【正文】 得直流電壓。其作用是將交流降壓電路輸出的電壓較低的交流電轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)性直流電，這就是交流電的整流過(guò)程，整流電路主要由整流二極管組成。 同軸平行的線圈之間的互感 式中 —— 分別為線圈 1,2 的匝數(shù)； —— 分別為線圈 1,2 的半徑； d—— 兩線圈兩軸線中心距離。 耦合系數(shù)體現(xiàn)了諧振體之間的耦合能力，對(duì)實(shí)現(xiàn)無(wú)線能量傳輸起到至關(guān)重要的作用。基極直流偏壓 VBB使基極處于反向偏壓的狀態(tài)，對(duì)于 NPN 型管來(lái)說(shuō)，只有在激勵(lì)信號(hào)為正值的一段時(shí)間內(nèi)才有 集電極電流產(chǎn)生，所以耗散功率很小。具有效率高的突出優(yōu)點(diǎn)。其特點(diǎn)是效率較高 (78%)，但是因放大器有一段工作在非線性區(qū)域內(nèi)，故其缺點(diǎn)是 交越失真 較大。 A 類放大器的主要特點(diǎn)是：放大器的工作點(diǎn) Q 設(shè)定在負(fù)載線的中點(diǎn)附近，晶體管在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通。高頻功率放大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。 高頻振蕩器設(shè)計(jì) 原理說(shuō)明 晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱。在橋式整流電路中 ，由于每?jī)芍欢O管只導(dǎo)通半個(gè)周期，故流過(guò)每只二極管的平均電流僅為負(fù)載電流的一半。能量發(fā)射模塊功率上限為5W，需要較大功率的功放管，故選用方案二。而且具有電路簡(jiǎn)單，頻率穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。于是使振蕩器只有在某一頻率時(shí)才能滿足振蕩條件。 磁耦合諧振式無(wú)線能量是以時(shí)變電磁場(chǎng)為媒介，當(dāng)外加激勵(lì)源的頻率與系統(tǒng)的諧振頻率相同，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)耦合諧振的前提。 由上式得到源線圈與接收線圈之間交替的無(wú)功功率為： 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 6 式中 接收線圈包含的無(wú)功功率； 源線圈與接收線圈的耦合磁鏈。 能量傳輸系統(tǒng)的工作原理 導(dǎo)線繞制的線圈可視為電感與電容相連構(gòu)成諧振體，諧振體包含的能量在電場(chǎng)與磁場(chǎng)之間以其自諧振頻率在空間自由振蕩，產(chǎn)生以線圈為中心以空氣為傳輸媒質(zhì)的時(shí)變磁場(chǎng)；與該諧振體相隔 一定距離的具有相同諧振頻率的諧振體感應(yīng)磁場(chǎng)，所感應(yīng)的磁場(chǎng)能同樣在電場(chǎng)與磁場(chǎng)之間以其自諧振頻率在空間自由振蕩，同時(shí)兩個(gè)諧振體之間不斷地有磁場(chǎng)能交換，因此產(chǎn)生以兩個(gè)線圈為中心以空氣為媒質(zhì)的時(shí)變磁場(chǎng)。 然而，電磁感應(yīng)式 WPT 仍存在一系列問(wèn)題：傳輸距離較短，距離增大時(shí)效率急劇下降；傳輸效率對(duì)非接觸變壓器的原、副邊的錯(cuò)位非常敏感等等。利用微波源將電能轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒉?，由天線發(fā)射，經(jīng)長(zhǎng)距離的傳播后再由天線接收，最后經(jīng)微波整流器等重新轉(zhuǎn)換為電能使用。 無(wú)線供電系統(tǒng)主要利用電磁感應(yīng)原理。 二、 設(shè)計(jì)要求 （ 1）供電部分輸入 36V 以下的直流電壓，具有向多臺(tái)電器設(shè)備非接觸供電的功能。 20xx 年 1 月 6 日至 20xx 年 1 月 10 日，方案選擇和電路設(shè)計(jì)。當(dāng)發(fā)送線圈中通以交變電流，該電流在將在周圍介質(zhì)中形成一個(gè)交變磁場(chǎng)，接收線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可供電給移動(dòng)設(shè)備或者給電池充電。 目前，限制微波 WPT 技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的主要技術(shù)瓶頸在于高效微波整流器件、大功率微波天線以及大功率微波電磁場(chǎng)的生物安全性和生態(tài)環(huán)境的影響問(wèn)題。 壓器繞組間錯(cuò)位的敏感度減小，長(zhǎng)野日本無(wú)線公司給出了原、副邊繞組相互垂直的實(shí)驗(yàn)圖片；此外，利用共振模式對(duì)激勵(lì)頻率要求的嚴(yán)格性，可通過(guò)合理設(shè)置激勵(lì)頻率，向指定電器供電，提高安全性。當(dāng)正弦電流的頻率與線圈的諧振頻率相等時(shí)，源線 圈電流方向改變的同時(shí)，交變磁場(chǎng)方向改變，接收線圈感生電動(dòng)勢(shì)，接收線圈的電容放電。 D 功放 AC/DC 耦合線圈 耦合線圈 振蕩器 充電電路 電源 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 7 電源是為了能給敷在提供穩(wěn)定直流電源的電子裝置。利用充電電路可以實(shí)現(xiàn)充電的功能。 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 8 圖 西勒振蕩電路 方案二 ： 采用晶體振蕩電路 采用有源晶振。集成功放具有穩(wěn)定度高，需要調(diào)整的參數(shù)少的特點(diǎn)，缺點(diǎn)是效率較低（集成功放一般采用線性放大），不滿足系統(tǒng)對(duì)功耗及傳輸距離的要求。 由圖可看出，電路中采用四個(gè)二極管，互相接成橋式結(jié)構(gòu)。電容 C 對(duì)直流開(kāi)路，對(duì)交流阻抗小，所以 C 應(yīng)該并聯(lián)在載波兩端。高級(jí)的精度更高。晶振是為電路提供頻率基準(zhǔn)的元器件，通常分成有源晶振和無(wú)源晶振兩個(gè)大類。例如實(shí)際中有些電路，防止干擾是主要矛盾，對(duì) 諧波抑制度要求較高，而對(duì)帶寬要求可適當(dāng)降低等。電路簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。 AB 類放大器的主要特點(diǎn)是：晶體管的導(dǎo)通時(shí)間稍大于半周期，必須用兩管推挽工作。 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 15 電路設(shè)計(jì)計(jì)算 高頻功率放大器因工作大信號(hào)的非線性狀態(tài)，不能用線性等效電路分析，工程上普遍采用解析近似分析方法 折線法來(lái)分析其工作原理和工作狀態(tài)。 查表可得：集電極電流余弦脈沖直流 ICO分解系數(shù) 00(70 ) ? ? ，集電極電流余弦脈沖基波 ICM1分解系數(shù)， 01(70 ) ? ? 。 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 18 線圈電感 從幾何形狀 看，線圈的種類繁多，如圓形線圈、方形線圈、環(huán)形線圈等。因此，若要“強(qiáng)耦合” (κ τ )關(guān)系式成立，則系統(tǒng)的諧振頻率 f 至少為 106Hz 上下。半波整流電路最為簡(jiǎn)單，但是性能較全波整流和橋式整流不好。有源濾波的主要形式是有源 RC 濾波，也被稱為電子濾波器。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語(yǔ)言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。 2 濾波電路部分仿真 圖 濾波電路波形 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 24 從圖 濾波電路仿真波形可以看出，濾波電路利用電容的充放電特性，使整流后的脈動(dòng)直流電壓變成相對(duì)平穩(wěn)的直流電壓，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 3)最大輸出功率 ≥5W。 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 30 6 參考文獻(xiàn) [1]陳永泰 劉泉 通信電子線路原理與應(yīng)用 高等教育出版社 20xx [2]謝自美 .電子線路設(shè)計(jì) ?實(shí)驗(yàn) ?測(cè)試 (第三版 ).武漢：華中科技大學(xué)出版社 [3]康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分 .高等教育出版社， 20xx [4]康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分 .高等教育出版社， 20xx [5]黃翠翠，葉磊．高頻電子線路．北京 .北京郵電大學(xué)出版社 . [6]吳友宇 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 清華大學(xué)出版社 20xx 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 31 附錄 附錄一 系統(tǒng)電路圖 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 32 附錄二 元器件清單 元件名稱 標(biāo)號(hào) 數(shù)值 個(gè)數(shù) 電阻 R1 1M 1 電阻 R2 10k 1 電阻 R3 25 1 電阻 R4 R5 R6 R7 50 4 電位器 R8 10k 1 電容 C1 100pF 1 電容 C2 100pF 1 電容 C4 1 電容 C5 100uF 1 電容 C6 1000uF 1 電感 L1 1mH 1 晶振 X1 1 整流橋 D1 D2 1 三極管 IRF540N Q2 1 耦合線圈 T2 1 LED 二極管 4 LM317 三端穩(wěn)壓器 1 4069 與非門 1 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 33 本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 姓 名 性 別 專業(yè)、班級(jí) 課程 設(shè)計(jì)題目 ：非接觸供電 系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄： 成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)： 評(píng) 分 項(xiàng) 目 最高分限 實(shí)際得分 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）文理通順、書(shū)寫工整、圖紙整潔。 作者簽名： 日 期： 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 35 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 ：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 30 仿真設(shè)計(jì)及其運(yùn)行情況 10 硬件實(shí)物及其運(yùn)行情況 20 最終評(píng)定成績(jī)（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定） 指導(dǎo)教師簽字 ： 20xx 年 01 月 20 日 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 34 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。也明白了只有在理論學(xué)習(xí)時(shí)結(jié)合實(shí)踐，才能更全面的掌握知識(shí)。 武漢理工大學(xué)《學(xué)科基礎(chǔ)課群綜合設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 26 AC/DC 電路仿真 圖 AC/DC 電路波形 如圖所示，因?yàn)楦哳l功放里的波形有所失真，所以整流以后的波形很不規(guī)則，得到直流脈動(dòng)電壓。 軟件以圖形界面為主，采用菜單、工具欄和熱鍵相結(jié)合的方式，具有 windows一般應(yīng)用軟件的界面風(fēng)格，用戶可以根據(jù)自己的習(xí)慣和熟悉程度自如使用 圖 multisim 使用界面 界面由多個(gè)區(qū)域構(gòu)成：菜單欄、各種工具欄、電路輸入窗口、狀態(tài)條、列表框等。 這表明 ,不同濾波電路會(huì)對(duì)某種頻率信號(hào)呈現(xiàn)很小或很大的電抗 ,以致能讓該頻率信號(hào)順利通過(guò)或阻礙它通過(guò) ,從而起到選取某種頻率信號(hào)和濾除某種頻率信號(hào)的作用。 整流電路的輸出電壓不是純粹的直流，從示波器觀察整流輸出，與直流相差很大，波形中含有較大的脈動(dòng)成分，稱為紋波。大多數(shù)整流電路由變壓器、整流主電路和濾波器等組成。 密繞環(huán)形電感線圈的電感可由下式計(jì)算： 線圈互感 磁耦合諧振式無(wú)線能量傳輸是多方位的能量傳輸，諧振體 (諧振線圈 )之間沒(méi)有嚴(yán)格的方向?qū)?yīng)關(guān)系，又線圈互感與線圈的尺寸、方位有關(guān)。 耦合模理論，不計(jì)損耗情況下，具有相同諧振頻率的諧振體之間可實(shí)現(xiàn)能量的完全交換；當(dāng) κ τ 時(shí)，即耦合能力遠(yuǎn)大于自身?yè)p耗的情況下，具有相同諧振頻率的諧