【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用直流電源供電，為了方便對(duì)市電的利用，就需要將市電轉(zhuǎn)換為所需電壓的直流電，整流電路的作用是將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路大部分由變壓器、整流器以及濾波電路組成，變壓器將市電轉(zhuǎn)換為幅值較小的交流電，整流器將交流轉(zhuǎn)換為直流，鎮(zhèn)流器的轉(zhuǎn)換過(guò)程可用下圖表示：當(dāng)輸入的交流為正半周時(shí)： 當(dāng)輸入的交流為負(fù)半周時(shí)：從以上分析可以看出，輸出不再是交流，輸入、的對(duì)應(yīng)輸出如下圖所示：此輸出經(jīng)電容C1濾波，C1使通向負(fù)載的直流電流變得平滑，在一個(gè)周期之內(nèi)，電容C1被兩次充放電，使得輸出的電壓波形更加平滑，減少了脈動(dòng)成分，起到了濾波的作用。(4)穩(wěn)壓電路經(jīng)整流濾波輸出的電壓通常是不穩(wěn)定的，不能直接對(duì)系統(tǒng)供電，因此需要經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓電路將電壓穩(wěn)定到整個(gè)系統(tǒng)所需的要求。對(duì)任何穩(wěn)壓電路都應(yīng)從兩個(gè)方面考察其穩(wěn)壓特性，一是設(shè)電網(wǎng)電壓波動(dòng)，研究起輸出電壓是否穩(wěn)定；二是設(shè)負(fù)載變化，研究其輸出電壓是否穩(wěn)定。直流穩(wěn)壓電路分為串聯(lián)型穩(wěn)壓電路和開關(guān)型穩(wěn)壓電路，本設(shè)計(jì)采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓器一般包括單管穩(wěn)壓器和集成穩(wěn)壓器。常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器和可調(diào)式三端穩(wěn)壓器1）7809的作用：（芯片7809的輸入電源電壓的范圍是 12V= VIN =35V,最高輸入安全電壓35V）整流濾波后得到的直流電壓通常是不穩(wěn)定的，這是因?yàn)榻涣麟娋W(wǎng)的供電電壓常有波動(dòng)，使得整流濾波后的直流電壓也相應(yīng)變動(dòng)，為了得到穩(wěn)定的直流電壓，避免電壓的變化對(duì)電路工作狀態(tài)的影響，需要利用穩(wěn)壓器達(dá)到穩(wěn)壓的作用。7809是三端集成穩(wěn)壓器中的一種，它是將調(diào)整管、穩(wěn)壓管與取樣放大管等制作在一塊芯片上，它的輸出電流為1A，7809的輸出電壓為9V。它在使用時(shí)要與電容連接，電容C1即可以減小整流后電壓的波動(dòng)，又有一只輸入端瞬態(tài)過(guò)電壓的作此只對(duì)一些細(xì)節(jié)進(jìn)行聲明,DS2為紅外線發(fā)射，D2為紅外線接收，為防止在沒(méi)有人要洗手時(shí)D2對(duì)紅外線的吸收，在安裝時(shí)需要將DS2與D2并排朝下放置。2）三端穩(wěn)壓器三端穩(wěn)壓器的工作原理（如圖36所示）：,保護(hù)電路和恒流源。，是為了使穩(wěn)壓器能夠在比較大的電壓變化范圍內(nèi)正?？煽康墓ぷ?。在芯片內(nèi)設(shè)置了兩種較為完善的保護(hù)電路：一是過(guò)流保護(hù)，一是過(guò)熱保護(hù)Rsc是過(guò)流保護(hù)的取樣電阻。Ri，Rb 為輸出采樣電阻。Rb 兩端上的電壓（反映輸出電壓的大小的采樣電壓）與基準(zhǔn)電壓在誤差放大器中進(jìn)行比較和放大，產(chǎn)生誤差電壓，去控制調(diào)整管的工作狀態(tài)，從而穩(wěn)定輸出電壓。輸入ViT調(diào)整管調(diào)整管安全工作區(qū)保護(hù)恒流電源RSC誤差放大基礎(chǔ)電壓?jiǎn)?dòng)電路V 0短路保護(hù)輸出RA過(guò)熱保護(hù)地RB圖314 三端穩(wěn)壓器框圖 整體電路實(shí)現(xiàn)圖315 紅外線干手器電路 電路工作原理1． 220V 交流電路經(jīng)變壓器T 降壓，變?yōu)榈蛪航涣麟?，?jīng)整流濾波，成為低壓直流，再經(jīng)三端集成穩(wěn)壓電路7809穩(wěn)壓，得到9V直流電供給控制電路工作。DS1為紅色發(fā)光二極管，作為電源指示燈。2． DS2（SE303）是紅外發(fā)射電路中的紅外二極管，D2（PH302）為紅外接收電路中的紅外接收二極管，沒(méi)有人干手時(shí)，紅外接收電路中D2接收不到紅外發(fā)射電路通過(guò)NE555組成的多謝振蕩器使DS2向外發(fā)射一定頻率的紅外線，當(dāng)PH302未接收到光信號(hào)時(shí)相當(dāng)于，反向截止，電路從R7過(guò)，C3左端高電平，大概是8v。當(dāng)接受到光信號(hào)時(shí)，PH302處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于短路，C3左端相當(dāng)于直接接地，為低電平。經(jīng)過(guò)CRU2:U2:2 、U2:3 U2: U2:RR9，反相放大后輸出低電平為1V。再在經(jīng)過(guò)施密特電路整形濾波，整個(gè)發(fā)射電路輸出低電平。（即人伸進(jìn)手時(shí)輸出低電平）這是施密特電路通過(guò)整形濾波到矩形脈沖，為NE555延時(shí)電路中輸入低電平的觸發(fā)信號(hào)。3． 由紅外接收電路輸出的觸發(fā)信號(hào)傳到延時(shí)電路后，通過(guò)延時(shí)電路中NE555外圍的延時(shí)電阻R11和延時(shí)電容C8使得NE555的輸出腳3輸出高電平，三極管導(dǎo)通，繼電器KT吸合，使其常開觸點(diǎn)閉合，接通電機(jī)Y 的220V 交流電源，Y 開始動(dòng)作，同時(shí)發(fā)光二極管DS3 發(fā)出綠光，指示干手器正工作于吹出風(fēng)狀態(tài)。干手完畢，人手離開干手器后，延時(shí)電路延時(shí)幾秒鐘后復(fù)位，使干手器停止。變壓器T采用220V/12V小型交流變壓器，DS2為PH303紅外發(fā)射二極管，Q1為9013三極管，KT采用JRX13F、6V小型直流繼電器，Y采用市售的220V交流電機(jī)，其余元件型號(hào)與數(shù)據(jù)見圖中所標(biāo)參數(shù)。第四章 Multisim軟件電路仿真 Multisim 2001 程序概論 簡(jiǎn)介從上世紀(jì)八十年代開始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子電路的分析與設(shè)計(jì)方法發(fā)生了重大變革，Pspice、EWB等一大批各具特色的優(yōu)秀電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）軟件的出現(xiàn)，改變了一定量估算和電路實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的電路設(shè)計(jì)方法。熟練掌握一些電路仿真軟件已成為當(dāng)今電子電路分析和設(shè)計(jì)人員所必須具備的基本技能之一。 Multisim 2001是加拿大Interactive Image Technologies公司2001年推出的Multisim最新版本，是該公司電子線路仿真軟件EWB的升級(jí)版。 功能及特色Multisim 2001用軟件的方法虛擬電子與電工元器件，虛擬電子與電工儀器和儀表，實(shí)現(xiàn)了模仿實(shí)際元器件和儀器的功能。 （1）Multisim 2001的元件庫(kù)提供數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，同時(shí)也可以新建或擴(kuò)充已有的元器件庫(kù)，而且建庫(kù)所需的元器件參數(shù)可以從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊(cè)中查到，因此可以方便的在工程設(shè)計(jì)中使用。 （2）Multisim 2001的虛擬測(cè)試儀器儀表種類齊全，有實(shí)驗(yàn)用的通用儀器，如萬(wàn)用表、函數(shù)發(fā)生器、示波器等，還有實(shí)驗(yàn)室少有的儀器，如波特圖儀、失真儀、邏輯分析儀等。 （3）原理圖的編輯非常方便，鼠標(biāo)點(diǎn)擊——拖動(dòng)界面，點(diǎn)——點(diǎn)自動(dòng)連線。分層的工作環(huán)境，手工調(diào)整元器件時(shí)自動(dòng)重排線路，自動(dòng)分配元器件的參考編號(hào)，對(duì)原理圖尺寸大小沒(méi)有限制。 （4）Multisim 2001提供了非常豐富的分析功能，虛擬測(cè)試設(shè)備能提供快捷、簡(jiǎn)單的分析。主要包括直流工作點(diǎn)、瞬態(tài)、交流頻率掃描、傅立葉、噪聲、失真度、參數(shù)掃描、零極點(diǎn)、傳遞函數(shù)、直流靈敏度、交流靈敏度、最差情況、蒙特卡洛法等多種分析工具，可以在線顯示圖形并具有很大的靈活性。 （5）Multisim 2001還可以對(duì)被仿真電路中的元器件人為設(shè)置故障。在進(jìn)行仿真的同時(shí)，它還可以存儲(chǔ)測(cè)試點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)、測(cè)試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體數(shù)據(jù)，列出被仿真電路的所有元器件清單等。 （6）專業(yè)版的Multisim 2001還支持VHDL和Verilog語(yǔ)言的電路仿真與設(shè)計(jì)。 （7）Multisim 2001的“子電路”功能很有特色，在復(fù)雜電子電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，合理而恰當(dāng)?shù)睦谩白与娐贰惫δ?。能使系統(tǒng)設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化，工作效率得到提高。允許把子電路當(dāng)作一個(gè)元器件使用，從而爭(zhēng)大了電路的仿真規(guī)模。 針對(duì)不同的用戶需要，Multisim 2001發(fā)行了多個(gè)版本，分為增強(qiáng)專業(yè)版（Power Porfessional）、專業(yè)版（Porfessional）、個(gè)人版（Personal）、教育版（Education）、學(xué)生版（Student）和演示版（Demo）等。 multiSIM 2001仿真電路創(chuàng)建 電路創(chuàng)建1. 單擊任務(wù)欄上“開始”→“程序”→“multiSIM 2001程序組”→“multiSIM 2001”，進(jìn)入multiSIM 2001主窗口，如圖41所示。圖41 multiSIM 2001主窗口圖41 為multiSIM 2001主窗口，圖中為一個(gè)由電阻、電容、三極管等元件組成的單管放大電路，使用的測(cè)試儀器為雙蹤示波器，其中雙蹤示波器上顯示了當(dāng)前的分析結(jié)果，從圖中可以看出要繪制一個(gè)完整的電路必須使用到元件、節(jié)點(diǎn)、連線等。主窗口主要由電路工作區(qū)、菜單欄、工具欄、元器件欄、仿真開關(guān)等組成。2. 繪制仿真電路 進(jìn)行電路仿真實(shí)驗(yàn)前必須先搭接好線路，仿真電路的建立主要包括以下幾個(gè)過(guò)程。⑴ 新建電路文件。⑵ 設(shè)置電路工作窗口。⑶ 選擇和放置元器件。⑷ 連接線路。⑸ 設(shè)置元器件參數(shù)及仿真要求。⑹ 仿真實(shí)現(xiàn)及調(diào)用儀器。 原理圖創(chuàng)建與繪制1. 新建電路文件選擇File174。New創(chuàng)建新原理圖文件，保存其文件名為“”，在該工作窗口內(nèi)可以進(jìn)行仿真電路的創(chuàng)建。2. 原理圖設(shè)置圖42 原理圖設(shè)置(1) 設(shè)置圖紙大小選擇編輯(E）174。屬性，單擊工作區(qū)選項(xiàng)卡，屏幕彈出圖42所示窗口。在（圖紙大小）Sheet Size設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)圖紙大??；Custom Size（自定義）用于自定義圖紙大??；Inches（英寸）和Centimeters（厘米）用于設(shè)置單位制；用來(lái)設(shè)置圖紙放置方向。 (2) 設(shè)置柵格、頁(yè)邊緣和標(biāo)題欄的顯示狀態(tài)圖42中，顯示欄設(shè)置電路圖柵格、頁(yè)邊緣和標(biāo)題欄顯示狀態(tài)，點(diǎn)擊復(fù)選框打“214。”后選中該項(xiàng)。執(zhí)行View174。Show Grid(顯示柵格)、Show Page Bounds(顯示頁(yè)邊緣)和Show Title Block and Border(顯示標(biāo)題欄)可設(shè)置顯示或隱藏狀態(tài)。圖27所示為使用柵格和標(biāo)題欄的電路。 (3) 設(shè)置電路圖選項(xiàng) 選擇Options174。Preferences，單擊Circuit選項(xiàng)，屏幕彈出圖28所示的電路圖選項(xiàng)對(duì)話框。其中Show區(qū)用于設(shè)置元器件標(biāo)號(hào)、參考編號(hào)、屬性、標(biāo)稱值和節(jié)點(diǎn)號(hào)顯示狀態(tài)；Color區(qū)用于設(shè)置電路圖顏色，在下拉列表框中可以選擇四種固定配色方案或Custom（定制），當(dāng)選擇Custom，可自行進(jìn)行電路圖背景、連接線、元器件顏色設(shè)置。 3. 放置元器件 (1) 放置理想元件（如窗口43） 用鼠標(biāo)單擊元器件所在庫(kù)，即可打開相應(yīng)的部件箱，其中背景為綠色的元件為理想元件。在部件箱中找到所需的理想元件，單擊該元件，移動(dòng)光標(biāo)到合適的位置后，再次單擊鼠標(biāo)，元件就放置于工作區(qū)中，如圖43所示，理想元件的標(biāo)稱值都是固定的 。1) 設(shè)置元件標(biāo)稱值 雙擊元件，屏幕上彈出圖43所示元件特性設(shè)置對(duì)話框，單擊圖212中的Value選項(xiàng)卡，在Resistance欄中鍵入元件的標(biāo)稱值即可，理想元件的標(biāo)稱值可以任意設(shè)置。圖43 元件選擇對(duì)話框2) 設(shè)置元器件標(biāo)號(hào)雙擊所選元件，屏幕出現(xiàn)圖44所示的對(duì)話框。Label（標(biāo)號(hào)）可以由用戶根據(jù)電路自行設(shè)定，Reference ID（參考編號(hào)）是由系統(tǒng)自動(dòng)定義，而且必須是唯一的，一般情況下不要修改參考編號(hào)。 圖44 元件標(biāo)號(hào)修改對(duì)話框（2）放置實(shí)際元件用鼠標(biāo)單擊元器件中的實(shí)際元件，在其中選擇需要的標(biāo)稱值后單擊【OK】按鈕放置元件。（3）放置多功能單元的元件 某些元器件（如某些集成電路）存在多個(gè)功能單元，放置這些元件時(shí)，屏幕將提示選擇對(duì)應(yīng)的功能單元。如CD4069共有，放置元件時(shí)，屏幕彈出元器件瀏覽屏，選擇所需的元件CD4069，單擊【OK】按鈕，屏幕上彈出選擇功能單元菜單，如圖45所示，從中選擇功能單元A（或B、C、D）后即完成放置74OON的第1個(gè)與非門，元件的標(biāo)號(hào)自動(dòng)設(shè)置為U1A，表示選擇的是第一個(gè)功能單元，此時(shí)可以繼續(xù)選擇放置功能單元B、C、D；若要取消放置狀態(tài)，可以單擊【取消】按鈕。圖45 功能單元選擇4． 連接線路原理圖線路連接接如圖46圖46 原理圖連線 設(shè)置元器件參數(shù)及仿真要求. 元器件參數(shù)設(shè)置參考附件元件清單. 仿真要求（1） 實(shí)現(xiàn)220V交流電通過(guò)電源電路向其他模塊電路供應(yīng)9v工作電壓。（2） 紅外線發(fā)射電路中紅外線二極管的發(fā)光頻率達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（3） 紅外線接收電路實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外信號(hào)的接收、放大并輸出給延時(shí)電路的脈沖信號(hào)。（4） 延時(shí)電路實(shí)現(xiàn)延時(shí)工作要求，電機(jī)電路實(shí)現(xiàn)繼電器控制電機(jī)