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1、国家开放大学机电接口技术作业参考答案一、 概念解释1.集成稳压器：用半导体工艺和薄膜工艺将稳压电路中的二极管、三极管、电阻、电容等元件制作在同一半导体或绝缘基片上，形成具有稳压功能的集成电路。2.极限参数：是反映集成稳压器所能承受的最大的安全工作的条件。3.工作参数：反映集成稳压器能够正常工作的范围和必需的条件。4.质量参数：反映器件基本特性的参数。5.DC/DC：利用调制技术将直流信号调制成调制脉冲信号，然后经过脉冲变压器隔离，再将脉冲变压器的输出信号经过整流滤波，最后输出隔离后的直流电压。6.干扰来源：以脉冲的形式进入控制系统，干扰窜入系统的渠道有三条，空间干扰、过程通道干扰、供电系统干扰
2、。7.接地设计的：接地是抑制干扰的主要方法之一，有两个基本目的：一是消除各电路电流流经一公共地线阻抗所产生的噪声电压；二是避免磁场和地电位差的影响。8.计算机控制系：计算机控制系统的一般概念，过程输入输出通道，人机接口技术，抗干技术，总线技术，常用控制算法，通信网络技术，分散控制系统以及系统设计与工程实现等。9.比例放大器：就是输出电压（或电流）与输入电压(或电流）之间呈线性关系法的运算放大器电路。此时运算放大器工工作于线性放大区。根据信号加到输入端方式的不同，可分为反相比例放大器和同相比例放大器。 10.差动放大器：集成运算放大器的反相输入端和同相输入端都有输入信号的方式称为差动输入方式，此
3、时集成运算放大器就称为差动放大器。11.阈值电压：是使比较器输出电压发生跳变时的输入电压值，简称阈值。12.PID控制：就是对偏差信号e(t)进行比例、积分和微分运算变换后形成的一种控制规律。13.开关电容滤波器：是一种新型的大规模集成电路、它是“数”、“模”体制结合的产物、其主要特点是用开关和电容来代替电阻。14.有源滤波器：滤波器R、L、C等一些无源元件组成。也可以用无源与有源元件结合组合而成。前者称为无源滤波器，后者称为有源滤波器。有源滤波器中的有源元件可以用晶体管，也可用运算放大器。特别是由运算放大器组成的有源滤波器具有一系列优点，可以做到体积小、质量轻、损耗低，并且可以提供一定的增益
4、。 15.频带宽度：频带宽度指滤波器频率特性的通带增益下降山3DB的频率范围，这是指低通和带通滤波器而言，高通和带阻滤波器的频带宽度是指阻带宽度。16.截止频率：截止频率也称为转折频率，它是频率特性下降3DB那一点所对应的频率 。17.晶闸管:晶闸管是晶体闸流管的简称，普通晶闸管也称可控硅，其他还有快速晶管、双向晶阐管、逆导晶闸管、可关断晶管及光激发晶闻管等。晶闸管作为大功率可以控制的静态固体开关，只需用几十至几百mA的电流，就能控制几百至几千A的电流，实现了弱电对强电的控制。普通晶闸管是国内目前强电领域中应用最为广泛的一种，在以后章节中如不特别说明，晶闸管通常指普通晶闻管。18.功率晶体管:
5、功率晶体管，即应用于大功率范围的晶体管。与晶管不同，功率晶体管是一种线性功率元件，可以工作在线性状态，但实际应用中常用作高速开关器件。19.发光二极管：发光二极管是一种将电能转变成光能的半导体器件。和普通二极管一样，发光二极管也是由一个PN结组成，因此与普通二极管一样具有单向导电性。流过PN结电流越大，空穴和电子的复合就越多，发光二极管越亮。发光二极管具有体积小、抗冲击和抗震性能好、可性高和寿命长等优点，可以在低电压、小电流下工作，而且损耗功率小，光输出响应时间快，工作频率高达100MHz。20.光电耦合器：光电耦合器是把发光器件和光敏器件组装在一起，通过光线实现耦合，构成电一光一电的转换器件
6、。将电信号送入光电耦合器输入端的发光器件时，发光器件将电信号转换成光信号，光信号经光接收器接收，并将其还原成电信号。由于输出与输入之间没有直接的电气联系，信号传输是通过光耦合的，所以也称为光电隔离器。21.直流电动机：直流电动机是一种将直流电转变成机械能的装置，它的最大优点是调速性能好，可以在宽广的范围内实现无级调速，另外，它的启动转矩大，过载能力强，所以被广泛应用于运输、起重、轧钢等领域中。例如无轨电车、电动机车、船舶设备、轧钢机、起重吊车等大多采用直流电动机作为动力。22.过流保护：过流保护，该电路是通过检测晶体管发射极电流的大小来实现流保护的。当晶体管的发射极电流超过额定电流时，则减小该
7、晶体管的基极电流，从而发射极电流也就是流过电动机绕组的电流。23.短路制动：短路制动发生在H桥的输入信号相同时。假设短路制动前T2和T导，电流方向如图中折线1所示。现在和2同为高电平，则T和T导通，继而导致7和T，也导通。电根电流首先通过T和D续流，电流流通路径如图中虚线2所示。当流电流减小到零时，由于反电动势的作用沿回路经T和D2送过反向电流，电流路径如图中折线3所示，该电流在电动机上产生制动力矩。所以，这是一种有效的制动方法，但应控制短路电流，防止损坏晶体管。24.脉宽调制电路（PWM）：脉宽调制变换电路(脉宽调制变换器)，即PWM变换电路，是采用脉冲宽度调制的种直流斩波器。它有不可逆和可
8、道两类(可逆是指其驱动电动机可正反向旋转)，可逆变器又有双极式、单极式和受限单极式等多种电路。25.步进电机：步进电机是一种电磁式增量运动执行元件，它可以将输入的电脉冲信号转换成相应的角位移或直线位移。因输入的是脉冲信号，运动是断续的，故又称脉冲电机宽调制成阶跃电机。由于步进电机具有控制方便、体积小等特点，所以在智能仪表和位置控制中得到了广泛的应用，例如办公设备中的打字机、电传机、复印机和绘图仪等的照动，以及数控机和机器人。近年来，大规根集成电路的发展及微处理器在数控技术中的推广应用，给步进电机开拓了广圆的发展前景。26.单电压电路：所谓单电压电路，是指在电动机绕组工作过程中只用一个电源对绕组
9、供电，20世纪60年代初期国外就已大量使用这种电路。27.斩波电路：以上介绍的各种驱动电路为了使输出电流保持额定值采取了各种措施，而恒流斩波驱动路(又称波顶补偿电路)可以很好地解决这个问题。恒流斩波电路与双电压电路输出电流形的比较见图。恒流斩波电路的原理见图。环形分配器输出的脉冲信号经放大接加到晶体管T2的基极，另外该脉冲信号与鉴幅电路的输出相与后经放大加到晶体管的基极。28.环形分配器：环形分配器的主要功能是把来自变频信号源的脉冲序列按一定的规律分配后，经过功率放大器的放大加到步进电机驱动电源的各项输入端，以驱动步进电机的转动。同时步进电机有正反转的要求，所以这种环形分配器的输出既是周期的，
10、又是可逆的。因此环形分配器是种特殊的可逆循环计数器，但这种计数器输出的不是一般编码，而是按步进电机励磁状态要求的特殊编码。29.交流电动机：交流电动机(主要指异步电动机和同步电动机两大类)传动占电气传动总容量的0左右。是一种使用最为广泛的电动机。交流电气传动与直流电气传动均生于19世纪，但长期以来交流年亏机只能作为不变速传动动力来使用。虽然交流调速早有多种方法间世，并获得整际应用，但其性能始终无法与直流电气传动系统相比。直到20世纪70年代，世界范围的石雅危机進使全界人了巨大的科技力量，历经十年之久才解决了交流电动机调速系统的理和方法问题，并使其正在逐步数代直流传动，成为高性能电气传动的主流和
11、基础。30.调频调压：调频和调压是电力系统稳定分析中常见的内容，其主要目的是满足电力系统中有功功率平衡和无功功率平衡。调频又分为一次调频（机组自发的，不受控制的）二次调频（专门的调频机组）和三次调频（功率优化zhidao问题）以及联络系统的频率调整（解决区域电网互联的问题）。系统中主要的是一次和二次调频。专一次调频的特点是：是机组自发的。比如负荷突然增加，频率降低，机组出力增加。、是有差调频。二次调频的特点：有专门调频机组。无差调频。调压一般在在中枢点进行。调压的方式有逆调压、顺调压和恒调压。基本方法就是利用无功功率发生装置进行补偿。如调节发电机端电压、改变变压器变比、电容补属偿、静止补偿器补
12、偿等。31.A/D转换：模数转换器即A/D转换器，或简称ADC，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件。通常的模数转换器是将一个输入电压信号转换为一个输出的数字信号。由于数字信号本身不具有实际意义，仅仅表示一个相对大小。32.直流力矩：直流力矩电机，是力矩电机的一种，以直流电作为电源的力矩电机。它是一种具有软机械特性和宽调速范围的特种电机。这种电机的轴不是以恒功率输出动力而是以恒力矩输出动力。直流力矩电机可以以较小输出转矩，而有较高的输出转速，转速和输出扭力独立进行调节，使用方便，操作简单，比一般交流力矩电机具有更高的操控性。二、简答题1.简述机电接口的作用。参考答案：机电一体化设备中
13、接口的作用：接口主要完成电平转换、信号隔离、放大、滤波、速度匹配等。电机的主要作用是利用机械能转化为电能，目前最常用的是，利用热能、水能等推动发电机转子来发电，随着风力发电技术的日趋成熟，风电也慢慢走进我们的生活。工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机，直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机，广泛应用于收录机、录像机、影碟机、电动剃须刀、电吹风、电子表、玩具等。（1）机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。（2）机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被
14、赋予新的内容。（3）机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术，现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。（4）机电一体化最早出现在1971年日本杂志机械设计的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。2.简述集成稳压器的工作原理及特点。参考答案：稳压器是使输出电压稳
15、定的设备。稳压器具备稳压恒压、控制电路、及伺服电机等组成。当输入电压或负载变化时，控制电路进行取样、比较、放大，然后驱动伺服电机转动，使调压器碳刷的位置改变，通过自动调整线圈匝数比，从而保持输出电压的稳定。适用范围：稳压器可广泛应用于：工矿企业、油田、铁路、建筑工地、学校、医院、邮电、宾馆、科研等部门的电子计算机、精密机床、计算机断层扫描摄影（CT）、精密仪器、试验装置、电梯照明、进口设备及生产流水线等需要电源稳定电压的场所。也适应于电源电压过低或过高、波动幅度大的低压配电网末端的用户及负载变动大的用电设备，特别适用于一切对电网波形要求高的稳压用电场所。大功率补偿式电力稳压器可接火力、水力、小
16、型发电机。功能介绍：稳压器是一种能自动调整输出电压的供电电路或供电设备，其作用是将波动较大和达不到电器设备要求的电源电压稳定在它的设定值范围内，使各种电路或电器设备能在额定工作电压下正常工作。最初的电力稳压器是靠继电器的跳动稳定电压的。当电网电压出现波动时，电力稳压器的自动纠正电路启动，使内部继电器动作。迫使输出电压保持在设定值附近，这种电路优点是电路简单，缺点是稳压精度不高并且每一次继电器跳动换挡，都会使供电电源发生一次瞬时的中断并产生火花干扰。这对电脑设备的读写工作干扰很大，容易造成电脑出现错误信号，严重时还会使硬盘损坏。高质量的小型稳压器，大多采用电机拖动碳刷的方法稳定电压，这种稳压器对
17、电器设备产生的干扰很小稳压精度相对较高。3.简述计算机控制系统的接地原则。参考答案： (1)一点接地和多点接地的应用原则根据常识，高频电路应就近多点接地，低频电路应一点接地。在低频电路中，布线和元件间的电感并不是大问题，然而接地电路形成的环路却可能产生较大干扰，因此常以一为接地点。但一点接地不适用于高频电路，因为在高频电路中，地线上具有电感，四2了地线的阻抗，同时各地线之间又产生电感耦合。当频率很高时，特别是当接地线长度等14波长的奇数倍时，地线阻抗就会变得很高，这时地线变成了天线，可以向外辐射噪声信号。所以这时的地线长度应小于25mm，并要求地线镀银。一般来说，频率在1M可用一点接地:而高于
18、10MHh时，应多点接地:在1-10M之同时，如用一点接地，其地线长度不得超过波长的1/20，否则应采用多点接地。（2）交流地与信号地不能共用因为在一段电源地线的2点间会有数mV，甚至几V的电压降，对低电压信号电路来说，这是一个非常严重的于扰，因此必须加以隔离和防止。（3）浮地和接地的比较全机浮空即机器各个部分全部与大地浮置起来，这种方法简单，但全机与地的绝缘点不能小于50MQ。这种方法有一定的抗干扰能力，但是一旦绝缘下降便会带来干扰;另外，浮空容易产生静电，导致干扰。还有一种方法，就是将计算机机壳接地，其余部分浮空。这种方法抗干扰能力强，安全可靠，不过制造工艺复杂，在国产机中比较少见。（4）
19、数字地（5）模拟地（6）功率地（7）信号地（8）屏蔽地4.直流集成稳压电源的工作参数是什么？试给出三种工作参数。参考答案：工作参数反映了集成稳压器能够正常工作的范围和正常工作所必需的条件。（1）输出电压范围VominVomax（2）输出电流范围IominIomax（3）最小输出电流Iomin5.简述集成运算放大器的基本构成，并说明各部分的功能和作用。参考答案：运算放大器通常由输入级、中间级和输出级三部分组成。输入级是运算放大器的关键部分，一般由差劲放大器构成，要求输入电阻高，能有效放大有用信号，抑制干扰信号。中间级一般由共发射极放大电路构成，能提供足够大的电压放大倍数。输出级一般由互补对称式放
20、大电路构成，输出电阻低，能输出较大的功率推动负载。6.简述固态继电器的主要性能特点。参考答案：固态继电器的主要性能特点有以下：（1）无机械触点。电路工作时不产生火花。（2）无机械和电池等噪声，过零型SSB关断和导通均处于电流或电压过零区，具有最小的干扰。（3）抗干扰能力强，由于输入、输出间采用光电隔离，能抑制强电干扰对输入端的侵入。（4）驱动功率小，光电耦合器的驱动电流仅需10安左右，与TTL、HTL、CMOS等数字电路相兼容，连接时无需外加其他电路。（5）可靠性高。（6）承受浪涌电流大，一般可达额定值的6-10倍.（7）对电源电压的适用能力强，一般低于电源电压20%也能正常工作。7.简述信号
21、隔离的意义。参考答案：一般的机电系统既包括弱电控制部分，又包括强电控制部分。其工作环境中常常包含有强电和强电池干扰等，为了防止电网电压的等对测量回路的损坏，为了防止电池等干扰造成的系统不正常运行，需要隔绝电气方面的联系，即实行弱电和强电隔离，同时又要保证系统内部控制信号的联系，使系统工作稳定，保证设备和操作人员的安全。微机测控系统输出的开关信号一般不能直接驱动外设，需要经结口转换后才能用于驱动设备开启或关闭。许多外设如大功率交流接处器、制冷机等在开关过程中会产生较强的电磁干扰信号，如不加隔离可能会串入测控系统中造成系统误动作或损坏。在生物医疗仪器上，为防止漏电、高电压等对人体的意外伤害，也常采
22、用隔离放大技术，以确保患者安全。此外，在许多其他场合也常需要采用隔离放大技术。8.简述有源滤波器的分类和相应功能特点。参考答案：有源滤波器分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器四种。他们的功能特点是。低通滤波器是用来传递低通信号，抑制或减弱高频信号的滤波电路。高通滤波器与低通滤波器相反，允许高频信号通过，抑制或减弱低频信号。带通滤波器是只允许通过某一频段信号的滤波电路，在此频段两端以外的信号将被抑制或减弱。带阻滤波与带通滤波器相反，用来抑制或减弱某一频段的信号。而允许频段两端以外的信号通过。9.简述衡量一个滤波器特性与质量的主要参数。参考答案：开关电容滤波器是一种新型的大规模集成电
23、路，它是“数”、“模”体制结合的产物，主要特点是用开关和电容来代替电阻。利用这种方法可将一大类有源RC滤波器转换为开关电容滤波器。图4-24（a）是一阶RC有源低通滤波器，其传递函数Ws=-RfR111+sRfC若用图4-24（b）的等效电路来代替（a），则有Ws=-C1C211+sC/C2f即用开关电容来代替电阻，开关电容等效电阻为R=1fC式中f为时钟频率。因此在该滤波电路中，时间常数RC可用C/C2f来代替，放大倍数由C1C2来决定，可见开关电容滤波器中滤波参数决定于时钟频率和电容比。而目前电容比精度可高达0.01%，故在时钟频率远高于信号频率时，利用开关电容滤波器可以做到高精度、高稳定
24、度，并可实现程控。由上述分析可知，开关电容滤波器实质上是个采样数据系统，由于受控制开关切换速度的限制，开关电容滤波器工作频率不高，最适用于音频范围，常用于通信、话音以及测控系统中缓变信号的处理。10.单向晶闸管的导通条件和关断条件各是什么？参考答案：单向晶闸管导通条件是指晶闸管从阻断到导通所需的条件，这个条件是晶闸管的阳极加上正向电压，同时在门极加上正向电压。晶闻管一旦导通，门极对晶闻管就不起控制作用。单向晶闸管关断条件是指晶闸管从导通到阻断的条件。关断条件要求流过晶闸管中的电流小于保持晶闸管导通所需的电流，即维持电流。通常当晶闸管的阳极已加上了正电压并导通的情况下，要减小晶闸管中的电流有两种
25、办法:一种是降低电压，另一种是增大晶闸管回路的串联电阻。11.简述直流电动机的工作原理。参考答案：任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力基础上的，直流电动机也是如此。图6-4为简化后的直流电动机的工作原理图。直流电动机的定子上有一对方向固定的磁极，电枢绕组只是个线圈，线圈两端分别连在2个换向片上(换向片随电枢旋转而旋转)，换向片上压着电刷A和B(电刷是固定不动的)，直流电源通过电刷引入电枢绕组。直流电源的极性及流过电枢的电流方向见图6-4通电导体在磁场中受到电磁力的作用，该力的方向可根据左手定则确定，由此可判断出从换向器这一侧看过去电枢受到顺时针方向的电磁转矩，电枢顺时针方向旋转。当电枢
26、绕组的b段从N极下转到S极下时(对应绕组d段从S极下转到N极下)，如果流过其中的电流方向不变，则该段导体受到的电磁力方向改变，电枢受到逆时针方向电磁转矩。因此。要使电受到一个方向不变的电磁转矩，必须保证每个绕组中的电流始终是一个方向、亦即电枢绕组中的电流方向随着所在磁极的不同面数电流是交变的，而这正是由换向片和电同来实现的，它们把直流电源转换为电后流电，使电枢受到方向不变的电磁转矩，从而保证连续运转。12.简述双极式PWM变换器的优点。参考答案：（1）电流一定连续；（2）使电动机在四象限运；（3）电动机停止时有振电流。能消除静摩擦死区，起到动力测滑的作用；（4）低速时，每个品体管的型净程宽，有
27、利于保证品体管可靠导通；（3）低速稳定性好。请速范围可达200。13.简述如教材中图6-29所示L290电路的内部结构及功能。参考答案：L290是一种转速/电压变换器，是DIP16塑封的大规模集成电路，其内部结构及外都整线如图6-29所示。集成电路中具有转速电压发生器、参考电压发生器和位置脉冲发生器其中转速电压发生器实现电机的速度反馈，参考电压供系统的DAC使用，位置脉冲送至微处理器用作位置反馈。1290的转速变换器处理来自光电编码器的3个信号FTA，FTB和FTA和FTB是一对正交信号，其频率表示旋转速度，其相位关系表示旋转方向。FT是每转输人一个的脉冲信号。送至微处理器的反馈信号STA，S
28、TB，STF由FTA，FTB，FTF通过施密特电路整形后产生。微处理器使用STA和STB信号作位置跟踪，而STF用于找出绝对位置的初始状态。另外1290送至1291的信号有位置反馈信号、速度反馈信号和DAC参考电压。L291数模变换器及放大芯片是DPI6塑封的大规模集成电路，其内部结构和外部连线如图6-30所示。I291用于实现系统与微处理器的连接及控制，芯片中具有速度调节器和位置信号放大器，此外还有一个5位DA转换器，最大线性误差为1a2LSB，其参考电压取自微处理器可利用1231的9N轴入端来检制电机的转向，误差放大器把DA转换器的输出相转速的电压反信号求和后产生电机的骤动器信号R，位置放
29、大器( NS AMP)提供了允许单独调节位置环增益的功能，并可择电路的轴入轴出状态;最终的位置方式实际上是速度加位置信号，包当这择位置工作状态时，速电压几乎为零，速度环的作用可忽略。14.双电压驱动的优点和缺点是什么？参考答案：直流电机的驱动方法有有刷驱动和无刷驱动，驱动电路有线性功放驱动和脉冲方波驱动。线性功放驱动不存在高频的开关动作，输出电压稳定，电磁干扰和噪音小，缺点是功耗大效率低。脉冲方波驱动功耗低效率高，缺点是存在较大的电磁干扰和噪音。有刷驱动是经电刷装置的将电能转换成机械专能，存在电火花和易耗的碳刷、换向器。无刷直流电机是近几年来随着微处理器技术的发展和高开关频率、低功耗新型电力电
30、子器件的应用，以及控制方法的优化和低成本、高磁能级的永磁属材料的出现而发展起来的一种新型直流电动机。15.三相步进电机的工作方式哪几种？其中“单”、“双”、“拍”各是什么意思？ 参考答案：三相反应式步进电机的工作方式可分为：三相单三拍、三相六拍、三相双三拍三种。工作时，驱动电源将脉冲信号按一定顺序轮流加到三相绕组上。按通电顺序不同，其运行方式有三相 单三拍、三相双 三拍和三相单双六拍三种。分别讨论其基本原理。（1） 三相单三拍运行方式（分析） 当脉冲信号不断到来时，若定子绕组按ABCA的顺序轮流通电，则定子磁场顺相序（顺时针）步进式的转动，电动机转子跟随旋转磁场转动起来。 如果按ACBA的顺序
31、通电，则电动机转子逆时针方向转动，即反向旋转。 每输入一个脉冲，转子转过1/3齿距，步距角为30。 步进电动机的转速决定于控制绕组与电源接通和断开的脉冲变化频率。（2）三相双三拍运行方式每次都是两相通电，即按A，BB，CC，AA，B的顺序通电，则称双三拍方式，步距角为30。如图所示。如果通电顺序改为A，CC，BB，AA，C，则步进电动机反转。（3）三相单、双六拍运行方式如果单三拍和双三拍相间通电，即按AA，BBB，CCC，AA顺序通电，称为三相单、双六拍方式。此时每输入一个脉冲信号，转子转过1/6齿距，步距角为15。如图所示。若通电顺序改为AC，ACB，CBA，BA顺序通电，则步进电动机反转。
32、（4）各种运行方式的比较单三拍运行的突出问题是每次只有一相绕组通电，在转换过程中，一相绕组断电，另一相绕组通电，容易发生失步；另外，单靠一相绕组通电吸引转子，稳定性不好，容易在平衡位置附近振荡，故用得较少。双三拍运行的特点是每次都有两相绕组通电，而且在转换过程中始终有一相绕组保持通电状态，因此工作很稳定。且步距角与单三拍相同。六拍运行方式因转换时始终有一相绕组通电，且步距角较小，故工作稳定性好，但电源较复杂，实际应用较多。16.什么是SPWM，它的特点是什么？参考答案：所谓SPWM,就是在PWM的基础上改变了调制脉冲方式,脉冲宽度时间占空比按正弦规律排列,这样输出波形经过适当的滤波可以做到正弦
33、波输出。它广泛地用于直流交流逆变器等,比如高级一些的UPS就是一个例子。三相SPWM是使用SPWM模拟市电的三相输出,在变频器领域被广泛的采用。三、分析计算题1说明图1的工作原理，并推导出电路的输出表达式。图1采用电阻升压法提高输出电压参考答案：电路原理如图1所示。在电路的输入端与公共地之间，加上经整流后的不稳定直流电压，在输出端便能得到固定的输出电压。为了改善纹波特性，在输入端加接电容C1，一般C1取0.3F，并紧接在稳压电路的输人端;在输出端连接电容C，这样可以改善输出电压的纹波特性，一般选C。=0.1pF。输入电压V1的选择依据是：VmV1V。+V。式中:V1-稳压电路允许的最大输入电压
34、;V。-一稳压电路的输出电压Ve-稳压电路输入与输出之间的最小压差，=2V。在输人、输出之间外接二极管D，可以起到输出短路保护作用，防止输出短路时负戴向稳压器放电。2.分析如图2所示单电压驱动电路的工作原理，并说明该电路有什么特点？参考答案：所谓单电压电路，是指在电动机绕组工作过程中，只用一个电源对绕组供电。单电压驱动电路如图1所示。晶体管T工作于开关状态。当基极输入为高电平时，该晶体管导通，忽略晶体管的导通压降，则电源电压作用在电阻R和绕组L上。流过绕组线圈L的电流按指数规律上升，其时间常数（r为绕组电阻）。当电流达到稳态值之后，绕组L上的电压接近为零，电压全部加在电阻R上，故稳态电流。二极
35、管在晶体管T截止时起续流和保护作用。优点：电路只用一个电源，每相绕组只用一个功率元件，线路简单。缺点：效率低，尤其对高频工作的步进电机更为严重。3.试用集成运算放大器设计一个电路，使其能实现的运算。参考答案：4.说明图1的工作原理，并画出输入输出的传输特性。参考答案： 当输入电压和参考电压分别从运算放大器的2个输人端输人时，就构成了上图（a）和(b)所示的差动型电平检测器。由于运算放大器工作于开环状态，所以输出不是正和值就是负饱和值。图(a)中参考电压U(Ua0)加在同相端，输入电压加在反相。当输入电压u1U时，即u=u-Ua0时，运算放大器的输出为正泡和值Ua，当人电压a1Ua时，即u=-Ua0时，运算放大器的输出为负饱和值U。，电路理想低输特性见图2-12(o)。图(b)中参考电压(UO)加在反相端，输入电压加在同相端，理想输出特性如图2-12(d)所示。