1. 研究目的与意义
电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗,用X表示。
类似于直流电路中电阻对电流的阻碍作用,在交流电路(如串联RLC电路)中,电容及电感也会对电流起阻碍作用,称作电抗,其计量单位也叫做欧姆。
在交流电路分析中,电抗用 X 表示,是复数阻抗的虚数部分,用于表示电感及电容对电流的阻碍作用。
2. 课题关键问题和重难点
课题关键问题: 1.采用DDS技术产生扫频信号 2.掌握DDS信号发生电路的原理与应用 3.掌握通过对电子电路设计调试及仿真,利用相关的工具软件绘制出电路原理图 4.扫频信号产生后,如何能显示出在不同扫频信号下的阻抗值的变化 5.在正弦交变信号作用下,R、L、C电路元件在电路中的抗流作用是否与信号的频率有关 6.熟悉交流阻抗的测量方法,验证电阻、感抗、容抗与频率之间的关系,测定R~f、XL~f及XC~f特性曲线及电路元件参数对响应的影响。
课题对应的运算关系: ⑴ 纯电阻元件R的伏安关系为U=RI阻抗Z=R 上式说明电阻两端的电压U与流过的电流I同相位,阻值R与频率无关,其阻抗频率特性R~f是一条平行于f轴的直线。
(2)纯电感元件L的伏安关系为U=JXI感抗XL=2πfL上式说明电感两端的电压 U超前于电流I一个90的相位,感抗X随频率而变,其阻抗频率特性XL~f是一条过原点的直线。
3. 国内外研究现状(文献综述)
参考文献:
1,模拟电路教材和信号与线性系统教材:电抗元件的阻抗特性
2.,DDS扫频信号发生器,
3,SOC单片机C8051F005介绍
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对流经被测元件的电流进行测量,测得电流大小和相对于输入电压的相位值,在液晶屏上描出频率特性曲线,就是阻抗元件的频率特性。
采用 Silabs公司提供的 软件调试 IDE 集成开发环境,利用 keil 进行C语言程序开发。
4. 研究方案
先用DDS仪器产生扫频信号,在与软件模块一起输入到SoC C8051F005单片机中,再将电容电阻电感元件整个单片机中,构成完成电路。
然后用显示屏显示出阻抗特性的曲线。
5. 工作计划
第 1 周 接受任务书,领会课题含义,按要求查找相关参考资料,答疑;第 2 周 阅读相关资料,理解有关内容;第 3 周 翻译相关英文资料,提出拟完成本课题的方案,写出相关开题报告一份;第 4 周 确定传感器、单片机等所需模块,参阅有关资料,分析控制系统动态特性测试电路工作原理;设计系统组成原理框图;第 5 周 设计信号输入、信号处理、显示模块的电路参数;绘制电路原理图;第 6 周 确定并绘制单片机系统电路,设计单片机扩展电路;完成中期检查;第 7 周 理解各模块的关系,设计控制硬件框图;进行硬件设计第 8 周 准备元器件,搭建、焊接硬件电路,对硬件部分进行测试;第9-11周硬件联调试和/软件调试; 第12周 整理资料,准备撰写论文;第13周 修改、完善并提交毕业论文; 第14周 评阅教师评阅论文,学生根据指导意见修改论文;验收实物成果,接受答辩资格审查;第15周 准备参加答辩第16周 毕业设计答辩及成绩评定。
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