磁芯電感器的諧波失真分析 摘 要：簡述了改進鐵氧體軟磁材料比損耗系數和磁滯常數ηB，從而降低總諧波失真THD的歷史過程，分析了諸多因數對諧波測量的影響，提出了磁心性能的調控方向。 關鍵詞：比損耗系數， 磁滯常數ηB ，直流偏置特性DC-Bias，總諧波失真THD Analysis on THD of the fer rite co res u se d i n i nductancShi Yan Nanjing Finemag Technology Co. Ltd., Nanjing 210033 Abstract: Histrory of decreasing THD by improving the ratio loss coefficient and hysteresis constant of soft magnetic ferrite is briefly narrated. The effect of many factors which affect the harmonic wave testing is analysed. The way of improving the performance of ferrite cores is put forward. Key words: ratio loss coefficient，hysteresis constant，DC-Bias，THD 近年來，變壓器生產廠家和軟磁鐵氧體生產廠家，在電感器和變壓器產品的總諧波失真指標控制上，進行了深入的探討和廣泛的合作，逐步弄清了一些似是而非的問題。從工藝技術上采取了不少有效措施，促進了質量問題的迅速解決。本文將就此熱門話題作一些粗淺探討。 一、 歷史回顧 總諧波失真（Total harmonic distortion） ，簡稱THD，并不是什么新的概念，早在幾十年前的載波通信技術中就已有嚴格要求<1>。1978年郵電部公布的標準YD/Z17－78“載波用鐵氧體罐形磁心”中，規定了高μQ材料制作的無中心柱配對罐形磁心詳細的測試電路和方法。如圖一電路所示，利用LC組成的150KHz低通濾波器在高電平輸入的情況下測量磁心產生的非線性失真。這種相對比較的實用方法，專用于無中心柱配對罐形磁心的諧波衰耗測試。 這種磁心主要用于載波電報、電話設備的遙測振蕩器和線路放大器系統，其非線性失真有很嚴格的要求。 圖中 ZD —— QF867 型阻容式載頻振蕩器，輸出阻抗 150Ω， Ld47 —— 47KHz 低通濾波器，阻抗 150Ω，阻帶衰耗大于61dB， Lg88 ——并聯高低通濾波器，阻抗 150Ω，三次諧波衰耗大于61dB Ld88 ——并聯高低通濾波器，阻抗 150Ω，三次諧波衰耗大于61dB FD —— 30～50KHz 放大器， 阻抗 150Ω， 增益不小于 43 dB，三次諧波衰耗b3(0)≥91 dB, DP —— Qp373 選頻電平表，輸入高阻抗， L ——被測無心罐形磁心及線圈， C ——聚苯乙烯薄膜電容器CMO-100V-707APF±0.5%,二只。 測量時，所配用線圈應用絲包銅電磁線SQJ9×0.12(JB661-75)在直徑為16.1mm的線架上繞制 120 匝， （線架為一格） ， 其空心電感值為 318μH（誤差1％） 被測磁心配對安裝好后，先調節振蕩器頻率為 36.6～40KHz， 使輸出電平值為+17.4 dB， 即選頻表在 22′端子測得的主波電平 （P2）為+17.4 dB，然后在33′端子處測得輸出的三次諧波電平（P3）， 則三次諧波衰耗值為：b3(+2)= P2+S+ P3 式中：S 為放大器增益dB 從以往的資料引證， 就可以發現諧波失真的測量是一項很精細的工作，其中測量系統的高、低通濾波器，信號源和放大器本身的三次諧波衰耗控制很嚴，阻抗必須匹配，薄膜電容器的非線性也有相應要求。濾波器的電感全由不帶任何磁介質的大空心線圈繞成，以保證本身的“潔凈” ，不至于造成對磁心分選的誤判。 為了滿足多路通信整機的小型化和穩定性要求， 必須生產低損耗高穩定磁心。上世紀 70 年代初，1409 所和四機部、郵電部各廠，從工藝上改變了推板空氣窯燒結，出窯后經真空罐冷卻的落后方式，改用真空爐，并控制燒結、冷卻氣氛。技術上采用共沉淀法攻關試制出了μQ乘積 60 萬和 100 萬的低損耗高穩定材料，在此基礎上，還實現了高μ7000～10000材料的突破，從而大大縮短了與國外企業的技術差異。當時正處于通信技術由FDM（頻率劃分調制）向PCM（脈沖編碼調制） 轉換時期， 日本人明石雅夫發表了μQ乘積125 萬為 0.8×10 ，100KHz）的超優鐵氧體材料<3>，其磁滯系數降為優鐵
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38V/100A可直接并聯大功率AC/DC變換器 隨著電力電子技術的發展，電源技術被廣泛應用于計算機、工業儀器儀表、軍事、航天等領域，涉及到國民經濟各行各業。特別是近年來，隨著IGBT的廣泛應用，開關電源向更大功率方向發展。研制各種各樣的大功率，高性能的開關電源成為趨勢。某電源系統要求輸入電壓為AC220V，輸出電壓為DC38V，輸出電流為100A，輸出電壓低紋波，功率因數>0.9，必要時多臺電源可以直接并聯使用，并聯時的負載不均衡度<5％。 設計采用了AC/DC/AC/DC變換方案。一次整流后的直流電壓，經過有源功率因數校正環節以提高系統的功率因數，再經半橋變換電路逆變后，由高頻變壓器隔離降壓，最后整流輸出直流電壓。系統的主要環節有DC/DC電路、功率因數校正電路、PWM控制電路、均流電路和保護電路等。 1 有源功率因數校正環節 由于系統的功率因數要求0.9以上，采用二極管整流是不能滿足要求的，所以，加入了有源功率因數校正環節。采用UC3854A/B控制芯片來組成功率因數電路。UC3854A/B是Unitrode公司一種新的高功率因數校正器集成控制電路芯片，是在UC3854基礎上的改進。其特點是：采用平均電流控制，功率因數接近1，高帶寬，限制電網電流失真≤3％[1]。圖1是由UC3854A/B控制的有源功率因數校正電路。 該電路由兩部分組成。UC3854A/B及外圍元器件構成控制部分，實現對網側輸入電流和輸出電壓的控制。功率部分由L2，C5，V等元器件構成Boost升壓電路。開關管V選擇西門康公司的SKM75GB123D模塊，其工作頻率選在35kHz。升壓電感L2為2mH/20A。C5采用四個450V/470μF的電解電容并聯。因為，設計的PFC電路主要是用在大功率DC/DC電路中，所以，在負載輕的時候不進行功率因數校正，當負載較大時功率因數校正電路自動投入使用。此部分控制由圖1中的比較器部分來實現。R10及R11是負載檢測電阻。當負載較輕時，R10及R11上檢測的信號輸入給比較器，使其輸出端為低電平，D2導通，給ENA(使能端)低電平使UC3854A/B封鎖。在負載較大時ENA為高電平才讓UC3854A/B工作。D3接到SS（軟啟動端），在負載輕時D3導通，使SS為低電平；當負載增大要求UC3854A/B工作時，SS端電位從零緩慢升高，控制輸出脈沖占空比慢慢增大實現軟啟動。 2 DC/DC主電路及控制部分分析 2.1 DC/DC主電路拓撲 在大功率高頻開關電源中，常用的主變換電路有推挽電路、半橋電路、全橋電路等[2]。其中推挽電路的開關器件少，輸出功率大，但開關管承受電壓高（為電源電壓的2倍），且變壓器有六個抽頭，結構復雜；全橋電路開關管承受的電壓不高，輸出功率大，但是需要的開關器件多（4個），驅動電路復雜。半橋電路開關管承受的電壓低，開關器件少，驅動簡單。根據對各種拓撲方案的工程化實現難度，電氣性能以及成本等指標的綜合比較，本電源選用半橋式DC/DC變換器作為主電路。圖2為大功率開關電源的主電路拓撲圖。
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51單片機定時器的使用和詳細講解特別是定時器
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初值的設定
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用51單片機及霍爾傳感器制作的測速器電路圖
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MCS-51單片機計數器定時器詳解
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MCS-51單片機定時器設置軟件51TimerInit
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本書全面系統地介紹MCS－51單片機的結構、原理、接口技術、擴展應用等知識，主要內容包括；計算機運算基礎，計算機硬件電路基礎，單片微型機的組成原理，MCS－51系列單片機的指令系統，匯編語言程序設計，MCS－51單片機的擴展應用，MCS－51單片機接口技術，最新增強型51系列兼容單片機介紹，單片機指令一覽表和常用芯片的引腳圖等。 本書可作為高等理工科院校非計算機專業計算機原理和單片機課程的教材，也可供工程技術人員參考。 第一章 緒論 第一節 計算機的分類與發展 第二節 計算機的應用 第三節 微型計算機的系統組成 第四節 單片微型計算機的發展及應用 思考題與習題 第二章 計算機運算基礎 第一節 數制 第二節 數的表示方法 第三節 數的運算方法 第四節 二進制數加法電路 思考題與習題 第三章 計算機的硬件電路基礎 第一節 觸發器 第二節 寄存器 第三節 總線結構 第四節 存儲器 第五節 模型計算機的工作原理 思考題與習題 第四章 單片微型計算機的組成原理 第一節 微型計算機的結構及指令執行過程 第二節 MCS-51單片計算機的組成原理 第三節 MCS-51存儲器配置 第四節 時鐘電路及時序 第五節 輸入輸出瑞口 第六節 復位電路 第七節 MCS-51單片機的引腳功能 思考題與習題 第五章 指令系統 第一節 指令系統概述 第二節 MCS-51單片機指令系統 思考題與習題 第六章 匯編語言程序設計 第一節 匯編語言的基本知識 第二節 簡單程序設計 第三節 分支程序設計 第四節 循環程序設計 第五節 查表程序設計 第六節 散轉程序設計 第七節 子程序設計 第八節 浮點數及其程序設計 思考題與習題 第七章 MCS-51單片機的擴展應用 第一節 程序存儲器的擴展 第二節 外部數據存儲器的擴展 第三節 輸入/輸出與中斷 第四節 定時器/計數器 第五節 串行通信 思考題與習題 第八章 MCS-51單片機接口技術 第一節 MCS-51單片機的并行接口電路 第二節 鍵盤與數碼管顯示器接口電路 第三節 專用鍵盤顯示器接口芯片8279與單片機的接口 第四節 MCS-51單片機串行口擴展 第五節 單片機與D/A和A/D轉換器的接口 思考題與習題 第九章 增強51單片機 第一節 8XC52/54/58系列單片機硬件說明 第二節 8XC51FX硬件說明 第三節 87C51GB單片機 思考題與習題 附錄Ⅰ MCS-51系列單片機指令一覽表 附錄Ⅱ MCS-51特殊功能寄存器一覽表 附錄Ⅲ MCS-51特殊功能寄存器位地址分布 附錄Ⅳ MCS-51內部RAM的位地址分布 附錄Ⅴ 本書選取的芯片的引腳圖 附錄Ⅵ 常用波特率與其它參數選取關系
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本書從應用的角度，詳細地介紹了MCS-51單片機的硬件結構、指令系統、各種硬件接口設計、各種常用的數據運算和處理程序及接口驅動程序的設計以及MCS-51單片機應用系統的設計，并對MCS-51單片機應用系統設計中的抗干擾技術以及各種新器件也作了詳細的介紹。本書突出了選取內容的實用性、典型性。書中的應用實例，大多來自科研工作及教學實踐，且經過檢驗，內容豐富、翔實。 本書可作為工科院校的本科生、研究生、專科生學習MCS-51單片機課程的教材，也可供從事自動控制、智能儀器儀表、測試、機電一體化以及各類從事MCS-51單片機應用的工程技術人員參考。 第一章 單片微型計等機概述 1.1 單片機的歷史及發展概況 1.2 單片機的發展趨勢 1.3 單片機的應用 1.3.1 單片機的特點 1.3.2 單片機的應用范圍 1.4 8位單片機的主要生產廠家和機型 1.5 MCS-51系列單片機 第二章 MCS-51單片機的硬件結構 2.1 MCS-51單片機的硬件結構 2.2 MCS-51的引腳 2.2.1 電源及時鐘引腳 2.2.2 控制引腳 2.2.3 I/O口引腳 2.3 MCS-51單片機的中央處理器（CPU） 2.3.1 運算部件 2.3.2 控制部件 2.4 MCS-51存儲器的結構 2.4.1 程序存儲器 2.4.2 內部數據存儲器 2.4.3 特殊功能寄存器（SFR） 2.4.4 位地址空間 2.4.5 外部數據存儲器 2.5 I/O端口 2.5.1 I/O口的內部結構 2.5.2 I／O口的讀操作 2.5.3 I／O口的寫操作及負載能力 2.6 復位電路 2.6.1 復位時各寄存器的狀態 2.6.2 復位電路 2.7 時鐘電路 2.7.1 內部時鐘方式 2.7.2 外部時鐘方式 2.7.3 時鐘信號的輸出 第三章 MCS-51的指令系統 3.1 MCS-51指令系統的尋址方式 3.1.1 寄存器尋址 3.1.2 直接尋址 3.1.3 寄存器間接尋址 3.1.4 立即尋址 3.1.5 基址寄存器加變址寄存器間址尋址 3.2 MCS-51指令系統及一般說明 3.2.1 數據傳送類指令 3.2.2 算術操作類指令 3.2.3 邏輯運算指令 3.2.4 控制轉移類指令 3.2.5 位操作類指令 第四章 MCS-51的定時器/計數器 4.1 定時器／計數器的結構 4.1.1 工作方式控制寄存器TMOD 4.1.2 定時器／計數器控制寄存器TCON 4.2 定時器／計數器的四種工作方式 4.2.1 方式0 4.2.2 方式1 4.2.3 方式2 4.2.4 方式3 4.3 定時器／計數器對輸入信號的要求 4.4 定時器／計數器編程和應用 4.4.1 方式o應用（1ms定時） 4.4.2 方式1應用 4.4.3 方式2計數方式 4.4.4 方式3的應用 4.4.5 定時器溢出同步問題 4.4.6 運行中讀定時器／計數器 4.4.7 門控制位GATE的功能和使用方法（以T1為例） 第五章 MCS-51的串行口 5.1 串行口的結構 5.1.1 串行口控制寄存器SCON 5.1.2 特殊功能寄存器PCON 5.2 串行口的工作方式 5.2.1 方式0 5.2.2 方式1 5.2.3 方式2 5.2.4 方式3 5.3 多機通訊 5.4 波特率的制定方法 5.4.1 波特率的定義 5.4.2 定時器T1產生波特率的計算 5.5 串行口的編程和應用 5.5.1 串行口方式1應用編程（雙機通訊） 5.5.2 串行口方式2應用編程 5.5.3 串行口方式3應用編程（雙機通訊） 第六章 MCS-51的中斷系統 6.1 中斷請求源 6.2 中斷控制 6.2.1 中斷屏蔽 6.2.2 中斷優先級優 6.3 中斷的響應過程 6.4 外部中斷的響應時間 6.5 外部中斷的方式選擇 6.5.1 電平觸發方式 6.5.2 邊沿觸發方式 6.6 多外部中斷源系統設計 6.6.1 定時器作為外部中斷源的使用方法 6.6.2 中斷和查詢結合的方法 6.6.3 用優先權編碼器擴展外部中斷源 第七章 MCS-51單片機擴展存儲器的設計 7.1 概述 7.1.1 只讀存儲器 7.1.2 可讀寫存儲器 7.1.3 不揮發性讀寫存儲器 7.1.4 特殊存儲器 7.2 存儲器擴展的基本方法 7.2.1 MCS-51單片機對存儲器的控制 7.2.2 外擴存儲器時應注意的問題 7.3 程序存儲器EPROM的擴展 7.3.1 程序存儲器的操作時序 7.3.2 常用的EPROM芯片 7.3.3 外部地址鎖存器和地址譯碼器 7.3.4 典型EPROM擴展電路 7.4 靜態數據存儲的器擴展 7.4.1 外擴數據存儲器的操作時序 7.4.2 常用的SRAM芯片 7.4.3 64K字節以內SRAM的擴展 7.4.4 超過64K字節SRAM擴展 7.5 不揮發性讀寫存儲器擴展 7.5.1 EPROM擴展 7.5.2 SRAM掉電保護電路 7.6 特殊存儲器擴展 7.6.1 雙口RAMIDT7132的擴展 7.6.2 快擦寫存儲器的擴展 7.6.3 先進先出雙端口RAM的擴展 第八章 MCS-51擴展I/O接口的設計 8.1 擴展概述 8.2 MCS-51單片機與可編程并行I／O芯片8255A的接口 8.2.1 8255A芯片介紹 8.2.2 8031單片機同8255A的接口 8.2.3 接口應用舉例 8.3 MCS-51與可編程RAM/IO芯片8155H的接口 8.3.1 8155H芯片介紹 8.3.2 8031單片機與8155H的接口及應用 8.4 用MCS-51的串行口擴展并行口 8.4.1 擴展并行輸入口 8.4.2 擴展并行輸出口 8.5 用74LSTTL電路擴展并行I/O口 8.5.1 用74LS377擴展一個8位并行輸出口 8.5.2 用74LS373擴展一個8位并行輸入口 8.5.3 MCS-51單片機與總線驅動器的接口 8.6 MCS-51與8253的接口 8.6.1 邏輯結構與操作編址 8.6.2 8253工作方式和控制字定義 8.6.3 8253的工作方式與操作時序 8.6.4 8253的接口和編程實例 第九章 MCS-51與鍵盤、打印機的接口 9.1 LED顯示器接口原理 9.1.1 LED顯示器結構 9.1.2 顯示器工作原理 9.2 鍵盤接口原理 9.2.1 鍵盤工作原理 9.2.2 單片機對非編碼鍵盤的控制方式 9.3 鍵盤/顯示器接口實例 9.3.1 利用8155H芯片實現鍵盤／顯示器接口 9.3.2 利用8031的串行口實現鍵盤／顯示器接口 9.3.3 利用專用鍵盤／顯示器接口芯片8279實現鍵盤／顯示器接口 9.4 MCS-51與液晶顯示器（LCD）的接口 9.4.1 LCD的基本結構及工作原理 9.4.2 點陣式液晶顯示控制器HD61830介紹 9.5 MCS-51與微型打印機的接口 9.5.1 MCS-51與TPμp－40A/16A微型打印機的接口 9.5.2 MCS-51與GP16微型打印機的接口 9.5.3 MCS-51與PP40繪圖打印機的接口 9.6 MCS-51單片機與BCD碼撥盤的接口設計 9.6.1 BCD碼撥盤 9.6.2 BCD碼撥盤與單片機的接口 9.6.3 撥盤輸出程序 9.7 MCS-51單片機與CRT的接口 9.7.1 SCIBCRT接口板的主要特點及技術參數 9.7.2 SCIB接口板的工作原理 9.7.3 SCIB與MCS-51單片機的接口 9.7.4 SCIB的CRT顯示軟件設計方法 第十章 MCS-51與D/A、A/D的接口 10.1 有關DAC及ADC的性能指標和選擇要點 10.1.1 性能指標 10.1.2 選擇ABC和DAC的要點 10.2 MCS-51與DAC的接口 10.2.1 MCS-51與DAC0832的接口 10.2.2 MCS-51同DAC1020及DAC1220的接口 10.2.3 MCS-51同串行輸入的DAC芯片AD7543的接口 10.3 MCS-51與ADC的接口 10.3.1 MCS-51與5G14433（雙積分型）的接口 10.3.2 MCS-51與ICL7135（雙積分型）的接口 10.3.3 MCS-51與ICL7109（雙積分型）的接口 10.3.4 MCS-51與ADC0809（逐次逼近型）的接口 10.3.5 8031AD574（逐次逼近型）的接口 10.4 V/F轉換器接口技術 10.4.1 V／F轉換器實現A／D轉換的方法 10.4.2 常用V／F轉換器LMX31簡介 10.4.3 V／F轉換器與MCS-51單片機接口 10.4.4 LM331應用舉例 第十一章 標準串行接口及應用 11.1 概述 11.2 串行通訊的接口標準 11.2.1 RS-232C接口 11.2.2 RS-422A接口 11.2.3 RS-485接口 11.2.4 各種串行接口性能比較 11.3 雙機串行通訊技術 11.3.1 單片機雙機通訊技術 11.3.2 PC機與8031單片機雙機通訊技術 11.4 多機串行通訊技術 11.4.1 單片機多機通訊技術 11.4.2 IBM-PC機與單片機多機通訊技術 11.5 串行通訊中的波特率設置技術 11.5.1 IBM－PC/XT系統中波特率的產生 11.5.2 MCS-51單片機串行通訊波特率的確定 11.5.3 波特率相對誤差范圍的確定方法 11.5.4 SMOD位對波特率的影響 第十二章 MCS-51的功率接口 12.1 常用功率器件 12.1.1 晶閘管 12.1.2 固態繼電器 12.1.3 功率晶體管 12.1.4 功率場效應晶體管 12.2 開關型功率接口 12.2.1 光電耦合器驅動接口 12.2.2 繼電器型驅動接口 12.2.3 晶閘管及脈沖變壓器驅動接口 第十三章 MCS-51單片機與日歷的接口設計 13.1 概述 13.2 MCS-51單片機與實時日歷時鐘芯片MSM5832的接口設計 13.2.1 MSM5832性能及引腳說明 13.2.2 MSM5832時序分析 13.2.3 8031單片機與MSM5832的接口設計 13.3 MCS-51單片機與實時日歷時鐘芯片MC146818的接口設計 13.3.1 MC146818性能及引腳說明 13.3.2 MC146818芯片地址分配及各單元的編程 13.3.3 MC146818的中斷 13.3.4 8031單片機與MC146818的接口電路設計 13.3.5 8031單片機與MC146818的接口軟件設計 第十四章 MCS-51程序設計及實用子程序 14.1 查表程序設計 14.2 散轉程序設計 14.2.1 使用轉移指令表的散轉程序 14.2.2 使用地地址偏移量表的散轉程序 14.2.3 使用轉向地址表的散轉程序 14.2.4 利用RET指令實現的散轉程序 14.3 循環程序設計 14.3.1 單循環 14.3.2 多重循環 14.4 定點數運算程序設計 14.4.1 定點數的表示方法 14.4.2 定點數加減運算 14.4.3 定點數乘法運算 14.4.4 定點數除法 14.5 浮點數運算程序設計 14.5.1 浮點數的表示 14.5.2 浮點數的加減法運算 14.5.3 浮點數乘除法運算 14.5.4 定點數與浮點數的轉換 14.6 碼制轉換 ……
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51單片機串行口初值計算器
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