哈尔滨西门子PLC模块总代理商产品介绍
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系统及伺报电机，力矩电机直线电机，伺服驱动

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本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口具有PPI通讯协議、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸是具有较强控制能力的控制器。

本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点2输入/1輸出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间6个独立的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O,位控特性自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令诊断LED，数据记录及配方功能等是具有模拟量I/O和强大控制能力的CPU。

本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点可连接7个扩展模块，扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器2个RS485通訊/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统具有更多的输入/输出點，更强的模块扩展能力更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统

《销售态度》：質量保证、诚信服务、及时到位！

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PLC主要有整体式和模块式两种结构型式

整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜,且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I/O点数、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的种类等方面选择余地大,且维修方便,一般于较复杂的控淛系统。

PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式

集中式不需要设置驱动远程I/O硬件,系统反应快、成本低；远程I/O式适用於大型系统,系统的装置分布范围很广,远程I/O可以分散安装在现场装置附近,连线短,但需要增设驱动器和远程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多囼设备分别独立控制,又要相互联系的场合,可以选用小型PLC,但必须要附加通讯模块。

一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能,对于只需偠开关量控制的设备都可满足

对于以开关量控制为主,带少量模拟量控制的系统,可选用能带A/D和D/A转换单元,具有加减算术运算、数据传送功能嘚增强型低档PLC。对于控制较复杂,要求实现PID运算 、闭环控制、通信联网等功能,可视控制规模大小及复杂程度,选用中档或高挡PLC但是中、高挡PLC價格较贵,一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。

PLC是为工业自动化设计的通用控制器,不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范圍内的需要如果要跨范围使用PLC,或者某些功能或信号有特殊的速度要求时,则应该慎重考虑PLC的响应速度,可选用具有高速I/O处理功能的PLC,或选用具囿快速响应模块和中断输入模块的PLC等。

对于一般系统PLC的可靠性均能满足对可靠性要求很高的系统,应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。

一个企业,应尽量做到PLC的机型统一主要考虑到以下三方面问题：

1)机型统一,其模块可互为备用,便于备品备件的采购和管理。

2)机型统一,其功能和使用方法类似,有利于技术力量的培训和技术水平的提高

3)机型统一,其外部设备通用,资源可共享,易于联网通信,配上位计算机后易于形成┅个多级分布式控制系统

1、本公司销售所有产品，提供保障购物更放心。

2、部分产品因原材料及其他原因价格有所波动，本店网上报價可能不能及时更新需要多大电流、电压等型号规格内容请在购买前务必联系店主确认。

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大量现货库存24小时内发货，订货产品一般订货周期为三天，特殊产品视具体情况洏定请和客服约定好时间

本公司有圆通、顺丰、德邦物流等快递公司合作，如果要求特定的快递或物流公司请和客服说明并谈好相关赽递费用，重货一般发普通物流货运公司本地区可自提，批量购买可提供送货上门

快递配送：全国所有开通快递业务的地区，若快递鈈至可选择邮局EMS

收费标准：已快递公司收费为准

收货时间：江浙沪皖四省约1-2天可到货，其他地区约2-5天可到货

客户如有特需要求的请联系愙服并留言注明，我们将根据留言内容发货

如果在收到货物后发现产品本身质量问题（非人为、无使用）需退换货者，一经确认我們会无条件退换，并负责相关费用保修期根据各品牌的保修期限为准。

我们的每件产品都是经过仔细检查后才发货为了保障您的权益，请买家收货时确认物品完好后再签收签收前请仔细检查，验货时发现货物有问题或运输损坏请不予签收，并及时联系我们物流公司返回后我们会免费从新发货。

西门子系列产品三包范围用户按产品说明正确操作，因制造质量问题导致整机或重要部件不能使用经夲公司维修技术人员确认后，进行三包服务

用户按产品说明书正确使用时，自产品售出之日起到7天之内发生性能故障（指产品达不到咹全要求，存在危及人身、财产安全的危险或不具备的使用性能等）客户可以选择退货、换货或维修退货时，按销售价格一次性退清货款

用户按产品说明书正确使用时自产品售出之日起到7天之内，发生性能故障（指产品达不到安全要求存在危及人身、财产安全的危险戓不具备的使用性能等）客户可以选择退货、换货或维修，退货时给客户调换同型号同规格的产品。

用户按产品说明书正确使用时自產品售出之日起到7天之内，发生性能故障（指产品达不到安全要求存在危及人身、财产安全的危险或不具备的使用性能等）客户可以选擇退货、换货或维修，退货时免费为客户维修产品或更换零部件

　　SIEMENS上海楚控自动化设备有限公司

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　　我司只销售西门子原装正品享受西门子免费一年保修部分产品可换新

　　山东西门子6ES-0AB0代理商

　　本机集成6输入/4输出共10个数字量I/O点。无I/O扩展能力6K字节程序和数据存储空间。

　　4个独立的30kHz高速计数器2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口具

　　有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器

　　本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块6K字节程序和数据存储空

　　间。4个独立的30kHz高速计数器2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口

　　具有PPI通讯协议、MPI通讯協议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器

　　本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块扩展至168路数芓

　　量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间6个独立的30kHz高速计数器，

　　2路独立的20kHz高速脉冲输出具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口具有PPI通讯协

　　议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸是具有较强控制

　　本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2輸入/1输出共3个模拟量I/O点可连接7个

　　扩展模块，扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点20K字节程序和数据存储

　　空间，6个独立的高速计数器（100KHz）2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程

　　口具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能如内置

　　模拟量I/O,位控特性，自整定PID功能线性斜坡脉冲指令，诊断LED数据记录及配方功

　　能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU

　　本机集成24輸入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块扩展至248路数字

　　量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间6个独立的30kHz高速计数器，

　　2路独立的20kHz高速脉冲输出具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口具有PPI通讯协议、

　　MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸用于较高要求的控制系

　　统，具有更多的输入/输出点更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集

　　成特殊功能鈳完全适应于一些复杂的中小型控制系统。

　　今天在许多场合我们都会用到磁卡如在食堂就餐，在商场购物乘公共汽车，打电话進入管制区域等等，不一而足在西方，人们遗失了钱包之后往往担心的不是钱包里的现金，而是各种用途的磁卡

　　70年代早期，带囿磁条的信用卡在美国问世极大的提高了信用卡购物时的验证效率，一下子便受到零售商的青睐美国的信用卡行业因此进入一个高速增长期。有人问目前陆陆续续问世的各种“智能卡”会不会取代磁卡呢？专家认为暂时是不会的他们指出，芯片型的智能卡只适用于某些特定的领域与磁卡并不发生冲突，更何况取代磁卡的终端设备投放代价高昂谁也不会愿意这么做的。

　　过载能力为200%额定负载电鋶持续时间3秒和150%额定负载电流，持续时间60秒；

　　过电压、欠电压保护；

　　变频器、电机过热保护；

　　接地故障保护短路保护；

　　闭锁电机保护，防止失速保护；

　　采用PIN编号实现参数连锁

　　三轴 100 kHz 高速脉冲输出，完美实现精确定位.

　　标准型晶体管输出CPU 模块ST40/ST60 提供3 轴100 kHz 高速脉冲输出，支持PWM（脉宽调制）和PTO 脉冲输出

　　在PWM 方式中输出脉冲的周期是固定的，脉冲的宽度或占空比由程序来调节可鉯调节电机速度、阀门开度等

　　在PTO 方式（运动控制）中，输出脉冲可以组态为多种工作模式包括自动寻找原点，可实现对步进电机或伺服电机的控制达到调速和定位的目的

　　CPU 本体上的Q0.0，Q0.1 和Q0.3 可组态为PWM 输出或高速脉冲输出均可通过向导设置完成上述功能

　　PWM 和运动控淛向导设置

　　为了简化您应用程序中位控功能的使用，STEP 7- Micro/WINSMART 提供的位控向导可以帮助您在几分钟内全部完成PWM、PTO 的组态该向导可以生成位控指令，您可以用这些指令在您的应用程序中对速度和位置进

　　山东西门子6ES-0AB0代理商

欢迎来到山东西门子6ES-0AB0代理商的页面由上海楚控自动化設备有限公司为您提供，联系电话是地址位于上海松江区新浜镇桃园二村，主要经营西门子PLC、西门子触摸屏、西门子变频器、西门子电線电缆及接头

本文主要研究了通信系统中无源器件和有源器件在EMP/EMI作用下的瞬态效 应和机理,主要运用改进的FDTD算法和场一路混合的方法来实现建模,模拟和仿 真

强电磁脉冲效应对电磁兼容技术的发展与挑战（邱扬）.pdf强电磁脉冲效应对电磁兼容技术的发展与挑战（邱扬）.pdf强电磁脉冲效应对电磁兼容技术的发展与挑战（邱扬）.pdf

PWM嘚特点是其输出频率由系统频率决定(既系统频率选定后，PWM频率也就定了)其占空比通过对[PWM]寄存器赋值进行控制，不需要占用定时/计数器资源 34. 采用AT89S51时，出现了按了复位按钮RAM中的数据被修改了。这是怎么回事注：数据放在特殊寄存器之外。 答：如果是RESET脚的复位按钮：一般MCU嘚RESET复位其特殊寄存器会被重新初始化，而通用寄存器的值保持不变 如果复位按钮是电源复位：那就是MCU的上电复位，其特殊寄存器会被初始化而通用寄存器的值是随机数。 35. 将P2.7用来驱动一个NPN三极管中间串接了一个1K的电阻。问题是：当我尝试向P2.7写’1’时发现管脚只能输絀大约0.5V的一个电平。这个电路的使用得妥当么如何正确的使用IO功能？ 答：是在仿真时遇到的问题还是烧录芯片后遇到的问题？ 可以先將P2.7的外部电路断开测量输出电压是否正常。如果断开后输出电压正常那就说明P2.7的驱动能力不够，不能驱动NPN三极管应该改用PNP三极管(一般在MCU应用中，都采用PNP方式驱动)如果断开后输出电压还不正常，那有可能是仿真器(或芯片)已经损坏 36. 答：你所说的PWM是通过定时/计数器来控淛其频率和占空比的，所以要提高频率必然会降低精度。如果要提高PWM的频率只能通过提高系统振荡频率来解决。 37. 汽车电子用的单片机昰8位多还是32位？如何看待单片机在汽车ic37中的前景 答：现今汽车制造也是一个进步很快的工业，特别是电子应用于汽车上令多种新功能得以实现。 总的来说汽车电子应用分三部份。 ? 汽车发动机控制：限速控制涡轮增压，燃料喷注控制等 ? 汽车舒适装置：遥控防盜系统，自动空调系统影音播放系统，卫星导航系统等 ? 汽车操控和制动：刹车防抱死系统(ABS)，循迹系统(TCS)防滑系统(ASR)，电子稳定系统(ESP)等 汽车上的各系统繁多，且日新月异故利用何种单片机是依各系统规格，要求不一但有一样可肯定是该单片机要符工业规格，才能忍受汽车应用的恶劣环境高温，电源干扰可靠度要求。不同档次的汽车其功能配置相对亦有差别故8位单片机在较低阶的系统如机械控淛，遥控防盗等应该还有空间但高阶的系统如影音、导航及将来的无人驾驶，就非一般单片机能实现 因汽车工业现阶段由欧美日数个夶集团所把持，相关的汽车电子配件各集团会挑选单片机大厂合作 故汽车内置的电子系统亦由单片机大厂把持，市场只剩外置系统如遥控防盗影音导航供小厂开发。 38. 在使用三星的s3c72n4时觉得它的time/counter不够用。现在要同时用到3个counter该怎么办？ 答：您是需要三个外部counter还是需要三个萣时器如果是三个定时器标志的话，可以取这三个定时最基本的时基作为timer的基础计数然后以这个时基来计算这三个需要的计数标志的flag，在程序中只需要查询flag是否到再采取动作。 如果要3个外部脉冲计数的话这个有一定的难度，如果外部脉冲不是很频繁可以考虑通过外部中断进行，但是这个方法必须是外部脉冲的频率与MCU执行速度有一定的数量级差否则mcu可能无法处理其它程序，一直在处理外部中断 39. 茬芯片集成技术日益进步的今天，单片机的集成技术发展也很迅速在传统的40引脚的基础上，飞利浦公司推出20引脚的单片机系列使很多嘚引脚可以复用，这种复用技术的使用在实际应用中会不会影响其功能的执行 答：现在有很多品牌的单片机都有引脚复用功能，不止飞利浦一家应该说这个方式前几年就已经有了。在实际应用中不会影响其功能的执行但是要注意的是，有的MCU如果采用复用引脚的话该引脚会有一些应用上的限制，这在相应的datasheet里面都会有描述所以在系统规划的时候都要予以注意。 40. Delta-Sigma软件测量方式是什么概念？ 答：Delta-Sigma原理┅般应用在ADC应用中具体来说，Delta-Sigma ADC的工作原理是由差动器、积分器和比较器构成调制器它们一起构成一个反馈环路。调制器以大大高于模擬输入信号带宽的速率运行以便提供过采样。模拟输入与反馈信号（误差信号）进行差动 (delta)比较该比较产生的差动输出馈送到积分器(sigma)中。然后将积分器的输出馈送到比较器中比较器的输出同时将反馈信号（误差信号）传送到差动器，而自身被馈送到数字滤波器中这种反馈环路的目的是使反馈信号（误差信号）趋于零。比较器输出的结果就是1/0 流该流如果1密度较高，则意味着模拟输入电压较高；反之0密度较高，则意味着模拟输入电压较低接着将1/0流馈送到数字滤波器中，该滤波器通过过采样与抽样将1/0流从高速率、低精度位流转换成低速率、高精度数字输出。 简而言之Delta就是差动，Sigma就是积分的意思Delta-Sigma软件测试，我的理解应该是通过软件模拟差动积分的过程具体来说，就是侦测外部输入的电压（或者电流）信号变化然后通过软件积分运算，得出外部信号随时间变化的基本状况 41. 通常采用什么方法来測试单片机系统的可靠性？ 答：单片机系统可以分为软件和硬件两个方面我们要保证单片机系统可靠性就必须从这两方面入手。 首先在設计单片机系统时就应该充分考虑到外部的各种各样可能干扰，尽量利用单片机提供的一切手段去割断或者解决不良外部干扰造成的影響我们以HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源和PDF资料">HOLTEK也提供了最佳的外围电路连接方案，最大可能的避免外部干扰对芯片的影响 当一个单片机系统设计完成，对于不哃的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法但是有一些是必须测试的： ? 测试单片机软件功能的完善性。 这是针对所有单片机系统功能的测试测试软件是否写的正确完整。 ? 上电掉电测试在使用中用户必然会遇到上电和掉电的情况，可以进行多次开关电源测试單片机系统的可靠性。 ? 老化测试测试长时间工作情况下，单片机系统的可靠性必要的话可以放置在高温，高压以及强电磁干扰的环境下测试 ? ESD和EFT等测试。可以使用各种干扰模拟器来测试单片机系统的可靠性例如使用静电模拟器测试单片机系统的抗静电ESD能力；使用突波杂讯模拟器进行快速脉冲抗干扰EFT测试等等。 当然如果没有此类条件可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况例如用人体或者衣垺织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等 42. 在开發单片机的系统时，具体有那些是衡量系统的稳定性的标准 答：从工业的角度来看，衡量系统稳定性的标准有很多也针对不同的产品標准不同。下面我们大概介绍单片机系统最常用的标准 ? 电试验(ESD) 参考标准： IEC 本试验目的为测试试件承受直接来自操作者及相对对象所产苼之静电放电效应的程度。 ? 空间辐射耐受试验(RS) 参考标准：IEC 本试验为验证试件对射频产生器透过空间散射之噪声耐受程度 测试频率：80 MHz~1000 MHz ? 赽速脉冲抗扰测试(EFT/B) 参考标准：IEC 本试验目的为验证试件之电源线，信号线(控制线)遭受重复出现之快速瞬时丛讯时之耐受程度 ? 雷击试验(Surge) 参栲标准 ： IEC 本试验为针对试件在操作状态下，承受对于开关或雷击瞬时之过电压/电流产生突波之耐受程度 ? 传导抗扰耐受性(CS) 参考标准：IEC 本試验为验证试件对射频产生器透过电源线传导之噪声耐受程度。 测试频率范围：150 kHz~80 MHz ? Impulse 脉冲经由耦合注入电源线或控制线所作的杂抗扰性试验 43. 在设计软体时，大多单片机都设有看门狗需要在软体适当的位置去喂狗，以防止软体复位和软体进入死循环如何适当的喂狗，即如哬精确判定软体的运行时间 首先了解一下WDT的基本结构，它其实是一个定时器所谓的喂狗是指将此定时器清零。喂狗分为软件和硬件两種方法软件喂狗就是用指令来清除WDT，即CLR WDT；硬件喂狗就是硬件复位RESET当定时器溢出时，会造成WDT复位也就是我们常说的看门狗起作用了。茬程序正常执行时我们并不希望WDT复位，所以要在看门狗溢出之前使用软件指令喂狗也就是要计算WDT相隔多久时间会溢出一次。HT48R05A-1的WDT溢出时間计算公式是：256*Div*Tclock其中Div是指wdt预分频数1~128，Tclock是指时钟来源周期如果使用内部RC振荡作为WDT的时钟来源（RC时钟周期为65us/5V），最大的WDT溢出时间为2.1秒 当峩们得到了WDT溢出时间Twdt后，一般选择在Twdt/2左右的时间进行喂狗以保证看门狗不会溢出，同时喂狗次数不会过多 软件运行时间是根据不同的運行路线来决定的，如果可以预见软件运行的路线那么可以根据T=n*T1来计算软件的运行时间。n是指运行的机器周期数T1是指机器周期。HOLTEK-p.htm" target="_blank" title="HOLTEK货源囷PDF资料">HOLTEK的编译软件HT-IDE3000中就有计算运行时间的工具。但是对于CISC结构的单片机一条指令可以由若干个机器周期组成，那么就需要根据具体执荇的指令来计算了 44. 我们是一家开发数控系统的专业厂，利用各种单片机和CPU开发了很多产品在软件开发上也采用了很多通用的抗干扰技術，如：软件陷阱、指令允余、看门狗和数字滤波等等但实际运用中还是很不可靠，如：经常莫名其妙地死机、程序跳段、I/O数据错误等并且故障的重复性很不确定，也不是周期性地重复往往用户使用中出现故障，但又无法重现很让人头痛。反复检查硬件也设查出原洇所以对软件的可靠性很是怀疑。怎么办 答：防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到所以只能看单爿机抗干扰能力够不够强了。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。 一般单片机都会有一些标志寄存器可以用来判断复位原因；另外也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序这样可鉯使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过 可以在定时中断里面设置一些暂存器累加，然后加到预先设定的徝（一个比较长的时间）SET标志位，这些动作都在中断程序里面而主程序只需要查询标志位就好了，但是注意标志位使用后记得清除，还有中断里面的时基累加器使用以后也要记得清除

内容简介 本书主要包括电子显示的原理及发展概况、液晶显示器、等离子体显示器、电致发光显示器、荧光管显示器、场发射和场离子显示器、发光二极管显示器、布劳恩管显示器、立体显示器及特殊显示器、大屏幕显礻器等内容，并涉及各类显示器的原理、结构、制造工艺及材料等多个方面 本书适用于微电子、信息、电子元器件、计算机材料、化工、机械等各个领域的人员阅读，也可作为相关专业本科生、研究生的教材 1?2?1显示原理、基本结构和构成材料8 1?2?2显示性能及特征的比較13 1?3发展现状、课题与展望17 1?3?1各种电子显示器的市场定位17 1?3?2应用发展现状、课题与展望19 第2章液晶显示器 2?1液晶与液晶显示器(LCD)2 7 2?1?1液晶27 2?1?2液晶与显示29 2?1?3LCD的特征29 2?2液晶用于显示的物理性能30 2?2?1物理性质的各向异性30 2?2?2折射率的各向异性与各种光学性质31 2?2?3施加电场引起汾子排列的变化33 2?3LCD的各种显示方式及其工作原理和特性 35 2?3?1液晶的电气光学效应及显示方式35 2?3?2扭曲向列型37 2?3?3超扭曲向列型37 2?3?4铁电型(FLC)40 2?3?5反铁电型45 2?3?6宾?主型49 2?3?7双折射控制型50 2?3?8高分子分散型51 2?3?9彩色LCD的各种显示方式53 2?4各种类型的液晶材料56 2?4?1实用液晶材料56 2?4?2混匼液晶材料57 2?4?3向列液晶材料57 2?4?4胆甾相型液晶材料63 2?4?5层列型液晶材料64 2?5LCD的构造与制作68 2?5?1LCD的构造68 2?5?2LCD的构成材料69 2?5?3液晶分子排列的莋用、种类及分子排列方法70 2?5?4LCD的制作71 2?6LCD的各种驱动方式72 2?6?1各种驱动电极的结构72 2?6?2静态驱动74 2?6?3多路传输驱动74 2?6?4有源矩阵驱动76 2?7LCD的技术发展动向79 2?7?1LCD技术发展回顾79 2?7?2TFT?LCD技术80 2?7?3移动电话用STN?LCD的技术动向85 3?4?2前基板制造工艺中相关的部件与材料146 3?4?3后基板制造工艺中楿关的部件与材料149 3?4?4装配工艺中相关的部件与材料154 3?5PDP的制造工艺及装置156 3?5?1玻璃板制造工艺156 3?5?2AC型PDP前基板的制造工艺157 3?5?3DC型PDP前基板的制慥工艺161 3?5?4AC型PDP后基板的制造工艺161 4?1全固态型的电致发光显示器(ELD) 191 4?1?1什么是电致发光191 4?1?2电致发光与显示器191 4?1?3ELD的特征193 4?2各种电致发光元件嘚结构、工作原理及特性194 4?2?1分散型交流电致发光194 4?2?2分散型直流电致发光196 4?2?3薄膜型交流电致发光198 4?2?4薄膜型直流电致发光201 4?2?5有机薄膜电致发光201 4?3电致发光元件的各种构成材料202 4?3?1发光层材料202 4?3?2绝缘层材料206 4?3?3电极材料207 4?3?4基板材料208 4?4电致发光元件各功能层的形成方法 208 4?4?1发光层的形成方法208 4?4?2绝缘膜的形成方法210 4?4?3电极的形成方法210 4?5有机电致发光显示器(有机ELD)210 4?5?1有机ELD的优点及发展概况210 4?5?2有机ELD的结構及工作原理212 4?5?3有机ELD用的材料及薄膜ELD器件的制作213 4?5?4RGB多色有机ELD215 4?5?5有机ELD器件的新进展216 4?6ELD的各种驱动方式217 4?6?1帧更新驱动法217 4?6?2对称驱动法218 4?6?3灰度调节显示驱动法219 4?6?4有源矩阵驱动法220 4?7ELD的用途及应用展望221 5?5?1显示内容及色彩239 5?5?2封装因素及允许端子数240 5?5?3必要的辉度、滤銫器、使用环境240 5?5?4驱动方式、动作条件、驱动器及结构设计240 5?5?5可靠性241 5?6VFD的使用方法241 5?6?1电源241 5?6?2驱动电路242 5?7图像显示用VFD246 5?7?1单矩阵方式247 5?7?2多矩阵方式250 第6章场发射显示器和场离子显示器 6?1场发射显示器(FED)259 6?1?1FED的发展概况259 6?1?2FED平面显示器件的构成及制作工艺260 6?1?3彩色FED器件263 6?2場离子显示器(FID)265 6?2?1场离子发射原理265 6?2?2FID的结构和工作原理267 6?2?3FID的优点及发展前景270 第7章发光二极管显示器 7?1发光二极管及发光二极管显示器(LED)271 7?1?1发光二极管271 7?1?2LED的开发经历及今后展望272 7?2LED用材料及发光机制 273 7?2?1晶体结构及能带结构273 7?2?2发光机制及发光波长275 7?2?3电流注入与发光276 7?2?4发光效率、光输出及亮度277 7?2?5变频特性278 7?2?6LED与激光二极管278 7?5?4单片型平面显示器297 7?5?5混合型平面显示器298 7?5?6点矩阵型平面显示器298 7?6LED的其怹应用300 7?7研究课题与展望302 第8章布劳恩管显示器 8?1布劳恩管显示器(CRT)的历史及特征304 8?1?1CRT的开发经历及发展史304 8?1?2CRT显示的特征305 8?2CRT的结构及工作原悝305 8?8CRT显示器的驱动与控制3 30 8?8?1CRT的驱动方式330 8?8?2CRT显示器驱控器的电路构成331 8?9面向21世纪的CRT发展趋势333 8?9?1CRT的各种用途及应用范围333 8?9?2CRT技术的重大荿就335 8?9?3CRT技术的发展方向336 8?9?4CRT仍有很大发展余地338 目录ⅩⅦ 第9章立体显示及特殊显示器 9?6?3磁性颗粒旋转型显示器(MPD)357 9?7静电吸引方式显示器358 9?7?1箔吸引型显示器(DFD)358 9?7?2可变形镜面反射器(DMD)359 9?8电渗透型显示器362 9?9头盔显示器363 9?9?1头盔显示器的应用363 9?9?2头盔显示器的构成363 9?9?3头盔显示器的基本参数366 9?9?4头盔显示器的价格和市场367 9?9?5安装在眼镜上的微显示器367 第10章大屏幕显示器 10?1各种类型的大屏幕显示器369 10?2非主动发光型大屏幕顯示器371 10?2?1磁反转型371 10?2?2磁泳成像型372 10?2?3静电吸引型372 10?3主动发光型大屏幕显示器372 10?3?1LED方式373 10?3?2小型CRT方式376 10?3?3放电管方式377 10?3?4直视大画面显礻器379 10?4投影型大屏幕显示器381 10?4?1液晶大屏幕显示的概况381 10?4?2投影显示中的图像信号放大器385 10?4?3CRT投影型389 10?4?4其他投影型391 10?5课题与展望393 附录： 電子显示技术常用缩略语注释396 参考文献406

电磁脉冲对大鼠脑组织和血清SOD、MDA含量的影响，周艳张亚美，目的 研究宽频谱电磁脉冲（EMP）对大鼠腦组织和血清SOD活性、MDA含量影响分析EMP对大鼠的脑组织和血清的氧化损伤效应。方法 采用脉?

宇宙弦（CSs）可能是重力波（GWs）的一种重要来源由于其特殊的特性（例如圆柱对称性），已经对其进行了深入的研究 CS不仅会产生通常的连续GW，而且还会产生脉冲GW这些GW带来的能量更加集中，并且由不同的GW成分组成同时广泛覆盖低，中和高频频段 这些功能可能是对CS生成的这些GW的有趣电磁（EM）响应的基础。 在本文中我们以新颖的结果和效果，首先计算了由脉冲圆柱状GW（可能是CS发出的可能形式之一）与背景天体强磁场或广泛宇宙背景之间的相互作用所引起的扰动电磁场的解析解 通过使用爱因斯坦-罗森（Einstein-Rosen）度量的精确形式而不是通常采用的平面近似来产生磁场。 结果表明与GW脉冲相對应，扰动的EM场也呈脉冲形式并且扰动的EM场的渐近行为与能量密度，能量通量密度和Riemann曲率张量的渐近行为完全一致 相应的脉冲圆柱GW。 解析解自然会产生累积效应（由于扰动的EM场和GW脉冲的同步传播因为它们的传播速度相同，即光速）与距离成正比 基于这种累积效应，栲虑到所有星系和星系团中非常广泛存在的背景银河-超银河磁场我们首次预测了由EM对CS引起的GWs的E

在本文中，我们表示在强磁场存在下的单環量子电动力学（QED）真空双折射的非微扰计算 即使在场强大大超过Sauter-Schwinger极限的情况下，在强磁场中传播的电磁波的色散关系也指向保持真空雙折射 这提供了将扰动QED的一些预测扩展到任意磁场值的能力，例如脉冲星附近的电磁波延迟或波极化状态变化（在PVLAS中测试） 这种扩展茬天体物理学中尤为重要，因为某些脉冲星和磁星的磁场大大超过了量子磁场的极限因此在这种情况下对扰动QED效应的估计需要澄清。

无線充电器的设计及制作doc,基于现在中国市场上还没有真正的无线充电的产品我们利用电磁感应的基本原理结合模拟数字基础理论设计制作叻智能无线充电系统。此作品内部应用电流控制型脉宽调制集成电路来驱动场效应管从而产生高频振荡脉冲通过电磁感应向外界传送能量，通过接收电路把磁场能转化成电能从而实现对用电设备的充电（此作品以手机电池充电为例）其系统经济实用，市场前景极其广阔

PID控制规律的脉冲传递函数

电力系统分析 就是励磁系统那一塊的 一种仿真软件里边的叫matlab 谢谢大佬们了

• 根据工业缝纫机的性能提出了┅套以DSP为核心的永磁同步电机控制系统设计方案。详述了其关键部分的功能与实现方法设计了电路原理图，完成了系统软、硬件设计和系统的安装;并对样机系统的各项性能进行了测试很好地实现了系统的调速范围宽、定位精度高的要求，增强了产品的市场竞争力传统嘚工业缝纫机，主轴驱动大多采用离合器电机缝制过程中的动作都靠机械和人工配合完成，存在效率低、体积大、调速范围窄、位置控淛难、自动化程度低另一方面，传统的工业缝纫机由于主轴驱动靠离合器电机，通电后不管机器是否正处于缝制状态电机都一直在高速运转耗电，不能实现有缝制动作时机器运转没有缝制动作时机器停止，从而造成了大量电能浪费 系统设计完成的是整体电控缝纫機的总体技术方案，它是完成电控缝纫机设计的最关键的一个步骤该电控系统主要包括控制器、驱动器、电机、编码器、传感器、电磁鐵等几个部分，系统框图如图1所示     控制器 图1的控制器作为工业缝纫机控制系统的核心，一方面产生伺服电机驱动信号送给驱动器控制縫纫机完成定针位，并完成各种不同线迹的控制功能另一方面产生开关信号给功率开关电路，完成缝纫机的剪线、拨线、前后加固、抬壓脚等动作控制器的动作需要电机编码器信号、机头同步信号、脚踏板加减信号、电机电流传感器信号等信号的参与运算，以协调整个機器完成相应动作该控制器的硬件电路如图2所示。 通过电流传感器测量逆变器输出的定子电流iA、iB经过DSP的A/D转换器转换成数字量，并利用iC=-(iA+ iB)計算出iC通过Clarde变换将电流iA、iB、iC变换成旋转坐标系中的直流分量isq、isd，isq、isd作为电流环的负反馈量利用增量式编码器测量电动机的机械转角位迻qm，并将其转换成电角度qe和转速n电角度qe用于参与Park变换和逆变换的计算。转速n作为速度环的负反馈量给定转速nref与转速反馈量n的偏差经过速度PI调节器，其输出作为用于转矩控制的电流q轴参考分量isqrefisqref和 b直角坐标系的定子相电压矢量的分量Vsaref和Vsbref。当定子相电压矢量的分量Vsaref、Vsbref和其所茬的扇区数已知时就可以利用电压空间矢量SVPWM技术，产生PMW控制信号来控制逆变器 驱动器 驱动器是系统的功率变换部分，是驱动电机运转嘚关键部分该部份包括整流、逆变、前置驱动、SVPWM驱动输出、电流检测及多种保护功能。硬件电路如图4所示电流环的运算需要DSP对电机相電流的检测 ，该系统设计只需要采集两相的电流(图3中iAiB)，根据电流定理就可以知道第三相的电流了本系统所采用电流传感器为LEM(莱姆)公司嘚LTS6-NP，如图4中U2U3，其为霍尔型电流传感器图4中的IR2136(U1)是IR公司的高压IGBT驱动器，它接受来自DSP的6路PWM信号处理后驱动图4中6只IGBT(Q1-Q6)，产生SVPWM信号控制永磁同步电机的运转，以达到理想的伺服控制性能 永磁同步电机精确控制离不开编码器，DSP只有通过对编码器A、B信号及U、V、W信号的检测计算才能完成电机仍至整个系统的精确控制。另一方面我们只有自己设计并制作编码器，才可将价格降到最低限度图5为编码器硬件图，U1(HEDS9701)采集A、B信号PH-U、PH-V、PH-W三只光电开关检测产生U、V、W信号，它们与码盘一起装在电机内检测电机转速、判断转子位置，并将采集信号送给DSPDSP(TMS320F2406)内部带囿正交编码模块，从编码器输出的正交信号输入DSP的PHASEA引脚和PHASEB引脚内部的正交编码模块将信号进行四倍频，再由位置计数器计数从而可以确萣转子的速度和位置     PHASEA和PHASEB的输入信号首先必须通过一个干扰信号滤波器，该滤波器可以数字延时可以滤除毛刺，保证只有真正的信号才進行计数同时对于只用单个信号的控制，均可配置为单个的脉冲计数对于一个高速转轴编码器，转轴速度可以通过计算每单位时间内位置计数器的变化值来得到对于电机低速时，由于输入PHASEA和 PHASEB与通用定时器相连均可作为输入捕捉引脚可以利用定时器测量正交相位之间嘚时间周期来得到高分辨率的速度测量。定时器模块利用一个16位的计数器通过对总线时钟的分频来计数。对于一个1000齿的编码器来说通過利用定时器测量速度可以精确测量到0.15转每分。 机头同步定位器 编码器是装在电机里而机头同步定位器则是装在机头里，它们均属于传感器的范畴微机控制缝纫机的一个重要指标是停机位置的准确度，这里包括上针位和下针位的停机所以，缝纫机在这两个位置必须各給出一个信号DSP才可以通过检测这两个信号来控制电机停止，这是机头同步定位器的主要作用另外电机运转通过皮带与机头连接传动，皮带可能存在打滑现象只有结合电机编码器信号与机头同步信号，才能准确判断系统状态从而保证系统运转在最佳状态。上下针位信號的产生主要是依靠安装在机头上的两块极性相反的磁铁(跟着电机旋转)对两个相反安装的开关型霍尔传感器(固定)作用，即每块磁铁仅对應一个传感器起作用当机头旋转到上针位或下针位位置上时，相应的开关霍尔传感器因为磁场到达其跳变的阈值而产生输出跳变，也僦是需要的开关信号即机头同步信号。我们选用Allegro公司的U3144应用方便，性能稳定 目前该缝纫机控制系统已开发成功，并进行了小批量生產从实际使用效果看，该控制技术实现了缝纫机针位控制的快速性与准确性保证了高低速运行的平稳性，同时使缝纫机具备了自动剪線、自动拨线、自动前后加固的功能基于DSP的磁场定向控制技术是运用于缝纫机电气控制系统的突破口，它的成功开发其意义不仅在于鈳以在工业缝纫机电控系统中获得较高的性能，另外可将该技术演化到其他种类的缝制纺织设备中去以实现针位控制的快速性与准确性。

• 抖动测量一直被称为示波器测试测量的最高境界传统最直观的抖动测量方法是利用余辉来查看波形的变化。后来演变为高等数学概率統计上的艰深问题抖动测量结果准还是不准的问题就于是变得更加复杂。 时钟的特性可以用频率计测量频率的稳定度用频谱仪测量相噪，用示波器测量TIE抖动、周期抖动、cycle-cycle抖动但是时域测量方法和频域测量方法的原理分别是什么? TIE抖动和相噪抖动之间的关系到底是怎么推導的呢? 抖动是衡量时钟性能的重要指标，抖动一般定义为信号在某特定时刻相对于其理想位置的短期偏移这个短期偏移在时域的表现形式为抖动(下文的抖动专指时域抖动)，在频域的表现形式为相噪本文主要探讨下时钟抖动和相噪以及其测量方法，以及两者之间的关系 1 抖动介绍 抖动是对时域信号的测量结果，反映了信号边沿相对其理想位置偏离了多少抖动有两种主要成分：确定性抖动和随机抖动。确萣性抖动是可以重复和预测的其峰峰值是有界的，通常意义上的DJ是指其pk-pk值;随机抖动是不能预测的定时噪声分析时一般使用高斯分布来菦似表征，理论上可以偏离中间值无限大所以随机抖动是没有峰到峰边界的，通常意义上的RJ指标是指其RMS值可以根据其RMS值推算其在一定誤码率时的值。目前最常用的分析方法是使用双狄拉克模型该模型假定概率密度函数两侧的尾部是服从高斯分布的，高斯分布很容易模擬并且可以向下推算出较低的概率分布。总抖动是RJ和DJ概率密度函数的卷积     但是，业界对于高斯分布能否精确地描绘随机抖动直方图的尾部还存在争议真正的随机抖动是遵守高斯分布的，但实际的测量中多个低幅度的DJ会卷积到一个分布函数这导致测量出的概率密度分咘的中心接近高斯分布，而尾部却夹杂了一些DJ所以，真正的RJ可能只占高斯模型的抖动的一部分测量中RJ可能被放大了，同时总抖动也会被放大 2 抖动测量 时钟抖动通常有三种测量方法，对应于TIE(Time Interval Error 时间间隔误差)、period(周期抖动)和Cycle-Cycle(相邻周期抖动)三种抖动指标 TIE抖动(时间间隔误差)，以被测时钟沿与理想时钟沿之间的时间差为样本即以图中的TIEn为样本，通过对很多个样本进行统计分析表征时钟沿与理想时钟沿偏离值的變化、分布情况，如下图所示：     Period Jitter(周期抖动)以时钟信号的周期做样本，即以图中的Pn做样本通过对很多个样本进行统计分析，表征时钟信號周期Pn的变化、分布情况对于保证数字系统中的建立保持时间规范很有意义。如下图所示：     Cycle-Cycle Jitter(Cycle-Cycle抖动)以时钟信号相邻周期的差值做样本，即以图中的Cn做样本通过对很多个样本(1K~10K)进行统计分析，表征时钟信号相邻周期变化值的变化、分布情况一般用于需要限制频率突变的场匼。如下图所示：     TIE、Jperiod和Jcycle-cycle三种抖动指标之间的关系如下： 三者的关系可以用下图表示：   相位噪声反映的是单载波信号的频谱纯度如果没有楿位噪声，信号的所有功率都应集中在其振荡频率f0处(下图左Carrier)这个理想信号用Asin(ωt)表示。由于存在相位噪声(下图左Noise)相当于在理想信号上调淛了一个Φ(t)相位信号，此时整个信号表示为Asin(ωt+Φ(t))在频谱上体现为一部分功率扩展到相邻的频率中去，形成边带(下图右)相噪定义为单边帶某一给定偏移频率fn处1Hz带宽内的功率Pn与信号总功率Ps比值的对数，即 10lg(Pn/Ps)相噪以dBc/Hz@fn为单位来表示。这里dBc的含义是某频点功率与信号总功率的比值(丅图右)对应于时钟相位偏移与时钟周期的比值。     4 相噪测量 相噪测量一般使用相噪仪进行由于技术发展，现在相噪仪不仅可以测量相噪还可以分析电源等其它信号的噪声，所以相噪仪也称为信号分析仪相噪仪的原理与频谱仪类似，但是更加精密并增加了一些特定的汾析功能，因此使用频谱仪也可以粗略地测试相噪相噪仪测试相噪有多种测量方法，但使用最广泛的还是频谱分析法和鉴相法这两种测量原理 4.1 频谱分析法 频谱分析法是对时钟信号进行频谱分析，先测量信号总功率Ps再测量某一偏移频率出的功率Pn，再经过计算便可得到该被测时钟的单边带相位噪声频谱分析法是一种简单直接的相噪分析技术，适宜于测量漂移较小但相位噪声相对较高的信号;但是频谱分析法不能分辨出调幅噪声和相位噪声测试波形不太完美的时钟信号相噪时会存在较大误差;另外由于频谱仪的动态范围和最小分辨带宽的限淛，测量精度受限 4.2 鉴相法 鉴相法采用外差混频方式将被测时钟信号转化至中频，在中频用一个锁相环提取出被测时钟信号的载波信号洅将该信号与被测信号正交鉴相，从而提取被测时钟信号的相位噪声Φ(t) 处理后得到频域相噪SΦ(f) ，进一步积分可以得到L(f) L(f)对应于RMS相噪。鉴楿法的优点是动态范围大相噪电平采用低噪放大器提高灵敏度，并且可以分辨调幅噪声和相位噪声   [!--empirenews.page--]   另外，鉴相法还可以进一步增加互楿关技术来增加灵敏度互相关技术是将两路鉴相法组合起来，对其输出信号执行互相关操作待测时钟的噪声通过每路通道仍然是相关嘚，不受互相关影响;每路通道内部产生的噪声是不相关的被互相关操作抑制。引入互相关技术后无需特别精密的器件就可以实现更高的測量灵敏度   5 抖动与相噪分析及转换 5.1 相噪转化为抖动的计算 相位噪声到抖动的转化，可以有如下的公式推导 频率f1到f2的相噪频谱积分可得箌相噪Φ(t)的RMS值的平方(RMSΦ(t))2：     其中，SΦ(t)为相噪频谱L(f) 为积分后的相噪。由于相噪曲线为不规则曲线运算量很大，实际测量时该积分运算由仪器完成   从下面的测量可以得到10Hz到30MHz的积分相噪是-51.5dBc，以该测量为例计算：     5.2 相噪与抖动测量值的比较 下面四幅图分别是时域的TIE、Jc-c、Jperiod和频域的相噪可以看到四个测量值有很大的差异，原因可能有以下几点： ● 相噪测试时设定了具体的积分带宽这个带宽一般在几十兆Hz以内。而时域抖动测试并没有带宽限制其带宽限制只取决于示波器仪器本身; ● 仪器在测量过程中引入噪声，这里示波器的底噪大于相噪仪引入的噪声会更大些; ● 相噪仪只是观察到每一个时刻的噪声，示波器可以累积观察一段时间的噪声; ● 相噪测试时以输入信号本身的频率作为基频忽略了信号的频偏;而示波器测量TIE时会以理想时钟作为参考。     6 小结 抖动测量就像是盲人摸象每种方法都有其局限性。工程师需要深入了解系统的抖动的要求以及各种抖动测量技术的原理和优劣，根据需要选择合适的抖动测量评估方法

• [编者按] 电动机系统节能工程是国家發改委制定的国家中长期节能规划中的重点工程。 目前我国各类电动机总装机容量约4.2亿kW实际运行率比国外低10%~30%，用电量占全国总用电量的 60%咗右如果对这些电动机进行优化改造，推广变频调速、自动化系统控制技术使运行效率提高2 个百分 点，年节电就可达到200 亿kW·h 为了推廣变频技术在各行各业中的应用，普及变频技术的理论知识本刊特邀徐甫荣高工，专门撰写一辑 “变频技术应用讲座”分6 期刊出。主偠面向应用变频技术的初学者从电动机及电力拖动的基本知识入手， 由浅入深地讲述变频技术的工作原理通过工程应用实例，分析应鼡变频器时会遇到的问题提出解决方案， 指导生产一线的工程技术人员将变频技术用于自己的实际工作中 1 电机的基本知识 1.1 电机的分类 甴于电能的生产、输送和使用都比较方便，因而电能得到了广泛的使用在电能的生产、输送和使用过程中，电机起着重要的作用电机主要有： 发电机生产电能的设备; 变压器(静止电机)输送电能的设备; 电动机使用电能的设备。 电动机又可以分为：     1.2 异步电动机的机械特性 1.2.1 固有機械特性 直接起动也就是全压起动是一种最简单的起动方法。显然这时起动电流比较大，可达额定电流的4耀7倍根据对国产电动机的實际测量，某些笼形异步电动机甚至可达到8耀12 倍!同时起动电流的大小与电动机起动时所带的负载的大小有直接的关系。             对于须经常起动嘚电动机过大的起动电流将造成电动机发热，使绝缘老化影响电动机的寿命;同时电动机绕组(特别是端部)在电动力的作用下，会发生变形可能造成短路而烧坏电动机，甚至会使转子笼条断裂和与端环的焊接处开裂;过大的起动电流也会使线路压降增大，造成电网电压显著下降而影响到接在同一电网的其他异步电动机的工作有时甚至会使它们停下来或无法带负载起动，这是因为电动机的起动转矩Tst 与最大轉矩Tm 均与电网电压的平方成正比若电网电压降低太多，会使Tst和Tm降到低于Tz 电动机就会停转。 一般规定异步电动机的功率低于7.5 kW 时允许直接起动，当电动机功率大于7.5 kW而电源的总容量较大，能符合式(9)的要求时电动机也允许直接起动。     如果不能满足式(9)的要求则必须采用降壓起动的方法，将起动电流I1st 限制到允许的数值 3.1.2 降压起动 由于电动机的起动转矩Tst 与最大转矩Tm 都与定子所加电压的平方成正比，任何降压起動的方法都只适合于可轻载起动的电动机一般允许的起动转矩为额定转矩的60%以下。降压起动方法有以下几种 1)定子串电阻(包括水电阻)降壓起动电阻上 有能量消耗，但起动阶段的功率因数较高 2)定子串电抗器降压起动电抗器本身的功率消耗较小，但有励磁或控制的功率消耗且功率因数较低，成本较高 3)自耦变压器降压起动起动是有级的，一般有0.65Un0. 80 Un 抽头，如图10所示 4)星形—三角形(Y-D)起动如图11所示，只适用于空載或轻载起动的负载且只适用于吟接法运行的电动机。因为当电动机的定子绕组由吟接法改为Y型接法以后加在绕组上的电压为原来的1/姨3 ，则电动机产生的转矩为原来的1/3所以只适用于起动转矩为额定转矩的1/3以下的负载，且通过开关控制有二次冲击。 5)延边三角形起动如圖12所示 6)电子式晶闸管移相控制软起动器如图13 所示。         3.1.3 变频软起动 是电动机最好的软起动方式它的优越性有： 1)可实现平滑的连续升频软起動; 2)可实现无起动过电流; 3)对电网和生产机械无冲击; 4)可减小电路容量，在同样的电源容量下即可     增加电动机的装机容量节省电网投资。 3.2 三相繞线转子异步电动机的起动方法 3.2.1 转子串联电阻起动 绕线转子异步电动机转子串电阻起动不仅可以达到减小起动电流的目的，还可以增大起动转矩减少起动时间。因此绕线转子电动机比笼型异步电动机有较好的起动特性，适用于功率较大的需重载起动的场合如球磨机等。 3.2.2 转子绕组串联频敏变阻器起动 转子串联电阻起动时电阻上有功率损耗，转子串联频敏变阻器起动就像定子串联电抗器起动一样损耗很小，且具有结构简单、价格便宜、制造容易、运行可靠、维护方便、能自动操作等多种优点已获得大量应用。 3.3 同步电动机的起动方法 同步电动机相对于异步电动机来说有很多的优点但是同步电动机起动困难。为了解决同步电动机的起动问题在同步电动机的结构上采取了一些措施，把类似于异步电动机的鼠笼型转子绕组装到了同步机的极靴上，鼠笼式绕组的导条用的是电阻率较高的的黄铜或铝青銅在导条的两端用端环联成一体，叫做起动绕组有了起动绕组以后，当定子绕组接上电源便能产生异步转矩，使同步电动机转起来这个过程与鼠笼式异步电动机的起动过程是一样的。 但是异步电动机的转速是达不到同步速的，不过与同步速已经很接近了(95% ~97%同步速)峩们称之为亚同步速。当同步电动机用异步起动使其转速达到亚同步速时，立即给它的励磁绕组通入励磁电流将它牵入同步，这就是哃步电动机的异步起动方法 同步电动机起动时，由异步牵入同步的过程是一个复杂的过渡过程还不一定能够成功。一般地说在牵入哃步前转差率越小，同步电动机的转动惯量越小负载越轻(一般是空载起动)，牵入同步就越容易还有，在起动时励磁绕组也不能开路，否则在大滑差时，旋转磁场会对它感应出一个较高的电动势这个电动势有可能会损坏它的绝缘。但是起动时如果把励磁绕组短路嘚话，又会在励磁绕组内产生一个比较大的感应电流这个电流与气隙磁场作用会产生单轴转矩，单轴转矩太大有可能会使同步电动机嘚转速起动不到同步速。解决这个问题的办法是在励磁绕组回路里串联一个电阻R 后再闭合这样就可以大大地减小单轴转矩。一般这个电阻R=10 Rf(Rf是励磁绕组的电阻)即可 自上世纪80年代以来，由于电力电子技术的高速发展对于大型同步电动机的起动可以采用一种软起动的方式：使用由晶闸管组成的高电压、大容量变频起动装置，通过调节整流器输出的直流电压大小采用自控式逆变(LCI)方式改变同步电动机的输入频率，使电动机始终在同步状态下从静止起动加速平滑地加速到电机的同步转速，再将电机并入电网运行 这种起动装置的容量只需要电動机容量的1/4即可。起动加速时功率消耗小并且可以用在多台同步电动机循环起动的场合，用一套起动装置顺次起动数台同步电动机以便节省投资。电动机是在同步转速下并入电网对电网系统不存在冲击，因此是一种比较理想的起动装置例如我国上海宝钢一号高炉的夶型鼓风机电机就是用一台同步电动机驱动的，它的容量为12 000 kW它使用了一套4 800 kW的晶闸管变频器作为起动装置，使电动机能在高效率、高功率洇数下起动起动时间短，运行可靠

• 介绍一种以透射比浊法为设计原理，单片机89C52为核心的96通道高速抗凝血药物筛选平台 该仪器自动完荿血液(血浆)凝血时间的实时检测及数据采集，数据采集的精度、速度及灵敏度较传统的凝血时间测量仪器有较大的提高提出了将凝血时間测量用于相关药物筛选的新途径。 血液凝固的过程非常复杂的生物体在正常生理状态下，血液中的凝血系统与抗凝血系统处于自我调節的一种平衡状态如果这种平衡被破坏，就会形成凝血系统疾病现在临床上最常用的抗凝血类药物是肝素，这种药物虽然有很好的抗凝血效果却伴随着血和血小板减少等副作用，而且当患者本身患有弥散性血管内凝血等疾病时便无法采用现有的口服类抗凝血药物(如節丙酮香豆素[1])的使用效果又不甚理想。因此新型抗凝血药物的研制工作是非常必要的。 进行抗凝血药物开发的第一步就是要检验药物的忼凝效果也就是凝血时间的检测。现在际上普通认可的测量凝血时间的指标主要有两个：凝血酶原时间(Prothrombin Time,PT)和活化部分凝血活酶时间(Actived Partial Thromboplastin Time,APTT)这两個指标是 由国际血液学标准化委员会(ICSH)、估计血检与止血委员会(ICTH)和美国临床检验标准委员会(NCCLS)联合制定分布的[2]。PT和APTT不仅能取代传统的Duke法出血时間和玻片法凝血时间而作为新的临床止血功能指标并且能为抗凝血药物开发过程提供更好的监控指标。 正常的凝血过程时间很短即使加入抗凝剂，也不会超过1分钟正常情况下，PT不会超过20秒这给手工测量带来了很大的困难。为了寻求方便的检测途径国内外许多企业巳经开始研制相关的自动化凝血时间测量仪，并且已经投 放市场如德国TECO公司的TEChrom IV plus 4通道半自动血栓/止血测定仪;法国BIOCHEM公司STAGO全自动血栓/止血分析仪等这些凝血测量仪虽然可以完成一个或几个样品的同时检测，但是仍然沿用临床检测的套路检测速度有限，样品用量比较大样品波夶都固定于仪器上，清洗不方便同时价格也相当昂贵，不适用于药物开发 为了提高凝血测量仪的性能，同时满足高通量的药物筛选的需求我们利用单片机设计了一套新型的凝血时间自动检测仪，目的在于为新药开发质量控制提供便利这台小型的凝血时间测量装置(体積仅30cm×20cm×12cm)不仅能够进行96路并行实时检测，而且样品用量少(20μl)灵敏度高(0.1秒)，具有很好的应用前景 1 测量原理 血液的凝固从物理上来讲就是非溶性纤维蛋白形成的过程，而且在很短的时间内非溶性纤维蛋白的数量会陡然增加这样，整个血液的透光率就会迅速降低(浊度升高)┅段时间后就会渐渐变缓。通常我们所测量的凝血时间也就是指非溶性纤维蛋白形成的起始阶段即浊度变化达到三倍信澡比的时间。 透射比浊法正是利用了血液在凝血过程中浊度突然升高的原理来设计的只要检测器件具有足够的灵敏度，就可以检测出血液凝固的时间 2 檢测仪设计 2.1 样品池设计 检测仪采用标准平底透明96孔板作为样品池，其上、下方分别为一一对应光敏二极管和发光二极管样品池采用抽屉式结构。每次使用可以将抽屉拉出放上96孔板，再加入凝血试剂和血液(血浆)然后启动检测开关，开始数据采集 2.2 电路设计 由于通过光敏②极管接收到的电压信号变化量往往比较低(几个mV)，对于光源手检测器件的选择至关重要的因此，在仪器设计以前首先选用了几个不同嘚发光二极管(以下简称LED)和与其对应的光敏二极管对凝血过程透光率进行了实测相应的理论计算。     图1所示为光敏二极管的基本电路二极管兩端的电流为：     式中，I为通过不敏二极管的电流Is为反向饱和电流，VD为二极管两端电压VT=kT/q称为混度进行当量，其中k为玻尔兹曼常数T为热仂学温度，q为电子的电量在300K时，VT≈26mV反向偏置时，只要|VD|大于VT几倍以上I=-Is，其中负号表示反向电流 实验证明，光敏二极管的反向电流在┅定范围内与LED上的加载电压存在正比的函数关系如图2所示。这是因为LED正常发光过程中LED加载电压与输出光强存在正比关系;光敏二极管的反向电流与其吸收光强也存在正比的函数关系。根据这一点我们可以做如下推断： 假设通过光敏二极管的吸收光强为φ，则 I=-Is=Cφ+m≈Cφ 其中C與m为仅随温度而变化的因子，m≈0     与光敏二极管串联的电阻R两端电压V=IR=CφR，并有：φ=φ0+Δφ，V=V0+ΔV,V0=CRφ0, ΔV=CRΔφ。其中，V0和φ0为凝血反应开始之前R電阻两端的电压与光敏二极管的吸收光强

• 1 变频器节能原理 以往风机、水泵的风(流)量是通过挡板(阀门)来调节的，大量的能量被挡板和阀门皛白浪费据统计，目前使用的风机、水泵大约有25%~60%的能量是无谓消耗根据风机、水泵原理我们知道     2 设备基本情况与改造方案 某洗煤厂有185 kW嘚渣浆泵两台，采用软起动器起动长期处于高速运行状态，电流280 A能耗很大。因不能调节速度渣浆水一直溢出沉降池，从回流 管道逆鋶到渣浆泵进口处的储液池使渣浆泵长期低效率工作，造成大量能源浪费(见图2)为响应国家建设节约型社会号召以及省发改委节能文件偠求，决定对其进行节能改造具体改造方案如下。     保留原有的软起动装置和变频器一起控制电机，软起动作为工频旁路备份使用即當变频器有故障时，改为软起动运行 采用一台变频器带一台渣浆泵的方式。具体改造办法为：关闭回流阀采用水位闭环控制方式，在池内壁上安装液位传感器利用变频器的PID 调节功能，当水位到达时变频器频率下降，渣浆泵以低速运转水位越高，转速越低;水位越低转速越高。 同时将水位信号传送给控制柜使操作人员能适时了解液位状况。通过此控制保持渣浆池内的循环基本不变电机在空载或輕载运行时，通过检测负载电流在原有的特性曲线的基础上减小输出电压，达到节能的目的 2.1 变频控制原理图 经过调研分析，此渣浆泵變频改造选用的变频器为美国EMERSON公司的EV2000变频控制原理如图3所示。 2.2 变频器参数设置 变频器参数设置如表1所列表中F0 组为基本运行参数;F5 组为过程闭环 控制参数;F7组为端子功能参数。 3 变频调速的优势 1)电路板采用三层防护处理具有防尘，抗潮抗干扰等功效，针对洗煤厂的恶劣工作環境(高煤尘、高潮湿度强干扰)，同时采用先进的电路结构设计减少了输出侧的电流谐波，提高了功率因数解决了对电网的谐波污染，无需任何滤波或功率因数的补偿装置 2)电动机实现了真正的软启动、软停止，变频器提供给电机的无谐波干扰的正弦波电流峰值电流囷峰值时间大为减少，可消除对电网和负载的冲击避免产生操作过电压而损伤电机绝缘，延长了电动机和风机、水泵的使用寿命同时，变频器设置共振点跳转频率避免了风机、水泵处于共振点运行的可能性，使风机、水泵工作平稳轴承磨损减少，启动平滑消除了機械的冲击力，提高了设备的使用寿命 3)变频器自身保护功能完善，同原来继电保护比较保护功能更多，更灵敏瞬间过流保护(超过200%额萣电流峰值)10 μs，动作有效过流保护(150%额定电流)3 s动作过载保护(120%额定电流)1 min动作，大大加强了对电动机的保护 4)调速段内的设备调节和优化控制甴DCS完成与集控系统完美结合，通过RS485和RS232接口与集控系统通讯并通过集控系统实时监控泵的工作情况。DCS负责采集模拟量、开关量等信号变頻器输出的模拟量、开关量信号全部进入DCS系统，形成闭环控制同时实现相关辅机联锁功能等。 5)采用变频调节实现了挡板、阀门全开，減少了挡板、阀门节流损失且能均匀调速，满足调峰需要节约了大量的电能，具有显著的节电效果 6)整机的运行噪音改善明显。采用液力耦合器时无论是低速还是高速，由于电机均处于工频运行整机的噪音达到90 dB左右，但是进行变频改造后整机的运行频率下降至40 Hz左祐，电机的运行噪音明显下降低于80 dB，在低速运行时基本上听不到噪音达到65 dB 以下，极大地改善了现场的噪音污染 7)由于电机低速运行以忣工作在高效率区，电机的温升和轴承温升下降明显电机温升由采用液力耦合器时的59℃下降至44℃，电机的前后轴承的温度都相应下降延长了电机系统的使用寿命。 8)低负荷下转速降低减少了机械部分的磨损和震动，泵的维修周期延长节省了大量的检修费用。 9)日常维护保养工作量和费用下降采用液力耦合器估计每年的维护费用在2万元左右，采用变频器后这项费用下降为数千元左右。 10)调速范围宽采鼡液力耦合器调速范围具有相当大的限制，采用变频器后实现智能调速，系统调频范围0～50 Hz增强了工艺调节能力。         4 系统其他配件 4.1 传感器嘚选用及其性能 此系统中的液位传感器选用西门子LR200系列 SITRANS LR 200 是两线制供电，利用的是先进的5.8 GHz(北美是6.3 GHz)脉冲雷达技术的连续物位测量仪表此仪表由一个耦合天线的电子部件和过程连接组成，易于安装启动简单，既可以使用本地红外手操器也可以从远程使用SIMATIC1 PDM，通讯协议采用HART2协議 SITRANS LR 200有两种型号： 1)通常用途(无危险的); 2)本质安全(有适当的隔离栅栏)。 有大范围的过程连接和天线选项可以配合任何结构的容器 SITRANS LR 200 设计并应用於液位测量时，应包括： 1)储存液体的容器; 2)有轻微震动的过程容器; 3)液体; 4)泥浆 本系统选用的LR200，用于监测沉降池的水位的高低通过水位的高低，反馈给变频器形成闭环控制，以达到保持水位恒定的目的 根据系统要求，需要设置的参数： 1)选择辅助读数的语言选项或数值(P010)初始值0; 2)选择测量模式，即物位指空间或者距离(P001)，1; 3)设置物位变化的响应时间(P003)2; 4)选测量单位(m，cmmm，ft或in)(P005)1; 5)选择过程空液位(P006)，3.5 m(根据容器的大小高低來确定); 6)设置量程(P007)3.06 m(根据要测量的高低来确定); 7)忽略物质回波前的错误回波，设置自动虚假回波抑制距离(P838)初始值; 8)自动虚假回波抑制有效(P837)，初始值 4.2 仪表的选用及其性能 仪表选用晖祥仪表HWXP 系列数字显示控制仪，型号为HWXP-C803-01 和HWXP-C803-02 两种仪表HWXP-C803-01不带压力变送，只用于显示变频器的频率;HWXP-C803-02带压力變送用于显示沉降池的液位。 5 节能分析 随着科技的发展变频技术日益成熟，变频器以其优异的调速性能显著的节能效果，已被广泛應用于各行各业变频调速是电气传动的发展方向。对洗煤厂渣浆泵进行变频调速改进后的成功运行及显著的节能效益证明变频调速大囿作为。

• Hz)它在很多领域有着广泛的应用，如污水处理、化工、煤矿、电力、轧钢、船舶等 ACS 6000 中压传动控制系统主要可分为ACS 6000SD(同步电动机)及ACS 6000AD(異步电动机)两大类，它具有模块化的结构可根据机械和环境、力矩和速度、网络和成本的不同需求来进行配置，对于不同的应用有四種不同类型的配置模式： 单电机传动配置;多电机传动配置;重复传动配置; 冗余传动配置。 1 ACS 6000 变频器的模块组成 ACS 6000变频器的结构组成如图1所示包括： 1)有源整流单元(ARU) 6 脉波自换流电压型整流器; 2)逆变单元(INU) 6 脉波自换流电压型逆变器; 3)电容单元(CBU) 过滤和平滑DC 母线上的直流电压; 4)终端单元(TEU) 高压进出电纜的接线终端部分; 5)控制单元(COU) 控制系统; 6)水冷单元(WCU) 系统的水冷散热单元; 7)输入滤波单元(IFU) 用于ARU 的谐波滤波器(根据供电网络要求配置); 8)电压限幅单元(VLU) 动態直流电压的限幅电路; 9)电阻制动单元(RBU) 集成制动电阻的直流斩波器; 10)制动斩波单元(BCU) 与外部制动电阻配合使用的直流斩波器; 11)励磁单元(EXU) 6 脉波晶闸管橋式整流，其输出为同步电动机的励磁绕组供电 以上模块可以根据现场实际情况进行组配。 2 DTC直接转矩控制 直接转矩控制的根本依据是基於以下两个简单公式：     DTC 技术相对于PWM 调制技术和矢量控制技术有以下优点 1)转矩响应时间比矢量控制或PWM 调制控制方式快很多，直接转矩控制嘚响应时间为25μs矢量控制或PWM 调制控制的响应时间为1~3 ms。原因是DTC 控制回路里无固定的电机模型它的计算依据是一个自适应的电机模型。 2)DTC直接转矩控制是直接对电机电磁场进行控制力矩、磁场在每一循环均受控，用软件进行正确的触发计算(软件可以精确地计算出正确的IGCT触发時间)不受固定模型控制，计算依据自适应电机模型它以电机的基本固有数据为依据进行设置。 直接转矩控制是交流传动方面独特的电機控制方式逆变器的导通与关断由电机的核心变量———磁通和转矩直接控制。因此具有最小的转矩纹波精确的静态速度和转矩控制。 ACS 6000的DTC功能流程为： 1)在运行过程中每间隔25 μs 将实际测量的电机电流值、电机电压值、IGCT 开关位置量送入电机模型中进行计算，得出精确的电機转矩和磁通把结果送入转矩与磁通比较模块，同时计算出当前实际速度值并将其送入速度控制模块。 2)速度给定值送入速度控制模块與由电机模型计算出的当前实际速度值进行PID 调节所得结果送入转矩给定调节器。 3)同时给定的转矩值也会送入转矩给定调节器与速度控制模块的结果进行对比、调节结果送入转矩磁通比较器，与电机模型所计算出的转矩、磁通进行比较最终得到逆变器IGCT的最佳触发时间与朂优的开关位置(PWM 调制技术中，逆变器的开关是由预先设定好的方式进行的而不是根据实际情况来定的，因此在响应时间方面比DTC 调制技术慢)然后由触发逻辑功能块去发出执行命令。 简单地说DTC控制是先进入速度控制环，再进入力矩控制环 3 ACS 6000变频器的模块分析 3.1 ARU有源整流单元 ARU 整流单元是采用IGCT技术的自换流6 脉波、三电平、电压型PWM整流器。集成门极换流晶闸管IGCT是基于非常成熟的GTO 技术专为中压变频器开发的功率半導体开关器件，它使变频器的设计从根本上降低了复杂程度提高了效率和可靠性。 IGCT 集IGBT 的高速开关特性和GTO 的高阻断电压和低导通损耗特性於一体 当交流输入电压为3 160 V，ARU单元直流输出电压为4 840 V而依理论知常用的二极管全波整流输出的直流电压为交流输入电压的1.35 倍，则二极管整鋶输出电压为4 266 V4 840 V > 4 266 V? 这是因为在直流母线处有储能电容单元CBU，CBU 中有大容量电容器能存储能量，从而保证直流回路的电压恒定根据电机的运荇模式(电动、制动)，ARU分别从电网获取能量或向电网注入能量来实现能量的双向流动 3.1.1 功率因数控制通过选择适当ARU脉冲触发模式，使变压器嘚电流与线电压具有相同的相位从而使系统的功率因数cos渍为1。变压器是感性负载要使功率因数为1，就要对其进行补偿使其总体呈阻性负载特性，因此ACS 6000 系统在直流侧增加了CBU 电容柜以容性负载的超前特性来抵消感性负载的滞后，这样就要求能量能经过ARU 进行流动而ACS 6000 系统吔具备了让ARU反向逆变的功能，使ARU 实现反向逆变功能是由ARU的控制板AMC3来控制的     3.1.2 公共直流母线 所有的整流模块和逆变模块都连接在公共直流母線上。ACS 6000是基于电压型逆变器技术设计的因此整流器和逆变器都与同一直流电容相连，可以将多个逆变器和整流器连接至同一公共直流回蕗 ACS 6000还可以组成多台电机拖动或大拖动系统。 其优点是：第一ACS 6000的模块化设计理念是建立在公共直流母线原理基础上的，仅用两种规格的逆变模块(7 或9 MV·A)就可以实现对功率范围在3~27 MV·A的任何电机或电机组供电。第二多传动配置，同步电机和异步电机的各种组合都是允许的鈳以降低系统元器件数量和占地面积。通过将多台电机集成到一台变频器的方式把某一台电机制动时产生的能量可传递到连接在公共直鋶母线上的其它逆变器，而无需整流器负担 3.2 INU三电平逆变单元 三电平逆变单元将ARU 整流输出的直流电压转变为频率可调的交流电压以驱动电機。逆变单元允许四象限运行INU 逆变单元的电路拓扑结构与ARU整流单元相同，也是自换流、6脉波和三电平的电压型逆变器 INU和ARU单元，都具有┅个交流端和一个直流端直流侧都连接到直流回路的电容上，因此整个系统是对称的每个ARU和INU都具有3组相序模块，每组相序模块是由4 块IGCT、6 个二极管、1 个箝位电路组成(IGCT 关断时正向电流必须迅速归零di/dt过大，因此利用箝位电路来吸收IGCT关断时的能量)每组相序模块都有一个专用嘚供电模块门极供电单元(GUSP)。INT板是ARU和INU的接口通信板整流器和逆变器之间的联络都是由INT板控制的，但INT板并不是主控板真正的主控板是COU 内的AMC3 板，ARU 和INU 各有一块独立的AMC3 主控板也就是说AMC3 板是整流和逆变的控制者，而INT板仅仅是AMC3板上的命令的执行机构通信连接由光纤实现。 ARU、INU柜内还囿快速短路检测板(FSCD),检测主功率回路是否发生短路;电压电流测量接口板(CVMI)高压分配板(HVD)测量的直流电压、电流信号，和来自交流电流互感器的信号在电压电流测量接口板(CVMI)上被转换成数字信号并通过光纤传输到接口板(INT)。 INU 和ARU 唯一的不同点是ARU 有2 个ASE抗饱和设备而INU则无，ASE抗饱和设备的莋用是用于吸收直流分量当ARU的三相交流进线不平衡时，会产生直流分量为了防止此直流分量进入变压器，致使变压器饱和、过热所鉯加装了ASE设备。 3.3 CBU电容储能单元 CBU 的作用是过滤和平滑DC母线上的直流电压电容单元的主要组成部分如下。 3.3.1 充电回路 由一个辅助升压变压器(输叺侧为多抽头有380V、415V、460V、500V、575V、690V，输出为A)和一个二极管整流电路组成作用是在ARU开始工作之前对直流回路进行充电，使直流回路中的直流电壓稳定在DC 4 200 V左右整个充电过程需要的时间为40 s。如不对直流回路进行预充电ARU开始工作时会产生一个很大的浪涌电流，对CBU 内的电容产生冲击破坏同时对逆变单元内的元器件构成威胁。 3.3.2 电容组 电容组是CBU 的主要部分它直接连接在直流侧的正极与中性点、中性点与负极之间。ACS 6000系統的直流侧电容的数量取决于系统容量的要求例如配置6个电容可以达到9 MV·A的系统容量，每个电容都是由2 个大的水冷电容(2×1.6 mF/2 700 V/260 A)组成 3.3.3 接地开關 通过接地开关来放掉电容内蓄存的直流高压，防止伤人起到安全保护的作用。接地开关位于接地位置时ACS 6000 系统不能工作位于断开位置時，因有柜门连锁装置而不能打开柜门 3.3.4 放电部分 如果系统有电压限制单元VLU 则不需要再加放电部分。VLU柜相当于放电电阻作用是当高压断電以后，把直流母线上的电压放出因为直流母线有高压直流电，如不放电当操作员打开柜门时极易发生触电事故。直流母线上接的CBU 柜囿蓄电、平波作用采用斩波制动放电的方法，即不停地关断斩波IGCT通过串联电阻消耗掉电容上剩余的直流电能。 3.4 EXU同步电机励磁单元 EXU同步機励磁系统是一个标准的三相晶闸管整流桥直流输出带有自动过电压保护。EXU单元的供电由三相整流变压器(400~690 V)供电采用励磁电流的PID闭环控淛，能使同步电动机的输出功率因数等于1晶闸管的触发角由励磁控制板CCB来进行计算，CCB板发出触发命令到门极驱动板GRB 为了电气隔离，在晶闸管和控制硬件之间加装了脉冲变压器 测量板MUI 通过测量励磁电流和励磁电压，送入励磁控制板CCB为励磁电流PID算法和功率因数控制提供反馈信号。触发脉冲的同步由三相同步变压器的三相同步电压来完成。 3.5 WCU水冷单元 ACS 6000水冷回路主要用于主回路功率器件的冷却控制设备和其它元件的冷却靠柜内的自然空气对流(柜门内有小型排气扇)。 两台冷却水泵和热交换器安装在WCU单元内即使系统处于运行状态，也可对WCU 单え进行维护在冗余传动中，可提供两套独立的水冷系统水冷单元向主回路功率元器件提供内循环冷却水(冷却水的温度设定为24℃)，将功率元器件产生的热量与外循环冷却水进行热交换并由过滤器、离子交换器完成内循环冷却水的净化。另外柜体内自然空气对流也参与系统的冷却。 两台冷却水泵互为热备用也可设置两台泵自动定时转换，水冷系统的所有管路无须工具即可拆装内冷却系统的温度、压仂、电导率、流量都由各种传感器监测，若电导率传感器反映电导极小则可能是传感器故障，水的电导率是一项极为重要的参数(正常的電导率值在0.15~0.22 μS/cm之间报警值为0.5 μS/cm、故障值为0.7 μS/cm)，因为水冷管路直接通过功率器件如电导率高则绝缘性能下降，有可能引起放电损坏设备因此对内循环水的水质要求很高。 4 应用注意事项 ACS 6000SD应用在丁集煤矿主井提升同步电机变频调速系统中同步电机的功率为4 000 kW，一年以来的使鼡证明该设备技术先进，输出力矩大控制精度高，总结出其在使用过程中需要特别注意以下几个方面的问题 1)WCU柜水泵输出的冷却水温喥设定为24℃。 此设定值是可以根据具体的使用环境来进行调节的通过外接装有Drivewindows软件的笔记本电脑或控制柜(COU)上对应于INU 的CDP312控制面板都可以进荇设定。 ACS 6000SD 柜体内功率器件的冷却方式是水冷因此在日常的使用中，一定要保证夏季室内环境温度为24℃如果室内温度高于柜内温度，那麼就会在柜内的元器件上形成凝结水从而造成短路或放电，损坏设备冬季如果室内温度过低的话，会造成管路中水温过低使ACS 6000 无法启動，冬季室内环境温度要保持在10℃以上 2)ACS 6000变频器的380 V交流辅助控制电源在WCU柜内，必须安装一个EMC 滤波器后再输送给其它柜体。EMC 滤波器的作用昰对控制电源进行滤波因为IGCT 频繁的关断，会在信号电缆的屏蔽层上形成过电压所以要求电源电压由EMC 滤波后输出。 3)ACS 6000的合闸顺序为整流高壓柜合闸→整流变压器达到稳态→ARU投入运行当整流变压器未达到稳态时，如果ARU 投入运行则会发生两次直流侧两电平不平衡的现象，即矗流正极与直流中点之间(DC+、DC-NP)、直流负极与直流中点之间(DC-、DC-NP)的电压不平衡丁集矿的整流变压器达到稳态的时间为10 s，此时间值在ACS 6000 的程序中设萣时间到达后会自动控制ARU投入运行。

• 该设计运用三星公司的S3C2440结合ICRoute公司的高性能语音识别芯片LD3320，进行了语音识别系统的硬件和软件设计在嵌入式Linux操作系统下，运用多进程机制完成了对语音识别芯片、超声波测距和云台的控制并将语音识别技术应用于多角度超声波测距系统中。通过测试系统可以通过识别语音指令控制测量方向，无需手动干预最后将测量结果通过语音播放出来。 1.引言 语言是人类传播信息的重要手段语音识别则是实现语音控制的关键技术。采用嵌入式语音识别技术使得设备具有功耗低、使用简便、灵活等优点摆脱叻复杂按键和按钮的困扰，在服务机器人、智能家居及消费电子等领域发挥着重要作用 2.系统构成与原理 语音识别主要包括两个阶段：训練阶段和识别阶段。在训练或识别过程中都必须对输入语音进行预处理和特征提取。训练阶段通过用户输入的若干次训练语音经过预處理和特征提取后得到特征参数，最后通过特征参数建模进而建立训练语音的参考模型库。而识别阶段是将输入语音的特征矢量参数和參考模型库中的参考模型进行相似性度量然后把相似度最高的输入特征矢量作为识别结果输出，从而达到语音识别目的如图1 所示。     图1 語音识别原理框图 语音识别技术可分为：特定人识别和非特定人识别两种特定人识别是指需要对待识别人的语音进行采集训练，识别对潒为专门的人;非特定人识别是指识别对象为大多数用户一般要采集多个人的语音进行录音、训练和学习，从而达到较高的识别率 在实際应用中，现代技术开发嵌入式语音识别有两种实现方式：调入嵌入式语音开发包和外扩语音识别芯片本文的语音识别系统方案是以嵌叺式处理器S3C2440 为核心，外扩非特定人语音识别芯片LD3320并将超声波测距模块和云台相结合作为系统的机械执行机构。系统测量过程如下：首先根据语音指令控制两自由度云台的位姿使超声波探测器指向特定方向，然后开启超声波探测器测量出前方障碍物距离，最后将测量结果转化为可以播放的二进制数据流通过LD3320的播放功能完成数据的播放。 3.硬件电路设计方案 硬件电路主要包括语音识别部分、主控部分、超聲波测距部分和舵机控制部分如图2 所示。处理器为三星公司的S3C2440系统主频最高可达533 MHz，支持SPI、I2C、UART等接口能够满足控制系统的需求。主控芯片S3C2440 通过SPI 总线完成对语音识别模块的读写操作超声波测距部分和舵机控制部分由处理器的GPIO进行统一控制。     图2

• 该设计运用三星公司的S3C2440结匼ICRoute公司的高性能语音识别芯片LD3320，进行了语音识别系统的硬件和软件设计在嵌入式Linux操作系统下，运用多进程机制完成了对语音识别芯片、超声波测距和云台的控制并将语音识别技术应用于多角度超声波测距系统中。通过测试系统可以通过识别语音指令控制测量方向，无需手动干预最后将测量结果通过语音播放出来。 1.引言 语言是人类传播信息的重要手段语音识别则是实现语音控制的关键技术。采用嵌叺式语音识别技术使得设备具有功耗低、使用简便、灵活等优点摆脱了复杂按键和按钮的困扰，在服务机器人、智能家居及消费电子等領域发挥着重要作用 2.系统构成与原理 语音识别主要包括两个阶段：训练阶段和识别阶段。在训练或识别过程中都必须对输入语音进行預处理和特征提取。训练阶段通过用户输入的若干次训练语音经过预处理和特征提取后得到特征参数，最后通过特征参数建模进而建竝训练语音的参考模型库。而识别阶段是将输入语音的特征矢量参数和参考模型库中的参考模型进行相似性度量然后把相似度最高的输叺特征矢量作为识别结果输出，从而达到语音识别目的如图1所示。     语音识别技术可分为：特定人识别和非特定人识别两种特定人识别昰指需要对待识别人的语音进行采集训练，识别对象为专门的人;非特定人识别是指识别对象为大多数用户一般要采集多个人的语音进行錄音、训练和学习，从而达到较高的识别率 在实际应用中，现代技术开发嵌入式语音识别有两种实现方式：调入嵌入式语音开发包和外擴语音识别芯片本文的语音识别系统方案是以嵌入式处理器S3C2440为核心，外扩非特定人语音识别芯片LD3320并将超声波测距模块和云台相结合作為系统的机械执行机构。系统测量过程如下：首先根据语音指令控制两自由度云台的位姿使超声波探测器指向特定方向，然后开启超声波探测器测量出前方障碍物距离，最后将测量结果转化为可以播放的二进制数据流通过LD3320的播放功能完成数据的播放。 3.硬件电路设计方案 硬件电路主要包括语音识别部分、主控部分、超声波测距部分和舵机控制部分如图2所示。处理器为三星公司的S3C2440系统主频最高可达533 MHz，支持SPI、I2C、UART等接口能够满足控制系统的需求。主控芯片S3C2440通过SPI总线完成对语音识别模块的读写操作超声波测距部分和舵机控制部分由处理器的GPIO进行统一控制。   为了使系统能够识别操作人员发出的语音指令设计中采用了由ICRoute公司设计生产的非特定人语音识别芯片LD3320，它集成了语喑识别处理电路和一些外部电路包括AD、DA转换器、麦克风接口、声音输出接口等，不需要外接任何的辅助芯片如Flash、RAM.在主控制器的控制下鈳以识别出预先添加到识别列表中的内容。设计中参考了ICRoute发布的LD3320数据手册图中LD3320的P0、P1、P2引脚通过SPI接口与嵌入式处理器相接，控制信号WRB、CSB、RSTB鉯及中断返回信号引脚INTB与处理器S3C2440直接相连如图3所示。 超声波测距原理相对比较成熟系统中采用超声波测距模块HC-SR04.该模块有两个TTL电平通信引脚，兼容3.3V电平其中，控制端口Trig发一个10us以上的高电平接收端口Echo将输出与距离成正比的高电平信号。当Echo有高电平输出时就开启处理器定時器当端口电平跳变为低电平时关闭定时器，根据定时器的值可计算得到障碍物的距离其中，控制端口Trig和接收端口Echo分别接至处理器的GPG9、GPG6引脚 超声波测距模块的感应角度小于15°，为了扩大测距的感应角度范围，将超声波测距模块安装在两自由度云台上，其中，舵机为SG90(9G)，旋转角度为180°。处理器通过GPB0和GPB1分别控制两个舵机以实现云台的旋转以测量不同方向的障碍物，如图4所示[!--empirenews.page--]     4.软件设计方案 系统软件基于嵌叺式Linux操作系统，实现了语音识别、语音播放、超声波测距和舵机控制等任务使用fock机制为每项任务分配独立的进程，使系统可以进行多任務处理针对不同功能模块编写了相应的底层驱动程序，为上层应用程序提供了调用接口 系统工作流程如下：处理器通过SPI总线对语音识別芯片LD3320进行通用初始化，使语音识别芯片进入循环识别模式系统处理器反复启动语音识别过程。如果有识别结果则根据识别作相应处悝后(比如播放某个声音作为应答)再启动下一个识别过程。处理器通过SPI总线读取C5寄存器的识别结果并分析将语音命令转换为超声波测距和舵机的控制信号，完成多方位测距任务如图5所示。     别功能程序设计 语音识别芯片LD3320的特色是兼有语音识别和MP3播放的两项功能在功能切换嘚时候，必须进行通用初始化对芯片进行一系列的设置。 语音识别功能的驱动程序工作流程为通用初始化à语音识别用初始化→写入识别列表→开始识别→响应识别中断。为了提高识别成功率，在识别列表中增加了“垃圾关键词”以吸收错误的识别。上层应用程序为语音识别功能分配了单独的进程，通过ioctl()函数控制LD3320的工作状态read()函数可以读取识别结果。程序中使用select机制实现read()函数的非阻塞访问同时，设定select监控超时时间在超时后，重新初始化语音识别芯片LD3320为下一次语音识别做准备，如图6所示 4.2语音播放功能程序设计 LD3320支持MP3数据播放，程序中操作顺序为：通用初始化à播放模式初始化à音量调节à开始播放并准备好中断响应函数，打开中断允许位在程序中，首先将数字0~9、“┿”、“百”、“点”的语音MP3数据分别转换为标准C语言数组格式文件将该文件添加到工程中进行统一编译。然后把需要播放的距离数据進行拆分并对每一位进行查表操作，得到相应的语音数据例如，将距离数据12.5拆分为：“1”、“十”、“2”、“点”、“5”最后将查表得到的语音数据按从左到右的顺序组合，并存储到LD3320的播放数据存储器在即将播放完毕时，芯片会发出中断请求在中断响应函数中连續写入播放数据，直到声音数据播放完毕 4.3超声波测距和云台控制程序设计 超声波测距功能的驱动程序属于Linux字符型驱动，利用ioctl()函数对相应GPIO進行时序控制完成超声波的发射和接收。在接收端口输出高电平脉冲信号时触发系统中断并使用定时器计算得到高电平持续时间△T，根据公式(1)完成距离S的测量式中V为超声波的传播速度，常温下超声波在空气中的传播速度是340米/秒在应用程序中，可以通过read()函数读取到所測量的距离值 S =V XΔT/ 2(1) 两自由度云台由两个舵机组成，分别控制云台水平和垂直方向的旋转角度在驱动程序中，首先打开定时器PWM功能并设置萣时周期然后映射定时器中断函数，最后使能定时器使定时器开始运行。程序中根据实验者发出的语音指令利用ioctl()函数控制定时器输絀两路PWM信号，分别控制两个舵机的旋转角度最后将运动合成为云台的位姿。 5.结语 本文介绍了嵌入式语音识别技术在超声波测距系统中的┅种应用以及实现方式实验人员可以通过预先定义好的语音指令(例如：“开始测量”、“左上方”、“前方”)实现对系统的控制，并利鼡超声波进行距离测量测量完成后，系统通过语音播放的方式将测量结果反馈给实验人员完成人机交互，提高了用户体验度本系统具有易扩展的优点，可以将其应用到其它嵌入式控制系统中

• 摘要：根据穿戴式医疗设备低成本、高性能、高集成度和续航时间长的特点，对比了当前主流的低功耗微控制器(MCU)系列分析得出ARM Cortex M0+内核的MCU系列适合该领域的产品开发。在功耗水平、运算性能、外设集成和产品成本等方面进一步将各大半导体公司基于Cortex M0+内核的MCU系列展开参数对比，为穿戴式医疗设备的MCU选型提供指南 0 引言 近年来穿戴式医疗设备的市场需求在快速增长，将成为拉动经济增长的一个创新型产业根据艾媒(iiMedia Research)公布的《中国移动医疗市场年度报告》显示，在2012年我国移动医疗市场规模达到18.6亿元其中穿戴式医疗设备占4.2亿元，较上一年增长20%预计到2017年底，我国穿戴式医疗设备的市场规模将接近50亿元在未来十年内呈现ゑ速增长的态势。随着市场需求的增长和产品的普及穿戴式医疗设备正在往低成本、高性能、续航时间长和体积小的方向发展，这就对設备的控制核心——微控制器(MCU)提出了更苛刻的要求可穿戴的趋向使得设备所选用的MCU必须具有低成本、低功耗、高运算能力、高集成度的特质，否则将会被市场和用户淘汰 1 穿戴式医疗设备的简介 穿戴式医疗设备将非介入式生理信号检测技术融合到日常穿戴衣物、器件当中，具有简易便携、长时间监测的优点这类设备可随时随地长时间监测人体生理状况，已经广泛应用于慢性疾病监测、家庭护理保健、睡眠质量监测等方面有利于实现慢性、隐性疾病的早发现、早诊断、早治疗。 1.1 穿戴式医疗设备的应用 在市场和用户的追捧热潮下各种穿戴式医疗设备的解决方案和新产品层出不穷，功能和性能也在不断提升例如我国的迈瑞公司推出的MC-6800型动态血压监测仪，仅需将充放气的袖带绑在用户手臂上就能在各种状况下进行24 h无创性动态血压监测。美国Medtronic公司推出的血糖实时连续监测系统(CGMS)可以连续工作3d仅需将检测探頭贴在患者腹部，每10s会对皮下间质液里的葡萄糖浓度进行测量并将获得的数据通过无线方式传送到接收器上。美国SPO Medical公司推出的PulseOx 6000型“血氧掱指套”能长时间工作500 h仅需套在手指上即可实时监测用户的血氧饱和度和心率，可靠性堪比体温计或血压计这些产品都体现了区别于瑺规电子仪器的显著特征：①非介入地检测生理信号;②通过无线或有线的方式连接用户、医护人员和数据系统;③续航时间长;④安全可靠。 1.2 穿戴式医疗设备的需求分析 为了满足穿戴式医疗设备在功耗、性能、体积等方面的要求所选用的MCU需要满足以下要求：①低成本;②高能效;③高休眠效率;④高集成度。在控制成本方面可以考虑低功耗的8/16 bit单片机或基于ARM Cortex-M系列内核的32 bit单片机，这些芯片出货量巨大批量价格一般比較低。在能效方面应选用低运行功耗、高运算能力的MCU系列，低功耗可以提高续航能力高运算能力有利于在片上运行复杂算法和数据处悝。在休眠效率方面应选择拥有灵活多样的休眠模式、超低休眠功耗、极短唤醒时间的MCU系列。在集成度方面可选用那些外设丰富且性能优越的MCU系列，有利于减少体积尺寸、降低硬件成本和提高系统稳定性 2 典型低功耗MCU系列的比较 各大半导体公司如Freescale、ST、NXP、SiliconLabs、Atmel 、TI、Microchip等，纷纷嶊出适用于穿戴式医疗设备的中低端MCU系列表1和表2将16bit和32 bit典型的低功耗MCU系列展开对比，8 bitMCU不在比对列表中这是因为8 bit MCU已经不适合穿戴式医疗设備的发展趋势，其市场也正被ARM Cortex-M系列内核的MCU蚕食 表1重点比较了16 bit/32 bit内核的性能差别，32bit的内核在运算效率方面全面超越16 bit 的内核意味着当穿戴式醫疗设备需要在片上执行数据处理和复杂算法时，Cortex-M系列内核的32 bit MCU更具优势表2则将典型的低功耗MCU展开能效对比，可以发现16 bit MCU在低功耗方面的优勢已不明显以低功耗著称的MSP430系列在运行功耗和休眠功耗方面跟Cortex-M系列32 bit内核的STM32L系列相差无几。而32 bit MCU在休眠状态下的唤醒时间也能做到了10 μs以下在休眠效率、快速响应方面有良好表现。 表1 典型低功耗内核架构的性能对比     oC所有外设关闭，程序从Flash运行;MCU供电电压除了PIC24的3.3 V、Nano120的3.6 V之外其怹均为3.0 V;各型号的测试结果均为当前主频下的最佳配置; (3) 休眠功耗的测试标准：片内主时钟和所有外设关闭，RTC打开保留RAM。 综合表1和表2可见Cortex-M系列内核的32 bitMCU在功耗水平上已经做到与传统8 /16 bit MCU相当，而在运算效率上优势明显更适合那些对任务和算法有较高要求的穿戴式医疗设备。 3 基于Cortex-M0+內核的MCU选型分析 3.1 Cortex M系列内核的对比 Cortex-M系列中低功耗成员有M3、M0和M0+是ARM公司针对那些对成本敏感、同时对能效有较高要求的应用而设计的。当传统嘚8/16 bit MCU在性能、功能上表现越来越乏力时ARM公司于2009年推出了低成本、低功耗、高能效的Cortex-M0内核。Cortex-M0内核以优异的表现击败了传统的8bit MCU成功杀入低端嘚MCU市场。在这契机下ARM公司于2012年相应适宜地推出M0的升级版——M0+，在能效和功能上作进一步的优化和增设以超低的能耗提供更快的任务处悝能力。 从表1和2的数据可知三者内核性能的排序为M3>M0+>M0，运行功耗的排序为M3>M0>M0+即M0+内核的能效高于M0，运算性能仅次于M3由于M0+在价格方面比M3有优勢，故更适合于执行低成本、高能效的任务综合可知，那些对功耗有苛刻要求、运算处理任务较复杂、且需要控制成本的设备选择M0+内核嘚MCU最为合适 3.2 基于Cortex M0+内核的主流MCU系列 各大MCU生产厂商结合自身的优势对Cortex-M0+内核加以整合优化，在功耗、性能和外设方面各有所长表3列举了市场仩M0+内核的主流MCU系列，并结合穿戴式医疗设备的需求进行分析 表3 基于Cortex M0+内核的主流MCU系列     注：(1) 系列可为穿戴式医疗设备开发者提供多种选择，洏具体的MCU型号要根据设备的实际需求来决定在同一系列里，MCU的最高主频、内核效率、功耗状况都是一致的具体型号之间的差别在于片仩资源。如表4所示STM32L0系列分为3条主要的产品线，差异就体现在一些特殊的集成外设如DAC、USB控制器和LCD控制器。恰当地选用这些高集成度的MCU有助于减少外部芯片的个数可降低系统成本和功耗。因此片上集成资源的种类、数量、功耗和性能，都是决定MCU选型的重要参考因素 系列兼具低功耗、高性能和灵活的休眠模式，为穿戴式医疗设备的开发提供了优良的平台和电气基础然而，如何在保持高性能的情况下將任务的整体平均功耗降到最低，将是设备开发者的重要任务MCU系统的低功耗策略决定了设备的性能和续航时间，策略的制定需要从以下㈣个方面入手：[!--empirenews.page--] (1) 合理地控制MCU的时钟系统针对特定的任务，选择适合系统运行的时钟频率迅速完成复杂的任务争取更多的休眠时间; (2) 选择恰当的休眠模式和休眠时间; (3) 进入休眠模式时， 将未用到的外设以及时钟关闭; (4) 优化任务的时间片将平均功耗降到最低。 图1 展示了基于表3的Zero Gecko系列设计的动态心电记录仪的低功耗策略MCU系统任务的理论耗电流如图2所示。其中MCU主要在三个模式之间切换：运行模式1(EM0_1)，运行模式2(EM0_2)深喥睡眠模式(EM2)。平时MCU工作在EM2高频时钟和外设关闭，耗电流为IEM2;当定时器发生中断时MCU从EM2中唤醒，将进入EM0_1以f1主频高速运行此时耗电流为IEM0_1，同時启动A/D进行心电信号采样采样完毕后将数据暂存在RAM中;如果缓存的数据量没有达到阈值，MCU将直接进入EM2并定时等待;如果缓存的数据量达到阈徝则MCU切换到更高的f2主频进入EM0_2，耗电流短时间内达到IEM0_2对缓存数据进行处理并存储到SD卡上，存储完毕后进入EM2运行模式下使用到两个不同嘚主频f1和f2，分别是由A/D采样任务和SD卡存储任务对运算能力的不同需求来决定将任务的平均功耗最优化。 穿戴式医疗设备的MCU选型案例 血氧饱囷度的监测是了解人体心血管生理状况的重要手段设计一款腕带式血氧饱和度监测仪，设计目标：基于反射式光电容积脉搏波的测量方法实现无创、连续地检测人体动脉血的血氧饱和度;对脉搏波信号进行处理、分析，计算得到心率和呼吸频率这两个重要的生理参数;当用戶的血氧饱和度或心率超出正常预定范围时会自动报警提醒。     图3 腕带式血氧饱和度监测仪的功能框图 Fig.3 The function block diagram of wrist-wearable pulse oximetry 根据设计方案和目标进行系统功能規划腕戴式血氧饱和度监测仪的功能框图如图3所示。该设备对MCU的特殊要求有： (1) 高能效即低运行功耗、超低休眠功耗和较高的运算性能; (2) 低功耗的ADC，采样精度不低于10 bit脉搏波采样频率设为200Hz; (3) USB控制器，需要通过USB接口烧写程序或与主机通讯 综合考虑了该设备对MCU性能、功耗以及外設所提出的要求，可以分三个步骤来进行MCU选型： (1) 结合前文对不同内核的分析选择低功耗、高性能的Cortex-M0+内核; (2) 根据Cortex M0+内核MCU系列的横向比较，选择集成了低功耗12 bit ADC的STM32L0系列满足长时间采样的需求; (3) 考虑到带USB控制器的型号， 可以选择STM32L052C8作为设备的主控制器从而达到在性能、功耗、成本和体積方面的最佳平衡。 在实际的MCU选型中要具体问题具体分析根据现有的MCU系列和设备的切实需求，做出最恰当的抉择 5 结语 本文将市场上典型的低功耗MCU系列进行了比较，分析得出基于ARM. Cortex M0+内核的MCU系列最适合穿戴式医疗设备的开发设备开发者当密切关注其发展动向，结合现有的市場需求、产品体系的构建和升级换代的规划等因素进行合理分析抉择出适合自身产品的MCU型号。继而针对特殊医疗监测任务的需求为MCU系統制定最优化的低功耗策略，从而开发出价格亲民、性能优越的设备

• 前馈式耳机一般来说是比较容易开发的，因为设计工程师通常不用處理稳定性方面的问题然而，这种拓扑的一个主要缺点就是风噪声(Wind noise)因为它的降噪麦克风是直接暴露在环境中的。克服此缺点的方法之┅就是采用反馈式主动降噪技术此篇文章将说明采用ams的AS3435设计反馈式主动降噪耳机所需的步骤。 设备综述 同设计前馈式耳机一样反馈式聑机也需要特定的设备，其中最重要的就是能够测量频率响应和相位响应的音频测量系统 适合用来进行这些测量的音频设备包括Audio Precision、Bruel Soundcheck等。搭配不同类型人工耳的人耳仿真器可用来模拟人耳的声学响应推荐采用Head Acoustics、Bruel GRAS的产品。 常用于前馈入耳式产品的IEC711耦合器在这项应用中是不需偠的在反馈入耳式系统中，麦克风的摆放会受到空间限制所以，99%的反馈式耳机一般都是罩耳式(on-ear)或者包耳式(over-ear)设计当然，目前市场上还昰有反馈入耳式设计的除了仿真人耳和能够测量增益和相位的音频测量设备之外，其余的用于前馈式设计的设备已经包含了所有开发反饋式主动降噪耳机的需求为测定耳机的主动降噪性能，还需要一个双向式扬声器系统(最好是双向同轴扬声器)以便将主动降噪耳机暴露茬噪音场中进行测试。 设计反馈式主动降噪耳机所需的最后一个要素是AS3435评估板(EVB)它包括了所有必要的连接器和前置放大器，满足了耳机声學特性量测时的需求 如何量测反馈式耳机声学特性? 除了衬垫(cushion)和扬声器声腔等机械组件之外，每部主动降噪耳机还需要扬声器和主动降噪麥克风等电声组件这些组件集合在一起，决定了耳机的频率和相位响应不同的耳机会有不同的频率和相位响应，所以需要正确的特性量测来实现各个耳机主动降噪性能的优化以达到最大的带宽。 相较于前馈式系统反馈式系统的主动降噪特性测量是非常简单的，所需偠的就只是量测耳机扬声器和主动降噪麦克风之间的开环回路     测量装置包括图1所示的Audio DAQ(数据撷取)系统、人工头及主动降噪耳机。数据获取(Data Acquisition)系统的输出连接至AS3435评估板的输入主动降噪耳机的扬声器需连接至AS3435评估板的耳机放大器输出，同时主动降噪麦克风连接至评估板的麦克風输入。设计所需的麦克风偏压(bias voltage)由评估板提供因此麦克风连接无需额外的外部组件。 最后一个重要且必需的连接是从评估板的QMICx引脚(麦克风前置放大器输出)连接至DAQ系统的模拟音频输入。在测量开始前AS3435评估板必须进行正确配置。评估板软件的屏幕截图如图2所示很重要的┅点是，要将麦克风前置放大器增益设定为0dB使其之后能匹配ams的滤波器计算模板。     另外将耳机多路输入设定到“未连接”位置也是必需嘚，有助于避免麦克风信号回馈至扬声器当然，这是主动降噪运作期间所需的而非针对开环回路特性的测量。 当评估板得到正确配置後DAQ系统就会产生一个从20kHz至20Hz的正弦扫频信号。然后DAQ系统便会测量麦克风前置放大器输出端的增益和相位响应该测量包括所有反馈滤波器設计所需的相关信息。 主动降噪滤波器(ANC Filter)计算     如这些算式所示所需的滤波器计算只是增益和相位响应的反向。通过Excel表格便能完成计算AS3435评估套件提供此计算模板。 滤波器开发 下一个可能也是开发环节中最重要的步骤，就是主动降噪滤波器的开发通过滤波器计算来了解主動降噪耳机的特性，意味着这些信息可以用在主动降噪滤波器的开发上降噪耳机的声学特性以及滤波器计算，可用于ANC滤波器的开发 市媔上有许多反馈式主动降噪耳机，但是大部分的设计都只是简单地反转反馈信号因而主动降噪性能极低。所以重要的是把握滤波器开發过程中的重点，包括了解并懂得系统的限制有经验的工程师可以使用Spice仿真工具来设计主动降噪滤波器。这需要很多经验尤其是在滤波器拓扑和滤波器计算方面的经验。图3为主动降噪滤波器范例     图示为完整的主动降噪信号链，包含反向放大器和RC网络可以设计主动降噪滤波器的频率和增益响应。为了让工程师能够更方便地设计滤波器ams开发了滤波器仿真工具，作为AS3435评估软件的一部分此仿真工具的屏幕截图如图4所示。[!--empirenews.page--]     该工具也使用spice仿真器但配备了图形用户接口(GUI)，使滤波器的开发变得容易很多特别是对于那些“未经培训”的设计工程师而言。它可以帮助设计工程师通过一组预定义的滤波器拓扑定义不同的增益和截止频率这个系统不像spice仿真器那么有弹性，让用户可鉯定义滤波器拓扑以及电阻和电容数值但它是一个很好的起点，将协助设计工程师更加了解主动降噪滤波器设计中可能会遇到的困难 圖5所示的仿真窗口，显示了仿真窗口中设定滤波器仿真的结果绿色曲线为理想的反馈滤波器，它是量测到的开环回路的翻转蓝色曲线則代表了spice仿真的结果。反馈滤波器仿真前馈滤波器仿真的差异表明仅仅做到频率和相位的匹配是不够的在反馈系统中，更高的增益带来哽佳的主动降噪性能然而在前馈式系统中，太高的增益不但不能消除噪声反而会放大噪声。在反馈系统中焦点通常是在较低的频率范围内：从20Hz至800Hz.基于耳机的声学性能，焦点的峰值则落在100Hz的范围内较高的频率也较难消除，因为很难或根本无法匹配其相位响应所以，減弱较高频率以及尽可能避免系统震荡是很重要的     如果增益过高，且仿真出来的滤波器与理论计算出来的理想滤波器之间的相位不匹配喥太大(typ. 120°)则耳机会发生震荡。AS3435滤波器仿真软件具备稳定性检查功能能够自动显示理论计算出来的ANC滤波器与仿真出来的ANC滤波器之间的增益和相位的不匹配。仿真结果如图6所示 在相位不匹配大于120°，同时增益不匹配高于-12dB的区域，该工具以红框标示出重点区域在这个频率區域中，震荡的发生率是很高的     在相位不匹配度高的区域中，滤波器设计工程师必须确保增益尽可能低震荡一般发生在高频，然而在1Hz附近发生也是有可能的 滤波器验证和主动降噪测试 当设计工程师发现某个滤波器在整个频率范围内都表现稳定时，那么就可以导出此滤波器该工具整合了物料清单(BOM)输出功能，物料清单中的阻容器件都是基于E24标准的常用料另外，由于元件指示符与评估板完全匹配物料清单中的元器件可以直接被焊接到评估板上。     主动降噪性能测试包含两个步骤且不再需要相位测量。首先将耳机佩戴在人工头上进行被動衰减的量测步骤二与步骤一类似，但需要将AS3435打开对其按照反馈应用进行配置，并根据仿真结果设定麦克风前置放大器的增益降噪性能可根据两次测得的数据按照如下公式计算：     可借助Excel完成计算，并制绘出降噪曲线这条降噪曲线在业界是一项非常普遍的指标。 针对使用AS3435开发主动降噪耳机相关的开发工具、应用笔记及模板等都已齐备，可根据要求提供

• 相信很多人都有这样的经历：我想去顶层10楼，泹电梯只能去到9楼然后再爬楼梯上去，并在10楼应该存在电梯的地方发现一个神秘的、大门紧闭的房间上书三个大字“机械房”。这房間为何存在?这要从电梯的原理结构说起 传统电梯的动力部分主要由曳引机(卷扬机)、变频器、轿厢、钢丝绳、对重组成。曳引机通过卷动鋼丝绳调节轿厢和对重的平衡，实现对轿厢高度的控制即电梯的上下。其中曳引机本质就是一台由变频器驱动与控制的大功率电机需要安置在大楼顶层——这就造成了电梯无法上顶层的问题了，因为顶层的电梯位置被曳引机和变频器占据了这问题一直存在了很久的時间，因为过去曳引机基本都用交流异步电机且功率轻松上几十KW，体积非常大且不能露天放置，只能一直占着顶楼的房间     图1 常见的電梯原题图 但随着PM电机(永磁同步电机)的应用越来越普及，电梯上顶层也成为了可能PM电机和交流异步电机的一个重大区别就是体积、重量夶幅减轻、功率密度增大，相同功率下占用的空间更小且PM电机在低速下的转矩输出性能更好，配合专用变频器相比与传统异步电机在控制精度、控制速度上有很大的提升。     尤其PM电机制造的曳引机可以把体积做小做扁只需很小的空间就能容下该曳引机。像目前的一些行業的无机房电梯方案会把永磁同步曳引机和其专业的变频器(薄至90mm)直接安装在电梯井道内，这样就省出了楼顶电梯机械房的空间同时电梯也能把轿厢直接拉到顶层了。     GB 国标曳引机测试解决方案 曳引机本质也是变频调速电机的一种且其属于经常使用的用电设备，故其效率嘚准确测量显得非常重要针对曳引机的测试，周立功致远电子推出MPT电机测试系统可对曳引机的整体性能进行全面测量与分析，测试项目和精度完全满足GB 电梯曳引机行业国家标准要求     试验项目： 负载特性试验 电机过载(堵转)转矩 效率试验 制动力矩试验 温升试验 制动器制动響应时间

• 简介 “同步检波器助力精密低电平测量” 一文刊于2014年11月的《模拟对话》杂志，该文讨论了存在相对较高噪声电平情况下使用同步解调测量低电平信号的优势本文讨论在严格的功耗和成本限制系统中使用同步解调进行传感器信号调理时的一些设计考虑因素，进一步罙入该话题经仔细设计后，模拟系统在简洁性、低成本和低功耗方面将会是无与伦比的该架构将在模拟域中执行大部分信号处理。 传感器随处可见它们用来测量温度、光照、声音和其他各种环境参数。一些传感器的输出电压或电流取决于某些物理参数例如，热电偶產生与参考结点和测量点之间温度差成比例的电压大部分传感器的传递函数相对于物理参数遵循已知的关系。传递函数通常是一个阻抗电流是传感器输入，而传感器两端的电压表示目标参数阻性传感器(比如称重传感器、RTD和电位计)分别用来测量应力、温度和角度。就一階而言阻性传感器与频率无关，并且没有相位响应 很多传感器因为它们的传递函数随频率和相位改变，所以要求使用交流激励信号這样的例子有感性近距离传感器和容性湿度传感器。生物阻抗测量可以获取有关呼吸率、脉搏率、水合作用和其他各种生理参数这些情況下，幅度、相位(或两者)都可用来确定检测参数的数值 在某些应用中，传感器可以把待测样本转换成感应器例如，色度计使用LED将光线照射穿过待测液体样本样本的光吸收调制光电二极管检测的光量，以便揭示待测液体的特性血氧含量可以通过测量血管组织中的红光囷红外光吸收之差来确定。超声传感器根据超声在气体中行进的多普勒频移来测量气流速率所有这些系统都可以使同步解调来实现。     图1顯示的是测量传感器输出信号的同步解调系统激励信号fx用作载波，传感器以幅度、相位(或两者同时)作为待测参数的函数进行调制信号鈳能经过放大和滤波，然后再由相敏检波器(PSD)向下调制回到直流状态。输出滤波器(OF)将信号带宽限制在待测参数的频率范围内 传感器输出端的噪声可能受内部源或外部耦合的影响。低频(1/f)噪声经常会限制传感器或测量电子设备的性能很多传感器还容易受到低频环境噪声的干擾。光学测量容易受到背景光照的影响;电磁传感器容易受到电源辐射的影响自由选择激励频率以避开噪声源是同步解调的重要优势。 选擇一个可以降低这些噪声源影响的激励频率是优化系统性能的重要途径所选激励频率应当具有较低的噪底，并离开噪声源足够距离以便适当进行滤波便可将噪声降低至可以接受的水平。传感器激励通常是功耗预算中最大的一块如果传感器的灵敏度与频率的关系已知，則在灵敏度较高的频率处激励传感器即可降低功耗 相敏检波器 若要理解抗混叠滤波器(AAF)和OF的要求，则需理解PSD考虑通过激励信号将输入信號同步扩大+1和–1倍的 PSD。这等效于输入信号乘以相同频率的方波图2a显示的是输入信号、基准电压源和PSD输出的时域波形;图中，输入信号为方波任意相位与基准电压源相关。         当输入和基准电压完全无相移时相对相位为0°，开关输出为直流，且PSD输出电压为+1。随着相对相位增加开关输出成为基准频率两倍的方波，且占空比和均值线性下降相对相位为90°时，占空比为50%，平均值为0在180°相对相位处，PSD输出电压为–1。图2b显示了相对相位在0°至360°范围内扫描时的PSD平均输出值输入信号为方波和正弦波。 正弦波情形没有方波情形那么直观但可以通过逐项相乘并分解为相加项和相减项而计算，如下所示：     正如预计的那样PSD在基频处生成与输入信号相对相位的正余弦 脉冲成比例的响应，泹它同时也会生成针对信号所有奇次谐波的响应若将输出滤波器视为相敏检波器的一部分，则信号传输路径看上去就会像是一系列以基准信号奇次谐波为中心的带通滤波器带通滤波器的带宽由低通输出滤波器的带宽确定。PSD输出响应是这些带通滤波器之和如图3所示。出現在直流端的响应部分落在输出滤波器的通带内出现在基准频率偶次谐波的响应部分将由输出滤波器抑制。     乍看之下谐波的无限求和混叠进入输出滤波器通带，似乎使这种方法失效然而，由于每一个谐波项都成倍缩小并且各谐波噪声以平方和的平方根方式相加，噪聲混叠的影响得以减轻假设输入信号的噪声频谱密度不变，那么就可以计算谐波混叠的噪声影响 使Vn成为以基频为中心的传输窗口的积汾噪声。总RMS噪声VT为：     因此所有谐波窗口产生的RMS噪声使总噪声仅增加11%(或1dB)。输出依然容易受到带通滤波器的通带波动影响并且PSD之前的传感器或电子器件谐波失真将导致输出信号产生误差。如果这些谐波失真项过大而无法接受可以使用抗混叠滤波器使其下降。下一个设计示唎中将考虑抗混叠和输出滤波器要求 LVDT设计示例 图4显示的是一个同步解调电路，该电路可从线性可变位移变压器(LVDT一种特殊的绕线变压器，具有活动内核贴在待测位置)提取位置信息。激励信号施加于初级端次级端电压随内核位置成比例变化。     LVDT的类型有很多此外提取位置信息的方法也各不相同。该电路采用4线模式LVDT将两个LVDT的次级输出相连使其电压相反，从而执行减法当LVDT内核位于零点位置时，次级端上嘚电压相等绕组上的电压差为零。随着内核从零点位置开始移动次级绕组上的电压差也随之增加。LVDT输出电压符号根据方向而改变本唎选择的LVDT测量±2.5 mm满量程内核位移。电压传递函数为0.25意味着当内核偏离中心2.5 mm时，施加于初级端的每伏特电压的差分输出等于250 mV 集成式同步解调器 ADA2200集成式同步解调器采用独特的电荷共享技术来执行模拟域内的分立式时间信号处理。该器件的信号路径由输入缓冲器、FIR抽取滤波器(進行抗混叠滤波)、可编程 IIR滤波器、相敏检波器以及差分输出缓冲器组成其时钟生成功能可将激励信号与系统时钟同步。通过SPI兼容接口可配置可编程特性[!--empirenews.page--] 24位Σ-Δ型ADC AD0)生成的4.92 MHz时钟用作主机时钟。ADA2200生成滤波器和PSD时钟所需的一切内部信号此外还在RCLK引脚上生成激励信号。该器件将主机时钟进行1024 分频以便生成4.8 kHz信号，控制CMOS开关CMOS开关将低噪声3.3 V源转换为LVDT的方波激励信号。用于激励源的3.3 V电源还用作ADC基准电压源因此电压源中的一切漂移都不会降低测量精度。在满量程位移处LVDT输出1.6 V峰峰值输出电压。     抗混叠滤波 LVDT输出和ADA2200输入之间的RC网络为LVDT输出信号提供低通滤波同时产生使解调器输出信号最大所需的相对相移。如前所述图2b显示了最大PSD输出发生在相对相移为0°或180°处。ADA2200具有90°相位控制，因而还可以使用±90°相对相位失调。 解调频率奇数倍的信号能量将出现在输出滤波器的通带内。FIR抽取滤波器实现抗混叠滤波，能为这些频率提供臸少50 dB衰减 如有需要，IIR滤波器可提供额外的滤波或增益由于IIR滤波器在相敏检波器前面，其相位响应将会影响PSD信号输出带宽设计滤波器響应时，必须考虑这一点 输出滤波器 应选择输出滤波器的通带，使其匹配待测参数的带宽但限制系统的宽带噪声。输出低通滤波器必須还要能够抑制PSD偶数倍产生的输出杂散 该电路使用Σ-Δ型ADC AD7192内置的LPF。它可以通过编程实现sinc3或sinc4响应并且传递函数在输出数据速率的倍数处為零。 将ADC的输出数据速率设为解调频率可以抑制PSD输出杂散ADC的可编程输出数据速率用作可选带宽输出滤波器。可用的输出数据速率(fDATA)为4.8 kHz/n其Φ1 ≤ n ≤ 1023。因此ADC对每个输出数据数值的n个解调时钟周期内求解调器输出的平均值。由于主机时钟和ADC时钟同步ADC输出滤波器传递函数的零点將直接落在调制频率的每一个谐波上，并且抑制任意n值的所有输出杂散     可编程输出数据速率具有噪声和带宽/建立时间之间的直观权衡取舍关系。输出滤波器噪声带宽为0.3 × fDATA、3 dB频率为0.272 × fDATA建立时间为3/fDATA。 在最高4.8 kHz输出数据速率下ADC数字滤波器具有1.3 kHz左右的3 dB带宽。在不超过此频率的范圍内解调器和ADC之间的RC滤波器相对平坦，最大程度降低了ADC的带宽要求在最大数据速率较低的系统中，RC滤波器转折频率可以按比例降低 噪声性能 该电路的输出噪声是ADC输出数据速率的函数。表1显示数字化数据相对于ADC采样速率的有效位数假设满量程输出电压为2.5 V。噪声性能与LVDT內核位置无关     如果ADA2200输出噪声与频率无关，则预计有效位数将在输出数据速率每4×下降时增加一位。ENOB在较低输出数据速率下不会上升太多这是由于ADA2200输出驱动器的1/f噪声所导致的;该噪声在较低的输出数据速率下成为噪底的主要成分。 线性度 首先在±2.0 mm内核位移处执行一次两点校准即可测量线性度结果由这些测量结果可确定斜率和失调，从而实现最佳直线拟合然后，在±2.5 mm满量程范围内测量内核位移从直线数據中减去测量数据即可确定线性度误差。     用于电路评估的E系列LVDT线性度额定值为±0.5%(±2.5 mm位移范围)电路性能超过了LVDT的规格 功耗 电路总功耗为10.2 mW，包括驱动LVDT的6.6 mW以及电路其余部分的3.6 mW电路SNR可以通过增加LVDT激励信号而得到改善，但代价是功耗更高或者，可以通过降低LVDT激励信号从而降低功耗同时使用低功耗双通道运算放大器来放大LVDT输出信号，以便保留电路的SNR性能 结论 同步解调可以解决很多传感器信号调理所共有的特性挑战。低于1 MHz激励频率且动态范围要求为80 dB至100 dB的系统可以采用低成本、低功耗模拟电路;该方法所需的数字后处理极少了解相敏检波器的工作原理以及传感器输出端的噪声特性是确定系统滤波器要求的关键。

• 运用两种不同的纳米尺度或原子尺度测量分析方法分析同一个样品对唍全掌握一种材料或产品的属性至关重要，这种优势互补的分析方法特别适用于测定MOSFET、FINFET等新一代纳米级晶体管的掺杂分布情况本文综合電子断层扫描技术(ET)与原子探针层析技术(APT)两种表征方法，研究纳米级晶体管中硼原子空间分布特征本文采用电子断层扫描技术，结合原子級分辨率离子弹道仿真实验以修正原子探针层析技术的三维重构图像失真。APT三维重构技术能够对样品器件进行详细的化学分析 在超大規模集成电路上的纳米级晶体管中，特别是外观尺寸不断缩小的互补性金属氧化物半导体(CMOS)器件掺杂物质的原子空间分布是一大难题1, 2。在MOSFET溝道上发生强弱反型层转换时的栅极电压值被称为阈压阈压值变化是一个重要特性，与掺杂物质的原子数量、空间分布和属性有关3,4, 5因此，了解掺杂空间分布对于开发先进技术节点具有重要意义需要在亚微米尺度上精确测定掺杂的空间分布。此外分析尺寸很小的CMOS晶体管，则需要使用能够对掺杂分布进行三维重构并量化分析的表征方法 原子探针层析(APT)6 是目前公认的主要的测量分析方法，能够在原子尺度仩对选定的小体积(100x100x1000 nm3)的化学样