布式传感使用984路光纤拉曼相互作用,陈鹰。第二智力。在光纤传感器数值,pp121-32斯图加特,纸。6。Dakin欢欣,1987年,“分布式光纤温度传感器使用光学克尔效应”,陈鹰。变动,纤维光学传感器的798艺术,pp149-156 II。7。Hartog,,“分布式光纤温度传感器技术和应用的电力工业”,电力工程,杂志6月刊上。8。1995年,. Hartog光纤温度传感器监测Wakamatsu”,“现代电力系统,pp25-28 2月刊上。
参考文献的引用应当实事求是、科学合理，不可以为了凑数随便引用。下文是我为大家整理的关于翻译论文英文参考文献的内容，欢迎大家阅读参考!
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基本假设：
膜振动方程 令 ，于是得到膜震动方程的标准形式
其中 为自由项，收外力 的振动称为 强迫振动 ，因此也称为膜的 强迫振动方程 . 当 时，方程是其次的，此时的方程为 称为膜的 自由振动方程 ，上面两个方程也称为 二维波动方程 .
初始条件的提法： 其中 及 为已知函数. 边界条件的提法通常有三种：
膜的边界固定或按照一已知函数随时间而变化 或 其中 为薄膜的边界在 平面上的投影曲线， 为已知函数. 这种边界条件称为 第一类边界条件 .
薄膜的边界可以在一个光滑的柱面上自由滑动，不受摩擦力的作用. 此时边界条件的提法为 或更一般地为 其中 为已知函数. 这种边界条件称为 第二类边界条件 .
将膜固定在弹性支承上，此时，边界条件归结为
其中 为已知正数. 这种边界条件称为 第三类边界条件 .
同样的，非齐次的三位波动方程(如电磁波或声波在空间中传播)
奇次情况为
柯西问题就是初值问题.
考察三维波动方程的柯西问题 若 具有球对称性，这时 仅为变量 的函数，我们可寻求只依赖于 与 的解 。 这样可以写成
若取 为未知函数，则上式可以变成 我们会发现这个与一维齐次波动方程形式相同，因此我们可以将 通过达朗贝尔公式求出，于是可以得到具有球对称形式的解.
设 ，那么三维波动方程的柯西问题 存在唯一解
其中 为以点 为球心、 为半径的求面， 为球面的面积微元. 上式称为 泊松公式 .
研究二维波动方程的柯西问题
书上说这时不能用球平均法，这个原因我们留到最后来提.
他的确是与 无关的函数，因此该式子就给出所考察的二维波动方程的柯西问题的解，他称为 二维波动方程柯西问题的泊松公式 .
我们已经有过齐次的解，根据叠加原理，我们知道只需要求
的解即可.
其中 表示体积微元，积分在以 为球心、以 为半径的球体中进行. 因此在时刻 ,位于 处解 的数值由函数在时刻 处的值在此球中的提及积分表出，称这样的积分为 推迟势 .
回到之前的问题，为什么二维波动方程不能用球平均法的问题，我看了看网上的解答是这样说的： 三维波动方程的解只和light cone 表面有关系，而二维波动方程的解和整个 light cone 内的点都有关系。奇数维度的波动方程都符合Huygens principle而偶数维度的都不符合
注：
微分方程在力学中的应用是非常广泛的。但是你的问题问得太不着边际了，很难回答。微分方程分为常微分方程和偏微分方程。一般来说，后者应用更为广泛。常系数常微分方程通常用来解一些最简单、最基本的动力学问题，例如速度、加速度、弹簧受力分析等等。例如：F=m*d(ds/dt)/dt就是牛顿第二定律。这些方程一般都可以解出。最常见的非常系数常微分方程有贝赛尔方程、薛定鄂方程以及非线性薛定鄂方程等，这些方程一般应用在边界条件为圆柱或圆球形状的波的振动描述上。偏微分方程是分析波动、二维受力分析等常见的方程了。如果你要写论文，可以考虑以下两方面的应用：1 牛顿定律分析2 波动分析
不同边界条件对应不同的状态，第二类边界条件就是边界上自由振动，没有约束限制水平方向的位移，所以u对x偏导为0。第三类就是加了个弹性支撑，也就是约束，那就肯定有应力等于外支撑给得力.所谓边界条件就是在边界处单元状态，如果边界不受力根据平衡那个地方的内力肯定也为0。
用波动方程来描述杆的振动，包含的信息有：杆的初始位置，杆振动的振幅，频率等等。波动方程在经典物理和量子物理里面的意义不一样的，给出波动方程更好分析