数字电路课程设计报告 (简易电容测试电路)
天津职业技术师范大学汽车与交通学院
《电子技术》
课程设计报告
同组学生姓名（学号）：杨帅（11）杨启瑞（03）陈敏（18）班级：汽电1001 班
任务分工：电路设计与仿真：杨帅杨启瑞陈敏
电路焊接：杨帅杨启瑞陈敏
电路调试：杨帅杨启瑞陈敏
设计时间：2012年12 月31日——2013 年1月9日指导教师：冯勇鑫
目录
课程设计任务书 (3)
第一周题目：简易电容测试电路
一、题目：简易电容测试电路 (4)
二、方案论证选择 (4)
三、原理设计（或基本原理） (4)
四、方案实现与测试（或调试） (4)
五、单元电路设计及说明 (5)
六、总体电路图 (7)
七、调试过程及测试结果 (7)
八、主要原件清单 (8)
九、课程设计总结 (8)
十、参考文献 (8)
个人总结 (9)
电子技术课程设计任务书
汽车与交通学院汽电1001 班学生杨帅杨启瑞陈敏
课程设计课题：简易电容测试电路
一、课程设计工作日自 2012 年 12月 31 日至 2013 年 1 月 9 日
二、同组学生：杨帅（11）杨启瑞（03）陈敏（18）
三、课程设计任务要求：
（三选一，抽签）
1、简易频率计
能够测试10-99H Z方波信号（幅度为3-5V）的频率；要求测量值以2位8421BCD码形式输出；系统有复位键。
2、简易电容测试电路
能够测0.01μF—99μF范围内的电容值，且可以换档操作。用两个数码管作为显示元件，测试时，测试电容接至测试端自动显示出被测电容值，且响应时间不超过2秒。
3、红外线数字转速表
采用红外发光二极管、光敏三极管作为速度检测、转换装置，给出测量脉冲。两位数码管显示转速，每次测量后要有锁存和清零的功能。设置超速和低速的指示。
四、设计报告内容要求：（每组1份）
1、题目6、总体电路图
2、主要技术指标7、调试过程及测试结果
3、方案论证及选择8、主要元件清单
4、系统组成框图9、总结
5、单元电路设计及说明10、参考文献
指导教师：冯勇鑫教研室主任：
译码数码管
显示
单稳态电路
多谐振荡器提供合适的基准电压
设计题目：设计简易电容测试电路
一、题目:简易电容测试电路
要求：能够测0.01微法—99微法范围内的电容值，且可以换档操作。用两个数码管作为显示原件。测试时，测试电容接至测试端自动显示出被测电容值，且响应时间不超过2秒。
二、主要技术指标：
（1）设计制作一个具有数字显示功能的电容测量仪。
（2）测量电容范围为0.01μF~99μF。
（3）设计电容数字测量仪的电路图。
（4）组装、调试电容数字测量仪单元电路和整机系统。
三、方案论证及选择（电路仿真部分）：
一、方案论证选择
数字式电容测量仪的方案分析
方案: 电容、电阻和施密特触发器构成一个多谐振荡器。在电源刚接通时，电容C上的电压为0，多谐振荡器输出Vo为高电平，Vo通过R对电容C充电。当C上充得的电压Vc=Vt+时，施密特触发器翻转，Vo变成低电平，Vc又通过R放电，Vc下降，当Vc=Vt-时施密特触发器又翻转，输出Vo又变成高电平。如此往复振荡产生一系列时间脉宽送入单片进行中央处理，最后送出显示信号通过LED显示。
本系统设计主要采用555集成定时器构成多谐振荡器、单稳态触发器等电路把被测电容的电容量转换成电压量，再把电压量通过译码器把电压量转换成数字量并显示，从而实现电容测量。
二、原理设计
系统组成框图：
它由测试电路和显示电路两部分组成。在测试电路中，第一个555定时器做多谐振电路，它通过电容配合电阻冲放电产生一系方波脉冲。第二个555定时器组成单稳态触发器，它利用被测电容Cx的充放电过程去调制一个频率和占空比均固定的脉冲波形，使其占空比q与C 成正比，显然经过衰减电路取出合适的脉宽的直流电压Vo。然后通过七段锁存译码驱动器CD4511译码和驱动电路从LED显示器上读出电容。
电容数字测量仪基本原理:
在单稳态电路中，当它输出的的脉冲幅度一定时，其输出脉冲电压的平均值只与脉冲的频率或脉宽成正比。如果将单稳态电路CP端输入的触发脉冲的频率固定，那么输出脉冲电压打的平均值就只与脉冲的宽度成正比了。
电容测量的基本原理是：把电容量通过电路转换成电压量，然后把电压量经模数转换器转换成数字量进行显示。电容数字测量仪可由多种方法设计。如由555集成定时器构成单稳态触发器、多谐振荡器等电路
闸门电路：NE555构成的单稳态电路（触发时间为一秒）
上图是人工启动单稳，定时电阻定时电容位置分别为图中的Rt和Ct，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”。
以下为555芯片内部电路图以及单稳态电路工作波形（图中电容C即为测试电容Cx）
t
v I
t
v C
2V CC /3
t
v o
当忽略T的饱和压降，则Vc从零电平上升到2Vcc/3的时间，即为输出电压V0的脉宽Tw
RC
RC
V
V
V
RC
t
CC
CC
CC
W
1.1
3
ln
3
2
ln=
=
-
-
=
这种电路产生的脉宽可以从几个微秒到数分钟，从式(1)可以看到，当R固定时，改变电容c则输出脉宽TW跟着改变，由Tw 的宽度可以求出电容的大小。把单稳态触发器的输出电压V o取平均值，由于电容量的不同，Tw的宽度也不同，则Vo的平均值也不同，由Vo
的平均值大小也就可以得到电容C 的大小。如果把这个Vo 的平均值送到3 位A ／D 转换器，经显示器显示的数据就是电容量的大小。由于单稳态触发器的输出脉冲宽度Tw 与电容C 成正比，还可利用数字频率计的知识，把此脉冲作闸门时间和标准脉冲相“与”，得到计数脉冲，该计数脉冲送计数-锁存-译码显示系统就可以得到电容量的数据。
连续触发电路：NE555电路组成的多谐振荡器
1、多谐振荡器
2
3
4
Title
Number
Size A4Date:
17-Aug-2004Sheet of
File:
D:\电子教案\DZJA04.SCH
Drawn By:
76
2
1
CO
5
3
8
4
R
Ucc OUT D TH TR
GND
IC1NE555
R1
R2VCC
C1
C2
uo
t w 1w 2
t U OH
U OL
（a ）电路组成( b) 工作波形图
根据电容的过渡过程可得到振荡周期的估算公式：
T=tw1+tw2
Tw1与电容充电过程有关，充电时间常数为（R1+R2）C;tw2与电容放电过程有关，放电时间常数为R2C 。
所以：T=0.7(R1+2R2)C
根据电路图a ，即T=0.7（R1+2R2）C1……………………………………….(2) (1)/(2)得到计数N ，N=Tw/T=1.1RCx/0.7(R1+2R2)C 。当Cx=1uF 时，计数N 为Cx 以uF 为单位的倍数。 而电路中出现的档位操作是用来调节单稳态电路出现高电平的时间，也是切换电容的单位的操作。
计数单元：（双十进制BCD 计数器）
4518双BCD码计数器（十进制）显示电路：（CD4511驱动共阴数码管）
4511真值表
7400与非门
三、方案实现与测试
A1
555_VIRTUAL
GND
DIS
OUT
RST VCC THR CON
TRI U1A
74LS00D
U2B
74LS00D R3
1k
J1
Key = B
C310uF
VCC
5V VCC
5V
VCC
5V VCC
5V
VCC 5V
A2
555_VIRTUAL
GND
DIS OUT
RST VCC
THR CON
TRI
R5
1k U3A 74LS00D XSC1
A B
Ext Trig
+
+
_
_
+_
R61k R71k
U4
A B C D E F G
CK U64511BD_5V
D A 7D B 1D C 2D D
6
O A 13O D 10O E 9O F 15O C 11O B 12O G
14
~E L 5~B I 4~L T
3
U7
4511BD_5V D A 7D B 1D C 2D D 6
O A 13O D 10O E 9O F 15O C 11O B 12O G
14
~E L 5~B I 4~L T 3
U8A 4518BP_5V 1A 31B 41C 51D
6
E N 12M R 1
7
C P 1
1
U9B 4518BP_5V
1A 31B 41C 51D
6
E N 12M R 1
7C P 1
1
J2
R8100k R91.0M
R21K _LIN Key = A 50%
R110k C410nF
C5100nF
R1010k R1110k
R410K _LIN Key = C
50%
R12470VCC
41403937
38
3633
3534
VCC
3231
30
28
10
2726252423222120
19
18171615141312
11
VCC
9
876
543VCC
VCC
2
1
42
U5
A B C D E F G
CK
C1
0.1uF-POL
Cx 1.0uF
4511BCD—7段锁存/译码/驱动器4518双BCD码计数器（十进制）
四、调试过程及测试结果:
由于对方案的理解不够深刻，使我们最后的设计不正确，改变思路、修改方案、仔细检查后最后终于能够显示正确结果，但由于误差及焊接电路问题较多，还是不够准确。这也是我们以后应该注意的。
四、主要元件清单：
1 电阻10K、5K、5.6K 各1个
2 电阻10、1K 各2个
3 电容1uF 各2个
4 电容0.1uF、0.01uF、56uF 各1个
5 开关1个
6 74LS00D 3个
7 4518 2个
8 4511 2个
9 阴极数码管2个
10 待测电容0.01uF、0.1uF、99uF、1uF 各1个
11 555 2个
五、课程设计总结：
通过这周对电容测量仪的设计，使我们了解很多芯片的功能及应用，更重要的是我们对芯片理解加深，丰富的了这方面的知识，课程设计是在模拟电路和数字电路理论基础上进行的一次综合性系统设计，通过设计和实践，培养了我们的综合运用知识、实践操作及解决实际问题的能力，使我们牢固掌握课程中学到的电子线路的工作原理、分析方法和设计方法，学会电路的一般设计方法和设计流程，并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计。因种种原因调试不出正确结果，在不断的调整和修改后，终于有了正确的结果，在失败中也学到很多，这对我们以后学习中将会有很大的帮助，也会激励我们在困难面前勇敢向前。
六、参考文献：
[1].邱关源.《电路》第四版.高等教育出版社
[2].沙占友.《新编实用数字化测量技术》.国防工业出版社
[3].康华光.陈大钦.《电子技术基础－模拟部分》.高等教育出版社
[4].康华光.邹寿彬.《电子技术基础－数字部分》.高等教育出版社
[5].蒋焕文.孙续 .《电子测量》.中国计量出版社
[6].杜虎林.《数字万用表实用测量技法与故障检修》.人民邮电出版社
[7].电子爱好者网
个人总结
通过这次课程设计，我对电子技术基础这门学科有了进一步的认识和感知。以前只是单纯注重理论知识的积累，忽略了它的实践意义。这次的课程设计，不仅使我温习了书本上的理论知识，而且使我学会了如何把它应用到具体实践当中，做到了理论与实践相结合。
课程设计完成之后，我进行了再思考，并重新将自己的设计审视了几遍，同时也和做同样设计的几个同学交流了一下。在进行交流中，我又有些新的感悟。
一开始进行设计的时候，由于我自身的知识储备不高，基本上都是参照相关资料进行。这样做一方面可以让我熟悉软件的操作环境，了解设计方法和步骤，更加深刻理解基本概念。另一方面等到自己设计的时候，可以在原有基础上完全按照自己的思路独立进行，而且在解决遇到的问题时会更加引发自己的思考，虽说不上创新，但可能会有新意产生。在这方面我自感做的不是很好，这就要求自己在今后的学习中要不断的扩充知识，同时还要加强自身探索能力的培养。这正是以后最需要改进的地方。
这一点，我想同样适用于其它各门功课。如果没有探索性，我们就会拘泥于现有的东西，永远不会推动科技的发展。在这个设计过程中，探索性主要可以体现在下面几个方面。一个是绘图所用的软件，我们使用Multisim11，因为这个软件有它很大的优势，在学习使用过程中我也深有体会，基本上能满足我在设计中的任何要求。但是我们同样可以自己摸索，用其他差不多或者更好的软件。还有设计时所采用的公式，每本资料基本都有较为成熟的公式让我们参考。但它们不一定就是最好的，我们也可以到图书馆到网上去查阅更多的资料，找出其它公式，公式是否为最好无关紧要，能满足设计指标就好。第三点，在整个设计过程中都会有很多的计算，如果靠笔算会很麻烦也不能保证准确性。这个时候我们就可以把以前学的本领用出来了。VC、Matlab都是很好的工具，利用它们编写一些小工具进行计算，大大方便了我们的设计，减少了设计中的机械性。没有探索就没有创新，没有创新很可能就会被淘汰，在今后的学习和设计中，我也会更加注重这方面的锻炼和培养，希望会有所进步。通过这周对电容测量仪的设计，使我们了解很多芯片的功能及应用，更重要的是我们对芯片理解加深，丰富的了这方面的知识，课程设计是在数字电路理论基础上进行的一次综合性系统设计，通过设计和实践，培养了我们的综合运用知识、实践操作及解决实际问题的能力，使我们牢固掌握课程中学到的电子线路的工作原理、分析方法和设计方法，学会电路的一般设计方法和设计流程，并应用这些方法进行一个实际的电子线路的系统设计。因种种原因调试不出正确结果，在不断的调整和修改后，终于有了正确的结果，在失败中也学到很多，这对我们以后学习中将会有很大的帮助，通过本次课程设计，我初步学会了课程设计的基本方法，学会了怎样去借鉴别人的方法和经验。虽然这次做的程序简单短小，功能不强，但是我还是有一种成功的喜悦，虽然在编译的时候会经常因为一些小错误而头疼心烦，但是最后都耐心的测试改正了，收获丰盛。失败的次数越多积累的经验就越多，对人的考验意义也就更大，自己的能力也在这一次次的错误改正之中得到了提升。这次的课程设计也让我认识到了自己在学习上和性格上的一些缺陷和不足。在学习和生活中不够沉稳，有点浮躁，知识和经验都还很欠缺，在以后的学习和生活中都还要更加的努力。
最终感谢冯勇鑫老师对我们地细心指导！
杨启瑞
汽电1001班
03号
天津职业技术师范大学课程设计评审表汽车与交通学院汽电1001 班学生杨启瑞（03）设计任务完成情况及指导教师评语
答辩情况
评定成绩：指导教师签字：日期：
教研室主任：主任签字：
日期：日期：
个人总结
两周的课程设计结束了，在这两周的时间里我们通过分组来设计并完成电路，整个过程中我们发现了很多自身存在的不足，在实践中不断修改更正，可以说是受益匪浅，在巩固课本知识的同时，理论与实际相结合，真正达到了实践的目的和意义。
在第一周的课程设计里，我们小组选择的是简易电容电路的测试。这个电路相对于第一周我们焊接的电路来说要有一定的难度，不过通过第一个电路的焊接，我们都各自有了自己的工作方向，也有了一些经验，一些基础。对于这个较有难度的电路，我们更加有了动力，刚开始的两天，主要是去图书馆借来一些有关的书籍，查阅一些有关这个电路的一些知识，我们三个人一起研究这个电路的原理，；利用的555多谐振荡器跟单稳态电路等等，虽然说之前我们学习过这些电路的原理，单感觉之前学过的东西印象非常浅，课上的理论知识还需要进一步的巩固才行，通过这个电路的学习，我们懂得了理论结合实践是多么的重要，后来通过老师指导，同学们之间的共同讨论，查阅书籍的参考，终于把这个电路的原理以及电路的设计方案搞懂，之后的任务就是利用multisim这个软件来做仿真测试，对于我本人来说，这个软件是我第一次接触，对于它的使用时非常的生疏的，于是跟老师与其他同学简单的学习了一下这个软件的运用，然后把我们的电路用这个软件做了一下仿真，没有问题，才开始着手去焊接电路，排线的时候还是遇到了一些困难，通过我们小组人员的商量与合作，把这个困难解决掉了，电路的焊接总体来说是比较顺利的，因为电路的焊接过程也是三个人这个团队一起合作的，所有一些困难就迎刃而解了，这让我深深的体会到了人多力量大的道理。
通过本次实习培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力。使我收获颇多，具体如下：
第一、熟练了电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程，了解电子产品的焊接、调试与维修方法
第二、熟悉了仿真软件Multisim的使用，并且掌握了调试电路的方法。
第三、熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能查找资料，查阅有关的电子器件图书等。
我们认为，在这学期的实验中，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟，在此过程中，我们通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在实验课上，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践
当然在这次实验中我们遇到了不少的问题，最终一一解决了遇到的问题。在我们遇到不懂的问题时，利用网上和图书馆的资源，搜索查找得到需要的信息。和队友之间相互讨论，明白了团队合作的重要性。这次的制作也让我们感受到，我们在电子方面学到的只是很小的一部分知识，我们需要更多的时间来自主学习相关知识。
这次课程设计中，我非常感谢我们的冯老师，我们的成功与老师的指导是密不可分的，他不仅教我们理论课，实验课，还带我们课程设计，这样统一的一个老师让我们有了很大的方便。是我们成功的关键。
我深深体会到知识的重要性，我所学的远远还不够，我要不断继续努力，为我以后的工作打下坚实的基础。
杨帅
汽电1001班
11号
天津职业技术师范大学课程设计评审表
汽车与交通学院学院汽电1001 班学生杨帅（11）设计任务完成情况及指导教师评语
答辩情况
评定成绩：指导教师签字：日期：
教研室主任：主任签字：
日期：日期：
个人总结
经过这两周的课程设计，我加深理解了关于数字电路的相关知识，同时也对设计中应用到的那些电子器件有了更好地认识和应用。在电路的制作过程中，自己的动手能力提高了不少。每次检查出错误并修改成功后，都会有一种很强烈的成就感，喜悦的心情不言而喻！
下面简要的说一下设计我们的过程吧！
经过一个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽，在此期间我们也失落过，也曾一度激情高涨，从开始时满富盛情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中有乐，在如今单一的理论学习中，很少有能实践的机会，但我们可以，而且设计是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里的一年相处还赶不上在这里来是十天的合作，我感觉同学们之间的感情更加近了；我想说，我确实很累，但当我看到我们的成果时，心中不免产生兴奋。
回顾起此次课程设计，至今我感慨颇多，的确，从查阅资料到电路设计，从理论学习到实践总结，在整整一个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是的确可以学到很多很多的东西，不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，毕竟以前在这方面做的太少，难免会遇到过各种各样的问题，同时在分析测容原理与设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。
一周的实训使我了解到了自己解决问题的能力，自己的性格之中还有哪些需要改进的地方，另外还培养了我们独立办事和团队协作的能力，做到二者的辩证统一。在这次的课程设计中，我们不仅学到了许多知识，同时也发现了自己的很多不足。最终我明白了一个道理：专业知识的学习绝对不能仅限于课堂上的书本，课外之余要将理论附注于实践，这样才能真正做到学以致用，可以更好的掌握知识，同时更加强对专业知识的实际运用。总之，这两周让自己学到了好多书本上学不到的东西，懂得了理论联系实际，实践验证理论的重要性，这也正是我们学校的教学宗旨“动手动脑，全面发展”，相信这条校训一定会在我们身上呈现出来的。
最后非常感谢冯老师在这次课程设计中，对我们的辛勤指导！
陈敏
汽电1001班
18号
天津职业技术师范大学课程设计评审表
汽车与交通学院学院汽电1001 班学生陈敏（18）设计任务完成情况及指导教师评语
答辩情况
评定成绩：指导教师签字：日期：
教研室主任：主任签字：
日期：日期：
电容电流测试报告
XZZNDQAQ-2014-019 某某煤矿集团西风井35kV变电所6kV电网单相接地电容电流测试报告 徐州智能电气安全研究所 二〇一四年四月
编写：审核：审批：
1. 测量方案 1.1. 测量原理 电网对地电容电流常用的测量方法有：单相直接接地测量法、单相经电阻接地测量法、附加电容测量法和注入法等。其中单相直接接地测量法属于直接测量方法，其它属于间接测量方法。本次测试采用单相经电阻接地测量法，该方法有简单、易实施、测试过程安全、测量精度高、测试时间短、对电网冲击小等优点，并且适用于中性点非有效接地系统各种中性点接地形式，具体原理如下。 R 图1-1 中性点不接地电网绝缘参数测量模型 上图为中性点不接地电网的绝缘参数测量模型，C 、r 分别为各相对地电容和绝缘电阻。考虑到试验的安全性，采用电网单相经电阻接地的方法，电网的一相经接地电阻和电流表接地。接地电阻R 根据电网类型一般在500~1000Ω范围选取，接地电流控制在几安培范围，测量必要的参数，即可求出电网单相直接接地时的接地电流。 电网单相接地电流是电网对地总的零序电流之和，理论推导可知，不管是直接接地，还是经过电阻接地，电网对地总的零序电流（接地电流）是同零序电压成正比关系。因此，测量出电网单相经电阻接地时的零序电压，就能得到单相电网直接接地的电流。其计算公式是： 2 02 l E R U I I U （1-1） 式中：I E 为电网单相直接接地电流 U l2为电压互感器二次线电压 U 02为电网单相经电阻接地时的二次零序电压 I R 为电网单相经电阻接地的电流 因此，只要测得电网的二次线电压、零序电压、单相经电阻接地时电阻流过
电解电容测试指导书
1目的 为了规范电解电容器来料检验及抽样计划，并促进来料质量的提高，特制定该检验规范。 2适用范围 适用于IQC对电解电容器来料的检验。 3准备设备、工具： 4外观物理检测 4.1首先需检查待测电容是否有正规的《产品规格说明书》，其中需包括产品名称、规格型号、安装尺寸、工艺要求、技术参数以及供应商名称、地址及其联系方式，以确保此批次产品是由正规厂商提供。电容器上的标识应包括：商标、工作电压、标准静电容量、极性、工作温度范围。 4.2参考《产品规格说明书》的工艺参数，观察电容的外观、颜色、及其材质等参数是否与其所标注的工艺指标一致。 4.3用游标卡尺对电容的安装尺寸进行确认，确保电容的直径、高度以及引岀端的直径与间距等参数在产品工艺的误差范围之内，且外观尺寸要符合本公司选用要求。 4.4检查电容的外观，确保其外观整洁、无明显的变形、破损、裂纹、花斑、污浊、锈蚀等不良状况； 且其标识清晰牢固、正确完整。 4.5检查其引岀端子，保证其端子端正、无氧化、无锈蚀、无影响其导电性能等状况，且引岀端子无扭曲、变形和影响插拔的机械损伤。 4.6检查电解电容标注的生产日期不应超过半年，并作好记录。 5容量与损耗测试 5.1用电桥测试其实际容量与标称容量是否一致（电解电容一般会有±20%勺误差范围），其损耗角 正切值tan 9 （即D值）大小是否符合国家标准（电解电容器tan 9 0.25 ）。 5.2对Zen tech电桥测试仪的使用方法：正确连接电源以后，按POWE!键开启测试仪的工作电压； 按LCR键选择测试类型（L：电感，C：电容，R：电阻）。 5.3按UP'与DOWN!选择测试量程（疗、nF、pF），按FREQ键选择测试频率（100HZ 120HZ 1KHZ，可根据厂商提供的技术参数来选择所需的测试频率，本试验选择100HZ'。
数字电路课程设计题目选编
数字电路课程设计题目选编 1、基于DC4011水箱水位自动控制器的设计与实现 简介及要求：水箱水位自动控制器，电路采用CD4011 四与非门作为处理芯片。要求能够实现如下功能：水 箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水； 而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止 抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不 会溢，非常的实用而且方便。 2、基于CD4011声控、光控延时开关的设计与实现 简介及要求：要求电路以CD4011作为中心元件，结合外围 电路，实现以下功能：在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭 状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态， 当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开 启节电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭， 灯灭。 3、基于CD4011红外感应开关的设计与实现 在一些公共场所里，诸如自动干手机、自动取票机等，只要人手在机器前面一晃，机器便被启动，延时一段时间后自动关闭，使用起来非常方便。要求用CD4011设计有此功能的红外线感应开关。 4、基于CD4011红外线对射报警器的设计与实现 设计一款利用红 外线进行布防的防盗 报警系统，利用多谐振 荡器作为红外线发射 器的驱动电路，驱动红 外发射管，向布防区内 发射红外线，接收端利用专用的红外线接收器件对发射的 红外线信号进行接收，经放大电路进行信号放大及整形， 以CD4011作为逻辑处理器，控制报警电路及复位电路，电
路中设有报警信号锁定功能，即使现场的入侵人员走开，报警电路也将一直报警，直到人为解除后方能取消报警。 5、基于CD4069无线音乐门铃的设计与实现 音乐门铃已为人们所熟知，在一些住宅楼中都 装有音乐门铃，当有客人来访时，只要按下门铃按 钮，就会发出“叮咚”的声音或是播放一首乐曲， 然而在一些已装修好的室内，若是装上有线门铃， 由于必须布线，从而破坏装修，让人感到非常麻烦。 采用CD4069设计一款无线音乐门铃，发射按键与接 收机间采用了无线方式传输信息。 6、基于时基电路555“叮咚”门铃的设计与实现 用NE555集成电路设计、制作一个“叮咚”门铃，使该装置能够 发出音色比较动听的“叮咚”声。 7、基于CD4511数显八路抢答器的设计与实现 CD4511是一块含BCD-7段锁存、译码、驱动电路于一体的集成 电路。设计一款基于CD4511八路抢答器，该电路包括抢答，编 码，优先，锁存，数显和复位。 8、基于NE555+CD4017流水彩灯的设计与实现 以NE555和CD4017为核心，设计制作一个流水彩灯，使之通 过调节电位器旋钮，可调整彩灯的流动速度。 9、基于用CD4067、CD4013、 NE555跑马灯的设计与实 现
数字电路课程设计报告(好)
天津职业技术师范大学电子工程学院电子技术之---万用表课程设计报告 同组学生姓名（学号）：寡人猪八戒 任务分工：：查阅资料设计电路并进行电脑仿真， 焊接电路并参与电路的安装与调试 负责撰写课程设计及实验总结的工作 设计时间：2012年04月28日——2012 年05月04日 指导教师： 一、课程设计的目的与要求（含设计指标） 1、设计目的 （1）了解ICL7107芯片工作原理及应用。 （2）能够使用电路仿真软件进行电路调试。 （3）掌握电子系统的一般设计方法。 （4）培养综合应用所学知识来指导实践的能力。 （5）掌握常用元器件的识别和测试。 （6）熟悉常用仪表，了解电路调试的基本方法。 2、设计要求 （1）提出具体方案 （2）给出所设计电路的原理图。 （3）进行电路仿真设计 （4）设计电路所需的直流电源。 （5）用分立元件和运放设计的万用表电路要求先用multisim进行电路仿真分析，仿真结果正确后，在进行安装调试。 3、设计指标 直流电压表：满量程+6V； 直流电流表：满量程10mA； 交流电压表：满量程6V，50HZ~1KHZ； 交流电流表：满量程10mA；
欧姆表：满量程分别为1KΩ，10KΩ，100KΩ 三、方案论证及选择 设计万用电表，总体来说有两种设计方案，来源于万用电表的指针式和数字式的两种类型。指针式万用电表，需有表头，同时主要用HA17741，LM324N等芯片，借助集成运放实现万用电表。但是考虑到表头的应用，还有本课题其他组同学采用这个方案，我们则采用了另一种方案，设计数字式万用电表。主要运用ICL7107来实现，ICL7107是高性能、低功耗的三位半A/D转换器电路。它包含七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统，ICL7107可直接驱动发光二极管。所以，用此芯片可以直接把模拟信号转换成数字信号，然后通过数码管显示出来。在数据采集时，采用分开设计，直流电压测量电路，直流电流测量电路，欧姆表测量电路，交流电流、电流测量电路。 三、原理设计（或基本原理） （1）基本原理：ICL7107是高性能、低功耗的三位半A/D转换器电路。它包含七段译码器、显示驱动器、参考源和时钟系统，ICL7107可直接驱动发光二极管。ICL7107 是双积型的A/D 转换器，还集成了A/D 转换器的模拟部分电路，如缓冲器、积分器、电压比较器、正负电压参考源和模拟开关，以及数字电路部分如振荡源、计数器、锁存器、译码器、驱动器和控制逻辑电路等，使用时只需外接少量的电阻、电容元件和显示器件，就可以完成模拟到数字量的转换，从而满足设计要求。
第5章 电力电容器局部放电测试方法
第5章电力电容器局部放电测试方法 5.1 电力电容器局部放电的产生和危害 电力电容器采用浸渍纸、浸渍薄膜以及浸渍纸和薄膜组合的绝缘结构。与其它绝缘结构相 比，电力电容器的重要特点是介质的工作场强特别高，由于局部放电使电容膨胀，早期损坏以及发生爆炸的现象早已引起制造部门和运行部门的重视。例如，在全膜电容器中，介质损耗大大降低，热击穿可能性下降了，更加突出了电击穿的可能性。因此，在设计制造全膜电容器时，首先应考虑的就是局部放电问题。 电容器是由几种介质串联的组合绝缘，在交流电压下，电压分配与各层的电容量成反比， 在直流电压下，电压分配与各层的绝缘电阻成正比，因此组合绝缘的耐电强度与各成分的耐电强度和搭配情况有关。局部放电包括绝缘结构内气隙中的放电和浸渍剂中的局部放电。局部放电可以发生在电容器极下面的绝缘层中，即均匀电场部分所包含的气隙中，也可以发生在极板边缘电场集中处。 绝缘中气泡发生放电后，除了产生热，破坏介质的热稳定性之外，还产生离子或电子对介 质的撞击破坏，以及形成臭氧和氮的氧化物，对介质产生化学腐蚀作用。 当气隙厚度增加、介质厚度增加或介质的介电常数增加时，均使局部放电场强下降。在理 想情况下 E可以很高，但如果浸渍剂干燥不够，去气不彻底或液体中含有杂质，则会使电场i 发生畸变，产生电场集中，使 E下降很多。因此，电容器必须采取严格的真空浸渍。 i 另外，产生放电的原因是过电压的作用使介质内部某处场强过高而产生局部放电。在交流 电压作用下，电容器绝缘中局部放电首先在场强较高的电极边缘产生。用显微镜观察油浸纸局部放电的破坏过程，当电场足够高时、首先在电极边缘上的纸纤维发生断裂，于是电极边缘下的纸发生突起并出现小洞，此后小洞不断扩大延伸到下一层纸，这时部分纤维断裂完全脱离了纸，扩散到油中或沉积在损伤部位，但纸没有炭化，最后多层纸均被损伤，在最薄弱点产生击穿，在击穿通道上生成整齐的炭化边缘。当遇到纸层中弱点时也会贯穿纸层，最后发生击穿。 对绝缘材料研究表明，在局部放电作用下寿命是随电场的增加而呈指数式下降的。大量的 事实证明，电力电容器内部局部放电是造成电容器膨胀和早期损坏的一个重要原因。 5.2 电力电容器局部放电测量参数及技术规定 5.2.1 评定电力电容器局部放电的参数 目前，在电力电容器局部放电试验中主要有放电量、起始放电电压以及放电熄灭电压等。 一、放电量q 有的产品（如耦合电容器）规定，在测量电压下放电量不超过某一数值为合格；在另一些 产品中（如移相、串联等电容器）只规定在测量电压下一定时间内放电量不变大就为合格。 放电量q随电压作用时间的变化趋势分析是判断试品质量的重要手段，如图5.1中曲线a 中放电量随电压作用时间变化而增加不多，而曲线b却增加很多，显然试品a的质量好于b。
利用Multisim设计电容测量电路
精心整理 一、概述 随着科学技术的不断发展，人类社会进入高科技时代，而以电子元件组成的电器在生活中被运用的越来越广泛，大至航空航天技术，小到手机、电子手表等等。而这些电器都是由一些电容、电阻等元器件组成。特别是电容在这些电路中的作用，因此电容的大小的测量在电容使用过程中必不可少，测量电容的大小的办法也越来越多，并且多样化、高科技化。当然，测量的结果应该保持较高的精确度和稳定性，不仅如此，还应兼顾测量速度快等要求。 目前应用比较普遍的方法有电桥法测电容、容抗法测电容、基于NE555的RC 充放电原理等等，在这个脉（0.2uF —20uF 杂。 路、确的脉冲个数N ，而准确的数值大小为显示稳定后的数值。
由于本方案大多采用的是数字元器件，因此对外界的干扰信号有着很强的抵抗能力，而用容抗法测电容由于采用许多模拟元器件，只要外界存在有一定强度的干扰信号，就会使测量结果发生较 大的改变。不仅 如此，外界的温 度也会对模拟 元器件产生很 大的影响，而在 实际生活中的 多外界环境不 5V直流
首先是测量电路部分，电路图如图3所示，此部分由2片555定时器连成的单稳态触发器和多谐振荡器 定时器为单稳态振荡器。端输出 的单位脉发器2端2C 为待测电器中。由单稳 态触发器电容大小这个信号经存器的时的输出单产生的脉后作为计计数。 图3 单稳号的脉宽 当R 与2C 的 2C 与4 C 出信号、单稳态触发器输出信号、非门输出信号、与门输出信号如图4所示。
图4待测电容为1uF 时各输出信号波形 上图中的波形自上至下分别为单稳态输出信号、非门输出信号、多谐振荡器输出信号、与门 74L S 160N
《数字电路课程设计》
实验三旋转灯光电路与追逐闪光灯电路 一、实验目的 1．熟悉集成电路CD4029、CD4017、74LS138的逻辑功能。 2．学会用74LS04、CD4029、74LS138组装旋转灯光电路。 3. 学会用CD4069、CD4017组装追逐闪光灯电路。 二、实验电路与原理 1．旋转灯光电路： 图3-1 旋转灯光电路 将16只发光二极管排成一个圆形图案，按照顺序每次点亮一只发光二极管，形成旋转灯光。实现旋转灯光的电路如图3-1所示，图中IC1、R1、C1组成时钟脉冲发生器。IC2为16进制计数器，输出为4位二进制数，在每一个时钟脉冲作用下输出的二进制数加“1”。计数器计满后自动回“0”，重新开始计数，如此不断重复。 输入数据的低三位同时接到两个译码器的数据输入端，但是否能有译码器输出取决于使能端的状态。输入数据的第四位“D”接到IC3的低有效使能端G2和IC4的高有效使能端G1，当4位二进制数的高位D为“0”时，IC4的G1为“0”，IC4的使能端无效，IC4无译码输出，而IC3的G2为“0”，IC3使能端全部有效，低3位的CBA数据由IC3译码，输出D＝0时的8个输出，即低8位输出（Y0～Y7）。当D为“1”时IC3的使能端处于无效状态，IC3无译码输出；IC4的使能端有效，低3位CBA数据由IC4译码，输出D＝1时的8个输出，即高8位输出（Y8～Y15）。 由于输入二进制数不断加“1”，被点亮的发光二极管也不断地改变位置，形成灯光地“移动”。改变振荡器的振荡频率，就能改变灯光的“移动速度”。
注意：74LS138驱动灌电流的能力为8mA，只能直接驱动工作电流为5mA的超高亮发光二极管。若需驱动其他发光二极管或其他显示器件则需要增加驱动电路。 2. 追逐闪光灯电路 图 3-2 追 逐 闪 光 灯 电 路 （ 1） ． CD 401 7 的 管 脚功能 CD4017集成电路是十进制计数／时序译码器，又称十进制计数／脉冲分频器。它是4000系列CMOS数字集成电路中应用最广泛的电路之一，其结构简单，造价低廉，性能稳定可靠，工艺成熟，使用方便。它与时基集成电路555一样，深受广大电子科技工作者和电子爱好者的喜爱。目前世界各大通用数字集成电路厂家都生产40171C，在国外的产品典型型号为CD4017，在我国，早期产品的型号为C217、C187、CC4017等。 （2）CD4017C管脚功能 CMOSCD40171C采用标准的双列直插式16脚塑封，它的引脚排列如图3-3(a)所示。 CC4017是国标型号，它与国外同类产品CD4017在逻辑功能、引出端和电参数等方面完全相同，可以直接互换。本书均以CD40171C为例进行介绍，其引脚功能如下： ①脚(Y5)，第5输出端；②脚(Y1)，第1输出端，⑧脚(Yo)，第0输出端，电路清零 时，该端为高电平，④脚(Y2)，第2输出端；⑤脚(Y6)，第6输出端；⑥脚(Y7)，第7输出端；⑦脚(Y3)，第3输出端；⑧脚(Vss)，电源负端；⑨脚(Y8)，第8输出端，⑩脚(Y4)，第4输出端；11脚(Y9)，第9输出端，12脚(Qco)，级联进位输出端，每输入10个时钟脉冲，就可得一个进位输出脉冲，因此进位输出信号可作为下一级计数器的时钟信号。13脚(EN)，时钟输入端，脉冲下降沿有效；14脚(CP)，时钟输入
数字电子技术基础课程设计DT-830B数字万用表报告
数字电子技术基础课程设计DT-830B数字万用表报告
三亚学院 2011～2012学年第2学期 数字电子技术基础课程设计报告 学院: 理工学院 专业: 测控技术与仪器 班级: 学号: 学生姓名: 指导教师: 2012年9月7日
目录 一、设计任务与要求……………………………………… 二、电路原理……………………………………………… 三、总原理图及元器件清单……………………………… 四、装配过程……………………………………………… 五、电路功能测试………………………………………… 六、结论与心得……………………………………………
DT-830B数字万用表的组装与调试 一、设计任务与要求 1、设计要求： 学习了解DT830B数字万用表，熟悉它的工作原理。然后安装并调试数字万用表。通过对DT830B数字万用表的安装与调试实训，了 解数字万用表的特点，熟悉装配数字万用表的基本工艺过程、掌握基本 的装配技艺、学习整机的装配工艺、培养自身的动手能力以及培养严谨 的学习工作作风。 DT830B由机壳熟料件（包括上下盖和旋钮）、印制板部件（包括插口）、液晶屏及表笔等组成，组装成功关键是装配印制板部件。因为 一旦被划伤或有污迹，将对整机的性能产生很大的影响。整机安装的流 程图如下所示： 3)认识DT830B数字万用表的液晶显示器件、印制板部件等。 4)安装制作一台DT830B数字万用表。 5）根据技术指标测试DT830B数字万用表的主要参数 6)校验数字式万用表，减小其误差。
二、电路原理 DT830B电路原理它是3位半数字万用表。 数字万用表的核心是以ICL7106A/D转化器为核心的数字万用表。A/D转化器将0~2V范围的模拟电压变成三位半的BCD码数字显示出来。将被测直流电压、交流电压、直流电流及电阻的物理量变成0~2V的直流电压，送到ICL7106的输入端，即可在数字表上进行检测。 为检测大于2V的直流电压，在输入端引入衰减器，将信号变为0~2V，检测显示时再放大同样的倍数。 检测直流电流，首先必须将被测电流变成0~2V的直流电压即实现衰减与I/V 变换。衰减是有精密电阻构成的具有不同分流系数的分流器完成。 电阻的检测是利用电流源在电阻上产生压降。因为被测电阻上通过的电流是恒定的，所以在被测电阻上产生的压降与其阻值成正比，然后将得到的电压信号送到A/D转换器进行检测。 三、总原理图及元器件清单
为什么国家电力规程要求做电容电流测试
为什么国家电力规程要求做电容电流测试？ 为什么国家电力规程要求做配电网电容电流测试？ 作者：山凡，时间：2014年8月27日 部分电力测试10年经验的人士，对配电网电容电流测试也不能正确理解此试验的重要性。 在中国，66kV及以下电力系统配电网的中性点都是非直接接地系统，当发生线路系统单相接地时，流过故障点的电流实际是线路对地电容产生的电容电流，并不立即对设备造成损坏，不会造成断路器掉闸。但是，单相接地一定要设法找到故障点并加以消除，否则，它会给电气设备的安全构成威胁，极易发展成为其他事故，这些威胁包括： 1.单相接地电流通过铁心（如调相机、变压器的铁心）会使铁心烧坏。 2.在单相接地的故障点附近，人身有遭到跨步电压的危险。当导线一相碰地时，电流已触地一点为圆心向外扩散，在20m以内的地面上画许多同心圆，则这些圆周均有不同的电位。 人体两脚接触地面两点，该两点之间的电压称为跨步电压。人身遭受跨步电压的作用当然是有一定危险的。 3.易发展成两相短路。因单相接地时，非故障对地电压升高为原来的几倍。若是弧光接地，非故障相甚至还会出现2.5～3倍的电压，尤其弧光还会使导线周围的气体发生游离，这两种情况碰在一起，很容易造成相间短路。这对设备和系统来说，都是破坏性的故障。 4.接地点的存在还会使故障设备外皮（如电缆外皮）或遮拦带电，易造成人身触电事故。 我国电力规程规定当10kV电容电流分别大于30A，或35kV系统电容电流分别大于10A 时，应装设消弧线圈以补偿电容电流，这就要求对配电网电容电流测试以决定是否安装消弧线圈。 配电网的对地电容和PT的参数配合会产生PT铁磁谐振过压，为了验证该配电系统是否会发生PT谐振及发生什么性质的谐振，也必须准确测量配电网的对地电容值，这样解释大家一定理解了配电网电容电流测试在电力测试行业的重要性了。 配电网电容电流测试，在2009年以前，常规测试方法是开口三角异频信号注入法测量，测量电容电流要求系统必须平衡，而现场95%的系统都不平衡，所以此方法的适用场合很窄； 武汉某电气试验仪器制造企业经过2年多的设计研发，成功推出中性点外加电容法，实现配电网电容电流测试, 中性点外加电容法对系统平衡与否几乎没有要求，故适用场合很宽，特别适用于煤矿、钢铁等复杂线路，测量过程一下子从复杂变得简单，且测试结果无干扰因素更准确。 关于如何寻找中性点，及中性点外加电容法做配电网电容电流测试的操作方法，目前网上已经有电容电流试验视频和详细的操作说明，有兴趣的朋友可以搜一下。 1 / 1
数字电路课程设计
数字电路课程设计 一、概述 任务：通过解决一两个实际问题，巩固和加深在课程教学中所学到的知识和实验技能，基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。为毕业设计和今后从事电子技术方面的工作打下基础。 设计环节：根据题目拟定性能指标，电路的预设计，实验，修改设计。 衡量设计的标准：工作稳定可靠，能达到所要求的性能指标，并留有适当的裕量；电路简单、成本低；功耗低；所采用的元器件的品种少、体积小并且货源充足；便于生产、测试和维修。 二、常用的电子电路的一般设计方法 常用的电子电路的一般设计方法是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验（包括修改测试性能），画出总体电路图。 1．总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 由于符合要求的总体方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出若干不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中取优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画得太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚需画出具体电路来加以分析。 2．单元电路的设计 在确定了总体方案、画出详细框图之后，便可进行单元电路设计。 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标，应注意各单元电路的相互配合，要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。
数字电路课程设计报告
课程设计任务书 学生姓名：吴培力专业班级：信息SY1201 指导教师：刘可文工作单位：信息工程学院 题目: 数字式电子锁的设计与实现 初始条件： 本设计既可以使用集成电路和必要的元器件等，也可以使用单 片机系统构建数字密码电子锁。自行设计所需工作电源。电路组成 原理框图如图1，数字密码锁的实际锁体一般由电磁线圈、锁栓、 弹簧和锁柜构成。当线圈有电流时，产生磁力，吸动锁栓，即可开 锁。反之则不开锁。 图1 数字式电子锁原理框图要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1、课程设计工作量：1周。 2、技术要求： 1）课程设计中，锁体用LED代替（如“绿灯亮”表示开锁，“红灯亮”表示闭锁）。 2）其密码为4位二进制代码，密码可以通过密码设定电路自行设定。 3）开锁指令为串行输入码，当开锁密码与存储密码一致时，锁被打开。当开锁密码与存储密码不一致时，可重复进行，若连续三次未将锁打开，电路则报警并实现自锁。（报警动作为响1分钟，停10秒） 4）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。安装调试设计电路。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 1、年月日，布置作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、年月日至年月日，方案选择和电路设计。 3、年月日至年月日，电路调试和设计说明书撰写。 4、年月日，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
10KV电网单相接地电容电流1
山西朔州山阴金海洋台东山煤业有限公司 35kv变电站10KV母线单相接地电容电流测试报告中性点不接地系统的优点是单相接地电流较小，单相电流不形成短路回路，电力系统安全运行规章规定可继续运行1~2小时。但是，长时间接地运行，极易形成俩相接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压。特别是矿井电网，因其大部分为电缆供电，若单相接地电流较大，加之井下环境恶劣，故障多，高压电缆经常发生单相漏电或单相接地故障，且过大的单相接地电流经常引起电缆放炮和击穿现象，影响正常生产，并给矿井和人身安全带来严重后果。因此，正确测量、了解电网单相接地电流情况，对保证矿井安全运行极为重要。 1 单相接地电流及其分量的测量方法 电网单相对地绝缘参数的常用测量方法有：附加电源测量法，交流伏安法，中性点位移电压法，谐振测量法。其中第一种方法所测的是测量频率下的绝缘参数，只可间接地反映工频下的绝缘参数；而后三种方法是采用电网工作电源进行测量，反映了电网的实际绝缘参数。中性点位移电压法也称间接测量法，是目前测量小电流接地系统单相接地电容电流的常用方法。其一般作法是在电网一相与地之间接入一个附加电容，实测流过此电容的电流与中性点位移电压，通过计算来求得电网单相接地电容电流。但由于电容的充电效应，在人为接地的瞬间，相当于在电网中产生了一个金属性接地故障，这显然不利于安全。因此，有必要研究一种更加安全可靠地新方法，即单相经电
阻接地的间接测量方法。 图1 中性点不接地电网绝缘参数测量模型 图1为一中性点不接地电网的绝缘参数测量模型，C 、r 分别为各相对地电容和绝缘电阻。考虑到实验的安全性，采用电网单相经电阻接地的方法，电网的任何一相（如A 相）经附加电阻R 和电流表A 接地。接地电阻R 选用500—1000 Ω，接地电流可控制在几安培，并通过理论计算，求出电网单相直接接地时的电流。 我们知道，电网单相接地电流是电网对地总的零序电流之和，不管是直接接地，还是经过电阻接地，电网对地总的零序电流（接地电流）是同零序电压成正比关系。因此，测量出电网单相经电阻接地时的零序电压，就能得到单相电网直接接地的电流。其计算公式是： R E I U I ?=02 100 （1）
电解电容纹波的测试,计算及判定_ 应用报告
一、前言： 铝电解电容的工作状态及工作环境,是影响其寿命的主要因素。在众多因素中，又以环境温度的高低和 Ripple Current 纹波电流的大小对电容寿命的影响最大。所以在实际使用中，电解电容Ripple Current 有否超规格，电解电容工作温度有否超标准值，是影响电容失效爆浆的最主要原因，特别是在整机测试未对电解电容寿命进行估算计算的情况下，电解电容Ripple Current 的测试，计算及判定，尤为重要。 二、标准测试: 1、一次侧Bulk Cap.纹波电流 说明：一次侧Bulk Cap.纹波电流通常由基本频率(低频率)和高频(开关频率)电流构成，因此在计算时，要通过合成公式，利用频率系数计算出其在指定频率下的合成有效值。(如图1所示) R/C(Ripple Current) = Lowf(Low Freq.Current) +Hif(High Freq. Current) 一次侧Bulk Cap.是指：一次侧主电解电容；Lowf 是指：低频纹波电流有效值； Hif 是指：高频纹波电流有效值。 图(1) 2、二次侧Filter Cap.纹波电流 说明：二次侧Filer Cap.纹波电流通常由高频电流构成。 R/C(Ripple Current) = Hif(High Freq. Current) 二次侧Filter Cap.是指二次侧滤波电解电容。 3、温度 机种名称： 机种编号： 机种类别： 电路拓扑： 输出规格： 编写单位： 应用类别： 材料应用 受控日期： 201 年 月 日 应用编号： AR500XbcEedDFf P 应用描述： 电解电容纹波电流的测试，计算及判定
电容测量电路
2011 ~ 2012 学年第二学期 《电容测量电路》 课程设计报告 题目：电容测量电路 专业：通信工程 班级： 10通信(2)班 组员：吴悦肖梦奇方克文胡勇 吴冬冬徐磊付文涛卢大卫指导教师：王银花 电气工程系 2012年5月20日
1、任务书
目录 第一章:摘要 (4) 第二章:题目分析和设计构思 (5) 2.1题目分析 (5) 2.2设计构思 (5) 第三章:测量电路原理 (5) 3.1工作原理 (5) 第四章:硬件电路设计 (6) 4.1了解功能 (6) 4.2化整为零 (7) 4.3功能分析 (7) 4.4统观整体 (11) 第五章:元件参数 (12) 第六章:调试 (12) 6.1仿真截图 (12) 第七章:课程设计心得体会 (15) 附录一：参考文献 (16)
第一章:摘要 五量程电容测量电路是以集成运放为核心器件可将其分解为四个部分。可分解为文氏桥振荡电路、反相比例运算电路、C/ACV电路、有源滤波电路。该电路是利用容抗法测量电容量的。起基本设计思想是：将400Hz的正弦波信号作用于被测电容Cx,利用所产生的容抗Xc实现C/ACV转换，将Xc转换为交流电压；再通过测量交流电压来获得Cx的电容量。本课题小组通过小组分工到图书馆、网上查找课题参数资料；了解电容测量电路应用及其工作原理，运用Multisim仿真软件绘制电路图并进行仿真实验；分析仿真实验数据和记录课题实验过程；制作打印课题实验报告。 综上所述，在测量电容量时，文氏桥振荡电路所产生400Hz正弦波电压，经过反相比例运算电路作为缓冲电路，作用于被测电容Cx；通过C/ACV转换电路将Cx转换为交流电压信号，再经二阶带通滤波电路滤掉其他频率的干扰，输出是幅值与Cx成比例的400Hz正弦波电压。 电容测量电路的输出电压作为AC/DC转换电路的输入信号，转换为直流电压；再由A/D转换电路转换为数字信号，并驱动液晶显示器，显示出被测电容的容量值。 电路有如下特点： （1）在C\ACV转换电路中，电容挡愈大，反馈电阻值愈小，使得各挡转换系数的最大数值均相等，从而限制了整个电路的最大输出电压幅值，也就限制 了A\D转换电路的最大输入电压，其值为200mV； （2）电路中所有集成运放的输入均为交流信号，因而其温漂不会影响电路的测量精度，也就需要对电容挡手动调零。电路中仅有一个电位器Rw1用于校准电容挡，一般一经调好就不再变动。 （3）二极管D9和D10用于A2输出电压的限幅，二极管D11和D12用于限制A3净输入电压幅值，以保护运放。此外，尽管电容挡不允许带电测量，但是若发生误操作，则二极管可为被测电容提供放电回路，从而在一定程 度上保护壳测量电路。 重点：电容测量电路；Multisim仿真软件。
数字电子技术课程设计报告(数字钟)
目录 一．设计目的 (1) 二．实现功能 (1) 三．制作过程 (1) 四．原理框图 (3) 4.1 数字钟构成 (3) 4 .2设计脉冲源 (4) 4.3 设计整形电路 (5) 4.4 设计分频器 (5) 4.5 实际计数器 (6) 4.6 译码/驱动器电路的设计 (7) 4.7 校时电路 (8) 4.8 整点报时电路 (9) 4.9 绘制总体电路图 (10) 五．具体实现 (10) 5.1电路的选择 (10) 5.2集成电路的基本功能 (10) 5.3 电路原理 (11) 六．感想与收获 (12) 七．附录 (14)
数字电子技术课程设计报告 一、设计目的 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。 石英数字钟，具有电路简洁，代表性好，实用性强等优点，在数字钟的制作中，我们采用了传统的PCMS大规模集成电路为核心，配上LED发光显示屏，用石英晶体做稳频元件，准确又方便。 二、实现功能 ①时间以12小时为一个周期； ②显示时、分、秒； ③具有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间； ④计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒进行蜂鸣报时；
简易电容测量仪
简易电容测量仪 电容是电子线路中最常用的元器件之一，对电容值的测量一般采用利用振荡电路将电容值转换为频率值，再通过频率计数器测量，或利用PWM（脉冲宽度调制）电路将电容值转换为模拟电压值，再通过电压表测量的方法进行。本题要求利用以上所述两种原理中的一种，设计一个简易电容测量仪。 1．实验目的 理解电容的测量原理；掌握利用555集成电路设计振荡器的方法；掌握555单稳态电路的设计方法和应用；理解PWM信号的概念和意义；掌握利用PWM信号发生电路产生模拟直流电压信号的原理和方法；掌握数字电压表或数字频率计的工作原理和设计制作方法。2．设计要求及技术指标 基本部分： (1)系统采用+9V单电源供电； (2)电容测试范围：33～470nF，测量误差≤15%。（测试时分别对33nF、47nF、100nF、 220nF、330nF、470nF等6种电容进行测试）； (3)测试结果通过数字电压表（数字万用表直流电压测量档）或自制的数字频率计显示。 采用数字电压表显示时要求电压表示数数值（单位V）为电容值（单位nF）的百分 之一。例如，470nF显示为4.70V，33nF显示为0.33V或330mV；采用自制数字频 率计显示时示数直接代表电容值（单位：nF）。要求示数比较稳定，不乱跳。 (4)在电路板靠边的显著位置焊出被测电容插座和万用表测试孔，用来插被测电容和连 接万用表。电路板焊好后应在每个测试孔的相应位置做出标记。 发挥部分： (1)自制数字电压表，用以代替数字万用表显示被测电容值。要求所显示数值直接表示 被测电容的容值（单位：nF）； (2)增加电容测试范围至：1nF～10μF，可手动切换量程； (3)在发挥（2）中要求基础上增加自动量程切换功能； (4)提高测量精度，测量误差≤10%； 3．设计任务 (1)设计，安装、调试所设计的电路； (2)画出完整电路图，详细说明电路原理，写出设计总结报告。 4．工作原理及设计思路参考 555时基电路是一种用途非常广泛的数字-模拟混合集成电路。555时基电路内部结构简单，使用非常灵活，可以组成产生各种波形的脉冲振荡器、定时延时电路、双稳态电路、检测电路、电源变换电路、频率变换电路等。具有工作电压范围宽、输出驱动能力强、应用范围广等特点，已被广泛应用于自动控制、测量、通信等各种领域。 555时基电路常用有单稳态、双稳态和无稳态等三种电路形式。其中单稳态和双稳态电路常用于定时，无稳态电路则多用于多谐振荡器。单稳态电路工作原理见《数字电子技术（第二版）》（侯建军主编，高等教育出版社出版）第八章第四节第三部分（P.396～398）。可知，
电容电阻测量实验报告
电容、电阻测量实验报告 实验目的：1、掌握电容测量的方案，电容测量的技术指标 2、学会选择正确的模数转换器 3、学会使用常规的开关集成块 4、掌握电阻测量的方案，学会怎样达到电阻测量的技术指标 实验原理： 一、数字电容测试仪的设计 电容是一个间接测量量，要根据测出的其他量来进行换算出来。 1）电容可以和电阻通过555构成振荡电路产生脉冲波，通过测出脉宽的时间来测得电容的值 T=kR C K和R是可知的，根据测得的T值就可以得出电容的值 2）电容也可以和电感构成谐振电路，通过输入一个信号，改变信号的输入频率，使输入信号和LC电路谐振，根据公式W=1/ √LC就可以得到电容的值。 二、多联电位器电阻路间差测试仪的设计 电阻是一个间接测试量，他通过测得电压和电流根据公式R=U/I得出电阻的值 电阻测量分为恒流测压法和恒压测流法两种方法 这两种方法都要考虑到阻抗匹配的问题 1）恒流测压法 输入一个恒流，通过运放电路输出电压值，根据运放电路的虚断原理得出待测电阻两端的电压值，就可以得出待测电阻的阻值。 2）恒压测流法 输入一个恒压，通过运放电路算出电流值，从而得出电阻值 方案论证：数字电容测试仪 用555组成的单稳电路测脉宽 用555构成多谐振荡器产生触发脉冲 多谐振荡器产生一个占空比任意的方波信号作为单稳电路的输入信号。 T1=0.7*（R1+R2）*C T2=0.7*R2*C 当R2〉〉R1时，占空比为50% 单稳电路是由低电平触发，输入的信号的占空比尽量要大 触发脉冲产生电路
电容测试电路 Tw=R*Cx*㏑3
R为7脚和8脚间的电阻和待测电容Cx构成了充放电回路，这个电阻可以用一个拨档开关来选择电容的测试挡位。当待测电容为一大电容时，选择一个小电阻；当电容较小时，选择一个较大的电阻。使输出的脉宽不至于太大或者太小，用以提高测量的精度和速度。 R*C不能取得太小，R*C*㏑3≥T2，如果R*C取得太小，使得充放电时间太小，当来一个低电平时，电路迅速充电完毕，此时输入信号仍然处于低电平状态，输出电压为高电平，此时的脉宽就与RC无关，得到的C值就不是所要测的电容值。 仿真波形： 、 从仿真波形可以看出Tw=1.1058ms 根据公式Tw=1.1*R*C可以得出C=100uf 多联电位器电阻路间差测试仪设计方案 软件设计流程图 主程序流程图：
数字电路课程设计
数字电路课程设计 姓名：李志波 专业：电子信息工程 年级：2012级
数字闹钟计时器 一．实验目的 1．通过这个实验进一步了解掌握各种功能芯片的功能，并能够在电路系统中正确应用。 2．强化巩固专业课课程内容，学会对电路的系统分析。 3．初步了解基础的电路设计思路和方法，锻炼自己的动手能力，巩固电子焊接技术。 二．实验原理 1.显示译码器 74LS248（74LS48）是BCD码到七段码的显示译码器，它可以直接驱动共阴极数码管。它的引脚图及功能如下： （a）要求输入数字0~15时“灭灯输入端”BI必须开路或保持高电平，如果不要灭十进制的0，则“动态灭灯 输入”RBI必须开路或者为高电平。 （b）当灭灯输入端BI接低电平时，不管其他输入端为何种电平，所有各端输出均为低电平。 （c）BI/RBO是线与关系，既是“灭灯输入端”BI又是“动态灭灯输出端”RBO。 2.数码显示器 LC5011-11就是一种共阴极数码显示器，它的管脚图如图1，X为共阴极，DP为小数点。其内部是八段发光二极管的负极连在一起的电路。当在a.b.c.d.e.f.g.DP加上正向电压时，各段
二极管就会被点亮，例如，利用74LS48和数码管组合成的显 示译码电路。 ABCD 四个引脚接上一级输出 LT,RBO/BI ，RBI 接高电平，或悬空。 3,十进制集成计数电路74LS90 74LS90时异步二-五-十进制计数器。其管脚图如图 U1 74LS90D Q A 12Q B 9Q D 11 Q C 8I N B 1 R 916 R 927R 012I N A 14R 02 3 G N D 10 V C C 5它的内部由两个计数电路组成，一个为二 进制，计数电路，计数脉冲输入端为CP1,输出端为QA QB QC QD.这两个计数器可独立使用，当QA 连到CP2时，可构成十进制计数器。 它具有复零输入端ROA,ROB 和复9输入端R9A R9B 。如果复零输入端ROA,ROB 皆为高电平时，计数器复零；如果复9输入端R9A,R9B 皆为高电平时，计数器复9。计数时ROA,ROB 其中之一接高电平或者二者都接高电平，并要求复9输入端R9A,R9B 其一接低电平或者同时接低电平。用74LS90接成的24 进 制 计 数 器 电 路 如 图
XX地区电网电容电流测试及补偿状况分析
XX地区电网电容电流测试及补偿状况分析 发表时间：2018-03-12T14:55:27.890Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：刘宁超1 乔恺1 刘华英2 [导读] 摘要：随着系统电网规模的不断扩大和配网电缆出线的不断增加，发生单相接地时，系统电容电流也在不断增大。 (1国网平顶山供电公司河南平顶山 467000;2国网新郑供电公司河南新郑 451100) 摘要：随着系统电网规模的不断扩大和配网电缆出线的不断增加，发生单相接地时，系统电容电流也在不断增大。本文通过测试6--35kV配网电容电流的大小，分析其现有的消弧线圈补偿状况及存在的问题，并提出解决的方法。 关键词：电容电流消弧线圈补偿状况 0、引言 在6-35 kV的电缆网络中，当电容电流达到规定的限值时，应加装消弧线圈进行补偿，消弧线圈的容量应按系统实测电容电流值来选择。由于运行方式的变化，电容电流也在发生变化。XX供电公司多次因消弧线圈的投退和补偿不到位导致6-35 kV设备故障扩大化，为了掌握电容电流基本情况，对其6-35 kV系统进行了电容电流测试，分析现阶段消弧线圈的补偿状况及存在的问题，并提出解决的方法。 1、系统电容电流测试及分类 《中华人民共和国电力行业标准》DL/T620-1997中“交流电气装置的过电压保护和绝缘配合”3.1.2中规定3-10kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统中，如果接地电容电流大于10A，都需要采用中性点经消弧线圈接地方式[1]。由于变电站运行方式的变化，系统电容电流也在发生变化。而理论计算值与实际运行值误差大，当采用理论值选择消弧线圈进行补偿时，易造成欠补偿，形成谐振过电压，从而产生负作用。因此对供电区域内各变电站电容电流值进行定期测量，为便于进行分析，现将xx年的测量结果按不同方式进行列表分析： a 、变电站电容电流超过规定值，并且未装设消弧线圈进行补偿，如表一： 2、电容电流现状分析 1、李庵变系统电容电流IC为110.8A，如表一所示，其为110/10kV终端变电站，低压侧为△接线且无中性点引出，10kV出线13条，担任新城区政府、学校等重要负荷，未安装消弧线圈，较大的电容电流远远超过其自熄弧能力,一旦出现弧光过电压，造成绝缘损坏，引发的开关柜和母线事故，将会出现大面积停电。 2、通过表二数据，我们可以发现，中兴路变电站IC为115.1A，IL为73.78A；肖营变IC为165.9，IL为50.94，相差115A，属于欠补偿，与电网常采用的过补偿方式相悖。当系统运行方式发生改变时，消弧线圈不仅未能消除弧光接地过电压，还可能造成谐振过电压，进一步损坏设备。 3、五一路、光明等变电站电容电流均较大，如表三所示，远远超过了100A,虽然这些变电站均加装了消弧线圈，但感性电流都大于电容电流，属于过补偿。一般情况下，补偿系数为1.35左右，消弧线圈通过其自身的调节装置，根据电容电流的大小自动调整消弧线圈的补偿电流，满足了现场要求。 4、规程中规定3kV—35kV电容电流不能超过10A，因此当IC小于10A时，不需考虑消弧线圈进行补偿，如表四所列的变电站，电容电流最大者不超过9A，能够自动熄弧。 5、有些变电站如表五所列出的，由于某些方面的原因，电容电流无法测量。在未知电容电流值的情况，无法分析是否需要采用消弧线圈进行补偿。一旦出现单相接地故障，出现间歇性电弧时，将对出线较多、担任重要用户的变电站，如孙岭变，带来极大的安全隐患。 3、存在问题分析 对于架空线路，虽然中性点不接地系统有较好的供电可靠性，在出现单相金属性接地时，可以运行1—2小时[2]，但根据理论及现场经验分析，现有的杆塔入地、电缆延伸等电网改造状况，导致电容电流不断增大，电弧难以熄灭，弧光过电压的可能性增加，且在电缆发生单相接地时，易导致相间短路，扩大故障范围。在电容电流较大且没有消弧线圈补偿或者补偿容量不足时，将导致以下问题： 1、过电压对设备绝缘破坏：当发生间歇性接地时，电容电流持续时间比较长，非故障相电压升高至正常相电压的3.1-3.5倍，在过电压持续作用下，将造成绝缘的积累性损伤，最终可能导致绝缘薄弱点击穿而发展成相间短路，扩大故障范围。 2、弧光接地产生过电压可致PT烧毁或熔断保险：电压互感器的最大饱和值为正常数值的1.7倍左右，在弧光接地产生过电压情况下，其互感器的饱和状态更是严重超标，故可大大地增强励磁电流，加重电压互感器的过载程度，将会造成烧毁互感器或熔断保险。 3、过电压可致避雷器发生爆炸：发生弧光接地时，在长时间的作用下，可聚集大量能量，而通常的避雷器所能承受的最大能量指标为400A、2ms，因此一旦聚集的能量超过此值，就势必会引发避雷器发生爆炸。 4、防范措施 1、增加变电站系统电容电流检测密度，随时掌握系统电容电流数值，同时安装可调节容量的消弧线圈。 在系统发生单相接地时，规程规定电网可带单相接地故障运行2小时，不需要跳闸。实际运行经验和资料表明，当电容电流电流小于10A时，电弧能自灭。当电容电流大于10A时，易产生间歇性弧光接地，引起过电压。当采用消弧线圈补偿，调节适当时（接地电流小于10A）,电弧能熄灭。 2、采用消弧及过电压保护装置。 当系统发生单相接地时，消弧控制器根据电压互感器传来的电压信号进行计算处理，判断接地相别、接地性质，作出如下判断：(1)判断是金属性或稳定性电阻接地，直接进行线路拉路选线处理；(2)判断是不稳定的间歇性弧光接地，若消弧控制器显示是A相接地，消弧控制器自动将A相真空接触器闭合，使系统由不稳定的弧光接地快速转变成稳定的金属性接地，消除电弧的影响和危害[3]。 3、快速隔离故障 在已投运且无补偿或补偿容量不足的变电站中，发生单相接地且电容电流大于10A时，应立即断开故障分路，不能再执行原规程规定的单相接地故障可以运行2小时的规定。 4、在变电站改造、扩建、增容时考虑消弧及过电压保护装置和自动补偿装置的容量。 一般的110/10kV变电站，其变压器低压侧为△接线，系统低压侧无中性点引出，电缆馈电回路日益增加，电容电流将不断增加。在变