1、毕业论文 目 录 1 引言1 2 设计要求 1 3 400Hz 中频电源的硬件原理与设计 1 3.1 振荡电路2 3.2 分频电路2 3.3 积分电路 4 3.4 放大电路 6 4.2 控制电路的原理与设计方案 9 5 测试结果11 6 结论12 参考文献13 致谢14 附录 系统电路图 14 英文资料及中文翻译15 1 引言 1 400Hz 中频电源，可广泛应用于舰艇，飞机及机载设备以及工业控制设备，例如， 旋转变压器是一种信号检测设备，通过角度的改变，可实现输出电压的改变，进而为控 制设备提供控制信号。利用 400Hz 中频电源给旋转变压器供电，可以实现系统电信号的 控制，将非电量转变成了
2、电量。 在航天航空设备中，中频电源性能的优劣和可靠性将决定着航行器的安全行驶与战 斗力的发挥。新型中频电源自动控制系统具有电路简单，可以实现复杂的控制，控制灵 活且具有通用性的优点。当电源本身特性发生变化时候，完全可以通过对软件参数进行 修改来对电路进行改动，可以为进一步实现集中控制带来方便。采用新型数字控制系统 后，中频电源具有启动平稳、运行稳定、控制精度高、调试与维修方便、体积小等优点。 2 设计要求 (1) 实现输出频率为稳定的 400Hz 正弦波。 (2) 输出波形没有明显失真。 (3) 输出电压为 25V65V 连续可调（有效值） 。 3 400Hz 中频电源的硬件原理与设计 4MH
3、z 信号基准电源， 通过分频电路进行分频得到 400Hz 的信号， 经过积分电路将方 波转化为正弦波，为提高电压的幅值还要经过放大电路进行放大，再通过升压变压器使 最后的输出电压的有效值在 25V65V 之间。通过检波电路得到直流电压，AD 采集首先 将模拟信号转变成数字信号后，再将采集到的电压值送到单片机中，最后通过单片机送 到数码管显示电压，为保证放大电路中 TDA7294 的正常工作，单片机控制系统还通过稳 压电路为其提供电压。 中频电源设计原理流程图如图 31 所示。 图 31 400Hz 中频电源设计原理流程 3.1 振荡电路 振荡电路 分频电路 积分电路 放大电路 2 为得到频率稳
4、定性很高的振荡信号，多采用由石英晶体组成的石英晶体振荡器。石 英晶体的电路符号及振荡电路如图 32 所示。 12 4069 U1A 34 4069 U1B 12 XTAL 4MHz Y1 3.3k R1 2.7k R2 0.01uf C1 0.01uf C2 12 4069 U1CA GND 10V 图 32 振荡电路 在石英晶体两个管脚加交变电场时，它将会产有利于一定频率的机械变形，而这种 机械振动又会产生交变电场，上述物理现象称为压电效应。一般情况下，无论是机械振 动的振幅，还是交变电场的振幅都非常小。但是，当交变电场的频率为某一特定值时， 振幅骤然增大，产生共振，称之为压电振荡。这一特定
5、频率就是石英晶体的固有频率， 也称谐振频率。 石英晶体的选频特性非常好，串联谐振频率 fs 也极为稳定，且等效品质因数 Q 值 很高。只有频率为 fs 的信号最容易通过，而其他频率的信号均会被晶体所衰减。 电路中并联在两个反相器 4069 输入，输出间的电阻 R 的作用是使反相器工作在线 性放大区，R 的阻值分别为 3.3k 和 2.7k。电容 C1用于两个反相器间的耦合，而 C2的作 用，则是抑制高次谐波，以保证稳定的频率输出。电容 C2的选择应使 2RC2fs1，从 而使 RC2并联网络在 fs 处产生极点，以减少谐振信号损失。C1的选择应使 C1在频率为 fs 时的容抗可以忽略不计。 电路的振荡频率仅取决于石英晶体的串联谐振频率 fs，而与电路中的 R，C 的数值 无关。这是因为电路对 fs 频率所形成正反馈最强而易于维持振荡。 为了改善输出波
