第一篇：交流電的教案

目標(biāo)任務(wù)1 觸電情況

一、觸電概念

當(dāng)人體觸及設(shè)備的帶電部分時(shí)，有電流流過(guò)人體，使人體的一部分或全部受到傷害，甚至死亡的現(xiàn)象稱為觸電。

二、觸電的種類

1、電擊：是指電流通過(guò)人體，造成人體內(nèi)部器官的傷害，這是最危險(xiǎn)的。

2、電傷：是指電流對(duì)人體外部造成傷害，如電弧飛濺造成燒傷等。

3、人體觸電受到的傷害程度：取決于通過(guò)身體的電流，電流越大、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)、通過(guò)要害部位（心臟、中樞神經(jīng)、呼吸系統(tǒng)）時(shí)，身體受到的傷害就越大。

一般情況下，人體可長(zhǎng)時(shí)間承受30mA以下的工頻電流。我國(guó)用電安全規(guī)程中把36V（人體電阻按1200Ω計(jì)算）定為安全電壓值。

目標(biāo)任務(wù)2 觸電方式

一、單相觸電 圖3-5中，人體的一部分觸及帶電體，同時(shí)人體的另一部分觸及大地或中性線，電流從帶電體流過(guò)人體到大地（或中性線）形成回路。

二、兩相觸電

三、初相位

(?t??0)

1、在交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式中，把 叫做相位角，簡(jiǎn)稱相位，決定交流電某一時(shí)刻所處的狀態(tài)；而把t=0時(shí)的相位角叫做初相角，簡(jiǎn)稱初相。

2、目標(biāo)任務(wù)3 交流電的有效值

一、有效值

1、交流電的有效值是根據(jù)它的熱效應(yīng)來(lái)確定的。把熱效應(yīng)相等的直流電的值叫做交流電的有效值。交流電的電動(dòng)勢(shì)、電壓或電流的有效值分別用大寫(xiě)字母E、U和I表示。

2、3、正弦交流電的有效值和最大值的關(guān)系為：

目標(biāo)任務(wù)4 技能訓(xùn)練 測(cè)量交流電

一、器材準(zhǔn)備

1、萬(wàn)用表。

2、交流電源。

二、測(cè)量交流電壓

1、用萬(wàn)用表的交流電壓檔位測(cè)量交流電壓時(shí)，萬(wàn)用表不分極性，只要在測(cè)量量程范圍內(nèi)將它直接并聯(lián)到被測(cè)電路中即可。

2、如需擴(kuò)大量程，可加接電壓互感器。配用互感器的電壓表量程一般100V，選用時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電路電壓等級(jí)和電壓表自身量程合理配合使用。

3、讀數(shù)時(shí)，電壓表表盤(pán)刻度值已按互感器比率折算，可直接讀取。

4、交流電壓的測(cè)量如圖3-4所示。

5、將測(cè)量結(jié)果填寫(xiě)在測(cè)量單上

活動(dòng)小結(jié)

1、交流電是指大小和方向隨時(shí)間作周期性變化的電動(dòng)勢(shì)（電壓或電流）。

2、交流電是隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化的，稱為正弦交流電。

3、交流電的表達(dá)式：

第二篇：高中物理交流電總結(jié)

高中物理交流電總結(jié)

知識(shí)要點(diǎn)：

??公式交流電的產(chǎn)生和變化規(guī)律???圖象????最大值、瞬時(shí)值、有效值；

1、交流電?表征交流電的物理量??周期、頻率?????交流電能的傳輸——變壓器——遠(yuǎn)距離送電

2、基本要求：

（1）理解正弦交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律

①矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從中性面開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，在已知B、L、?情況下，會(huì)寫(xiě)

出正弦交流電的函數(shù)表達(dá)式并畫(huà)出它的圖象。

②函數(shù)表達(dá)式與圖象相互轉(zhuǎn)換。

（2）識(shí)記交流電的物理量，最大值、瞬時(shí)值、有效值；周期、頻率、角頻率；

（3）理解變壓器的工作原理及初級(jí)，次級(jí)線圈電壓，電流匝數(shù)的關(guān)系。理解遠(yuǎn)距離輸電的特點(diǎn)。

（4）了解三相交流電的產(chǎn)生。

一、交流電的產(chǎn)生及變化規(guī)律：

1、產(chǎn)生：強(qiáng)度和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫交流電。

矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的線圈的對(duì)稱軸作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如圖5—1所示，產(chǎn)生正弦（或余弦）交流電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)外電路閉合時(shí)形成正弦（或余弦）交流電流。

圖5—1

2、變化規(guī)律：

（1）中性面：與磁力線垂直的平面叫中性面。

線圈平面位于中性面位置時(shí)，如圖5—2（A）所示，穿過(guò)線圈的磁通量最大，但磁通量變化率為零。因此，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。

圖5—2 當(dāng)線圈平面勻速轉(zhuǎn)到垂直于中性面的位置時(shí)（即線圈平面與磁力線平行時(shí)）如圖5—2（C）所示，穿過(guò)線圈的磁通量雖然為零，但線圈平面內(nèi)磁通量變化率最大。因此，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值最大。

?m?2·N·B·l·v?N·B·?·S（伏）

（N為匝數(shù)）

（2）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式：

若從中性面開(kāi)始，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式：e?Im·sin?t??m·sin?t（伏）如圖5—2（B）所示。

感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式：i

e?（安）

若從線圈平面與磁力線平行開(kāi)始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為：?m·cos?t（伏）如圖5—2（D）所示。感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式：i?Im·cos?t

（安）

3、交流電的圖象：

e??m·sin?t圖象如圖5—3所示。e??m·cos?t圖象如圖5—4所示。

想一想：橫坐標(biāo)用t如何畫(huà)。

4、發(fā)電機(jī)：

發(fā)電機(jī)的基本組成：線圈（電樞）、磁極

??旋轉(zhuǎn)電樞式發(fā)電機(jī)?種類??旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)???轉(zhuǎn)子——電樞??定子——磁極?轉(zhuǎn)子——磁極??定子——電樞

旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)能產(chǎn)生高電壓和較大電流。輸出功率可達(dá)幾十萬(wàn)千瓦，所以大多數(shù)發(fā)電機(jī)都是旋轉(zhuǎn)磁極式的。

二、表征交流電的物理量：

1、瞬時(shí)值、最大值和有效值：

交流電在任一時(shí)刻的值叫瞬時(shí)值。

瞬時(shí)值中最大的值叫最大值又稱峰值。

交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)規(guī)定的：讓交流電和恒定直流分別通過(guò)同樣阻值的電阻，如果二者熱效應(yīng)相等（即在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生相等的熱量）則此等效的直流電壓，電流值叫做該交流電的電壓，電流有效值。

正弦（或余弦）交流電電動(dòng)勢(shì)的有效值?和最大值?m的關(guān)系為：

???m??0.707?2m

交流電壓有效值U??0.707Um； 交流電流有效值I??0.707Im。

注意：通常交流電表測(cè)出的值就是交流電的有效值。用電器上標(biāo)明的額定值等都是指有效值。用電器上說(shuō)明的耐壓值是指最大值。

2、周期、頻率和角頻率

交流電完成一次周期性變化所需的時(shí)間叫周期。以T表示，單位是秒。

交流電在1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率。以f表示，單位是赫茲。

周期和頻率互為倒數(shù)，即T?1f。

我國(guó)市電頻率為50赫茲，周期為0.02秒。角頻率?：??2?T?2?f

單位：弧度/秒 三、三相交流電：

1、三個(gè)互成120?的三個(gè)相同線圈，固定在同一轉(zhuǎn)軸上，在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，將產(chǎn)生三個(gè)交變電動(dòng)勢(shì)，所產(chǎn)生的電流叫做三相交流電。

由于這三個(gè)線圈是相同的，因此，它們將產(chǎn)生三個(gè)依次達(dá)到最大值的交變電動(dòng)勢(shì)。相當(dāng)于三個(gè)最大值和周期都相同的獨(dú)立電源。

2、每個(gè)獨(dú)立電源稱作“一相”，雖然每相的電動(dòng)勢(shì)的最大值和周期都相同，但是它們不能同時(shí)為零或者同時(shí)達(dá)到最大值。由于三個(gè)線圈的平面依次相差120?角，它們到達(dá)零值和最大值的時(shí)間依次落后周31期。如圖5—5所示。

3、在實(shí)際應(yīng)用中，三相發(fā)電機(jī)和負(fù)載并不用六條導(dǎo)線相連接，而是采用“Y”和“?”兩種接法。有興趣的同學(xué)可以參閱必修本P116*部分內(nèi)容。

四、變壓器：

1、變壓器是可以用來(lái)改變交流電壓和電流的大小的設(shè)備。

理想變壓器的效率為1，即輸入功率等于輸出功率。對(duì)于原、副線圈各一組的變壓器來(lái)說(shuō)（如圖5—6），原、副線圈上的電壓與它們的匝數(shù)成正。

即 UU12?n1n2

?U2·I2，因而通過(guò)因?yàn)橛蠻1·I1原、副線圈的電流強(qiáng)度與它們的匝數(shù)成反比。即 I1I2?n2n1

注意：①對(duì)于副線圈有兩組或兩組以上的變壓器來(lái)說(shuō)，原、副線圈上的電壓與它們的匝數(shù)成正比的規(guī)律仍然成立，但各副線圈的電流則應(yīng)根據(jù)功率關(guān)系P入??P出，去計(jì)算各線圈的電流強(qiáng)度，即U1·I1?U2·I2?U3·I3???。②當(dāng)副線圈不接負(fù)載（外電路斷開(kāi)時(shí)）I2=0，P出?0，因此P入?0，I1?0。

③當(dāng)副線圈所接負(fù)載增多時(shí)，由于通常負(fù)載多是并聯(lián)使用，因此，總電阻減少，使I2增大，輸出功率增大，所以輸入功率變大。

④因?yàn)镻入?P出，即U1·I1?U2·I2，所以變壓器中高壓線圈電流小，繞制的導(dǎo)線較細(xì)，低電壓的線圈電流大，繞制的導(dǎo)線較粗。

⑤上述各公式中的I、U、P均指有效值，不能用瞬時(shí)值。

2、遠(yuǎn)距離送電：

由于送電的導(dǎo)線有電阻，遠(yuǎn)距離送電時(shí)，線路上損失電能較多。

在輸送的電功率和送電導(dǎo)線電阻一定的條件下，提高送電電壓，減小送電電流強(qiáng)度可以達(dá)到減少線路上電能損失的目的。

線路中電流強(qiáng)度I和損失電功率計(jì)算式如下：

I?P輸U(kuò)出P損?I·R線U?2

2出 注意：送電導(dǎo)線上損失的電功率，不能用P損R線求，因?yàn)閁出不是全部降落在導(dǎo)線上。

第三篇：交流電之父簡(jiǎn)介

交流電之父 尼古拉·特斯拉，與愛(ài)迪生同時(shí)代的天才卻被打壓

提到尼古拉·特斯拉 你會(huì)想到什么？ 紅警里的特斯拉線圈？ 俄羅斯的通古斯大暴炸？ 交流電之父？

或者

你根本不知道他

那么就來(lái)了解了解這個(gè)近代最偉大的科學(xué)家

尼古拉·特斯拉(1856-1943年)是美籍南斯拉夫人,他和愛(ài)迪生是同時(shí)代人,和愛(ài)迪生一樣是一位多產(chǎn)的大發(fā)明家和科學(xué)家.誰(shuí)人不知愛(ài)迪生?卻很少有人知道特斯拉,他是一個(gè)被遺忘的天才.尼古拉·特斯拉是一位發(fā)明了交流發(fā)電和供電系統(tǒng)的天才發(fā)明家。這位古怪的發(fā)明家還發(fā)明了無(wú)線電的基本裝置：熒光燈、遙控制導(dǎo)裝置、可調(diào)機(jī)械振動(dòng)裝置、短距離無(wú)線電輸電裝置等。

尼古拉· 特斯拉不僅是一位發(fā)明家，而且還是一個(gè)具有特異功能并力圖解釋其功能現(xiàn)象的人。

科學(xué)界有一個(gè)普遍共識(shí)，人類歷史上曾經(jīng)存在過(guò)兩個(gè)公認(rèn)的曠世天才：達(dá)·芬奇和尼古拉·特斯拉。尼古拉·特斯拉是電氣化領(lǐng)域的先驅(qū)，是他發(fā)明和創(chuàng)造了交流電系統(tǒng)，發(fā)明了電機(jī)和高壓變壓器，對(duì)現(xiàn)代世界工業(yè)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。我們的家之所以能有燈光也要感謝特斯拉。特斯拉創(chuàng)造出了第一臺(tái)無(wú)線電遙控的機(jī)器、機(jī)器人工程學(xué)原理和太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)、X光設(shè)備、電能儀表、汽車速度儀表、冷光燈、電子鐘、電子治療儀……他在科學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域取得了大約1千項(xiàng)發(fā)明。而當(dāng)今世界的科學(xué)發(fā)明體系仍然建立在特斯拉留下的遺產(chǎn)之上。特斯拉率先提出的概念有電子顯微鏡、激光、電視、移動(dòng)電話，互聯(lián)網(wǎng)和許多其他與我們?nèi)粘Ｉ罹o密相關(guān)的事物。

但是，就是這樣一位曠世奇才，卻一生坎坷，備受同行和巨商為維護(hù)自己的利益對(duì)他的肆意打壓，以至于他在科學(xué)史上的地位，長(zhǎng)期都未能得到公正的評(píng)價(jià)。

第四篇：直流電交流電之爭(zhēng)

直流電VS交流電及其發(fā)展歷史

2007-06-22 13:37:29| 分類： 工作|舉報(bào)|字號(hào) 訂閱

關(guān)于電能的輸送方式，是采用直流輸電還是交流輸電，在歷史上曾引起過(guò)很大的爭(zhēng)論。美國(guó)發(fā)明家愛(ài)迪生、英國(guó)物理學(xué)家開(kāi)爾文都極力主張采用直流輸電，而美國(guó)發(fā)明家威斯汀豪斯和英國(guó)物理學(xué)家費(fèi)朗蒂則主張采用交流輸電。

在早期，工程師們主要致力于研究直流電，發(fā)電站的供電范圍也很有限，而且主要用于照明，還未用作工業(yè)動(dòng)力。例如，1882年愛(ài)迪生電氣照明公司（創(chuàng)建于1878年）在倫敦建立了第一座發(fā)電站，安裝了三臺(tái)110伏“巨漢”號(hào)直流發(fā)電機(jī)，這是愛(ài)迪生于1880年研制的，這種發(fā)電機(jī)可以為1500個(gè)16瓦的白熾燈供電。

但是隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，電力技術(shù)在通信、運(yùn)輸、動(dòng)力等方面逐漸得到廣泛應(yīng)用，社會(huì)對(duì)電力的需求也急劇增大。由于用戶的電壓不能太高，因此要輸送一定的功率，就要加大電流（P＝IU）。而電流愈大，輸電線路發(fā)熱就愈厲害，損失的功率就愈多；而且電流大，損失在輸電導(dǎo)線上的電壓也大，使用戶得到的電壓降低，離發(fā)電站愈遠(yuǎn)的用戶，得到的電壓也就愈低。直流輸電的弊端，限制了電力的應(yīng)用，促使人們探討用交流輸電的問(wèn)題。愛(ài)迪生雖然是一個(gè)偉大的發(fā)明家，但是他沒(méi)有受過(guò)正規(guī)教育，缺乏理論知識(shí)，難以解決交流電涉及到的數(shù)學(xué)運(yùn)算，阻礙了他對(duì)交流電的理解，所以在交、直流輸電的爭(zhēng)論中，成了保守勢(shì)力的代表。愛(ài)迪生認(rèn)為交流電危險(xiǎn)，不如直流電安全。他還打比方說(shuō)，沿街道敷設(shè)交流電纜，簡(jiǎn)直等于埋下地雷。并且邀請(qǐng)人們和新聞?dòng)浾?，觀看用高壓交流電擊死野狗、野貓的實(shí)驗(yàn)。那時(shí)紐約州法院通過(guò)了一項(xiàng)法令，用電刑來(lái)執(zhí)行死刑。行刑用的電椅就是通以高壓交流電，這正好幫了愛(ài)迪生的大忙。在他的反對(duì)下，交流電遇到了很大的阻礙。

但是為了減少輸電線路中電能的損失，只能提高電壓。在發(fā)電站將電壓升高，到用戶地區(qū)再把電壓降下來(lái)，這樣就能在低損耗的情況下，達(dá)到遠(yuǎn)距離送電的目的。而要改變電壓，只有采用交流輸電才行。1888年，由費(fèi)朗蒂設(shè)計(jì)的倫敦泰晤士河畔的大型交流電站開(kāi)始輸電。他用鋼皮銅心電纜將1萬(wàn)伏的交流電送往相距10公里外的市區(qū)變電站，在這里降為2500伏，再分送到各街區(qū)的二級(jí)變壓器，降為100伏供用戶照明。以后，俄國(guó)的多利沃──多布羅沃斯基又于1889年最先制出了功率為100瓦的三相交流發(fā)電機(jī)，并被德國(guó)、美國(guó)推廣應(yīng)用。事實(shí)成功地證實(shí)了高壓交流輸電的優(yōu)越性。并在全世界范圍內(nèi)迅速推廣。

20世紀(jì)50年代后，電力需求日益增長(zhǎng)，遠(yuǎn)距離大容量輸電線路不斷增加，電網(wǎng)擴(kuò)大，交流輸電受到同步運(yùn)行穩(wěn)定性的限制，在一定條件下的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果表明，采用直流輸電更為合理，且比交流輸電有較好的經(jīng)濟(jì)效益和優(yōu)越的運(yùn)行特性，因而直流輸電重新被人們所重視。

第五篇：交流電過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路總結(jié)

交流電過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路總結(jié)

交流電的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)方案較多，目前較常見(jiàn)的也是我之前所使用的方案如圖1所示：

圖1 交流電光耦過(guò)零檢測(cè)電路

圖1的電路可以檢測(cè)到交流電經(jīng)過(guò)零點(diǎn)的時(shí)間，但是它存在諸多的弊端，現(xiàn)列舉如下：

1.電阻消耗功率太大，發(fā)熱較多。220V交

流電，按照有效值進(jìn)行計(jì)算三個(gè)47K的電阻平均每個(gè)電阻的功率為220^2/(3*47k)/3=114.42mw。對(duì)于0805的貼片電阻按照1/8w的功率計(jì)算，當(dāng)前的消耗功率接近其額定功率，電阻 發(fā)熱大較大。同時(shí)需要注意市電的有效值為220V，其峰值電壓為311V，以此計(jì)算我們可以得到每個(gè)電阻的瞬時(shí)最大功率為228mw，嚴(yán)重超過(guò)了電阻的額定功率，因此使用是存在危險(xiǎn)的。

2.光耦的過(guò)零點(diǎn)反應(yīng)速度慢,TZA上升沿時(shí)

間長(zhǎng)。實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)光耦過(guò)零點(diǎn)上升沿和下降沿的跳變時(shí)間為120us左右(高低電平壓差為3.3V)。對(duì)于一般的應(yīng)用可以接受，但是對(duì)于通信中的同步應(yīng)用該反

3.4.5.6.應(yīng)時(shí)間將嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。因?yàn)樵?20us內(nèi)都可以認(rèn)為是發(fā)生了過(guò)零事件，也就是說(shuō)我對(duì)過(guò)零的判斷可能存在最高達(dá)120us的偏差。

根據(jù)光耦的導(dǎo)通特性，該電路的零點(diǎn)指示滯后實(shí)際交流電發(fā)生的零點(diǎn)。滯后時(shí)間可以根據(jù)光耦的導(dǎo)通電流計(jì)算，NEC2501的典型值是10ma，實(shí)際上，當(dāng)前向電流達(dá)到1ma的時(shí)候光耦一般就已經(jīng)導(dǎo)通了?，F(xiàn)以1ma電流計(jì)算，電阻3×47k=141k,則電壓為141V，相應(yīng)的滯后零點(diǎn)時(shí)間約為1.5ms。假設(shè)0.5ma導(dǎo)通則電壓為70V，則滯后時(shí)間為722us。光耦導(dǎo)通時(shí)間較長(zhǎng)，即光耦電流由0變?yōu)閷?dǎo)通電流這個(gè)漸變過(guò)程較長(zhǎng)，導(dǎo)致光耦特性邊緣時(shí)間差異明顯，產(chǎn)品一致性差。假設(shè)以1ma作為光耦的導(dǎo)通電流，那么在220v交流電由0V變化到141V的過(guò)程需要1.5ms。而因?yàn)槠陂g的一致性問(wèn)題，部分光耦可能會(huì)在0.5ma的時(shí)候就導(dǎo)通，部分可能在0.7ma的時(shí)候?qū)ā，F(xiàn)假設(shè)一致性帶來(lái)的最低導(dǎo)通電流為0.5ma，那么對(duì)應(yīng)導(dǎo)通電壓為71V，對(duì)應(yīng)滯后零點(diǎn)時(shí)間為736us，這表明，不同光耦之間零點(diǎn)差異可能達(dá)到764us！(實(shí)際測(cè)試中我檢測(cè)了10個(gè)樣品，其中兩個(gè)光耦導(dǎo)通性能差別最大的時(shí)間差達(dá)到50us，其他普遍在10us左右)。這為不同設(shè)備使用該電路進(jìn)行同步制造了很大的麻煩。

受光耦導(dǎo)通電流限制，該電路能夠檢測(cè)的交流信號(hào)幅度范圍較窄。以1ma計(jì)算，該光耦只能檢測(cè)交流信號(hào)幅度大于

141V的信號(hào)。如果該信號(hào)用于同步，那么在設(shè)備進(jìn)行低壓測(cè)試時(shí)將不能獲取同步信號(hào)。

TZA輸出波形和標(biāo)準(zhǔn)方波相差較大，占空比高于50%。實(shí)際測(cè)試中占空比的時(shí)間誤差達(dá)到1.2ms，在應(yīng)用中該時(shí)差不能被忽略?；谝陨狭谐龅母鱾€(gè)問(wèn)題導(dǎo)致利用交流電過(guò)零點(diǎn)進(jìn)行同步質(zhì)量較差，需要改進(jìn)。首先我想到的方案是利用比較器的比較功能來(lái)產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的方波。在交流電的正半周比較器輸出高電平，在交流電的負(fù)半周比較器輸出低電平。該方案的時(shí)間誤差僅取決于比較器電平跳變的響應(yīng)速度和比較器的差分電平分辨率。以lm319為例，偏置電壓最大為10mv，比較靈敏度為5mv，5V輸出電平跳變響應(yīng)時(shí)間在300ns以內(nèi)，加上asin(10e-3/311)/2//pi/50 = 100ns。二者總共相差約400ns，遠(yuǎn)低于圖1所示的方案。在實(shí)際應(yīng)用中我使用了LM358來(lái)代替比較器，其偏置電流為50na，串接1M的電阻，滿足偏置電流的電壓為50na×1M=50mv。按照st-lm358資料，其開(kāi)環(huán)頻率響應(yīng)1k一下可以達(dá)到100db，因此理論上輸入1mv的電平依然可以識(shí)別，和前邊假設(shè)相比取50mv，asin(50mv/311)/2/pi/50 = 500ns，放大器的SR為0.6V/us，假設(shè)轉(zhuǎn)換到4V，需要7us。因此使用LM358的絕對(duì)誤差為7.5us,而實(shí)際上由于每個(gè)器件的共性，因此在同步上偏差應(yīng)該小于1.5us。

方案定下來(lái)以后就應(yīng)該進(jìn)行電路設(shè)計(jì)了，在實(shí)際電路調(diào)試的時(shí)候遇到很多問(wèn)題，現(xiàn)記錄于此供以后參考。主要問(wèn)題包括有：

?

對(duì)于差分運(yùn)放電路缺乏基本的認(rèn)識(shí)，最初考慮用電阻分壓電路，按照最大電壓311V，電阻分壓1：100，選用2M電阻串接一個(gè)20k，取20k兩端的電壓，理論最大差為3.11V的樣子，電路如圖2-1所示。該電路最終以失敗告終。經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)和查找原因，是因?yàn)闆](méi)有可靠的工作點(diǎn)，或者說(shuō)沒(méi)有統(tǒng)一的參考地，浮地輸入無(wú)法實(shí)現(xiàn)放大。同樣因?yàn)檫@個(gè)原因，在網(wǎng)上尋找的如圖2-2所示的電路也以失敗告終。

?

為了能夠?qū)Σ罘址糯箅娐诽峁┙y(tǒng)一的參考基準(zhǔn)最終對(duì)圖2-2進(jìn)行修改，分別從差分輸入的+端和-端引一個(gè)大電阻到測(cè)試系統(tǒng)的“地”，因?yàn)槭菃坞娫捶糯罂紤]到LM358的共模輸入信號(hào)范圍

0-VCC-1.5V，由于二極管限幅，二極管兩端電壓最多0.7V，又因?yàn)閷?duì)于去其中間電平連接到地，正負(fù)端對(duì)地輸入的電壓范圍為-0.35到+0.35。最終電路如圖3所示，該電路可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。

經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：

1.理解運(yùn)算放大器的共模輸入范圍，這對(duì)

運(yùn)放電路設(shè)計(jì)很重要。如果輸入信號(hào)超過(guò)共模電壓范圍，放大器將不能正常工作。

2.任何信號(hào)耦合都是需要電流驅(qū)動(dòng)的，放

大器限流以及不同設(shè)備間“地”的連接不是電阻越大越好。當(dāng)初設(shè)計(jì)圖3的電路，最初R2和R3取500K時(shí)，用示波器雙通道同時(shí)測(cè)試測(cè)試地到R2,R3兩端差分電壓，顯示其具有相同的波形，幅度8V左右。理論上其原R2,R3兩端波形幅度應(yīng)該為0.35V，相位相反。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其原因就在于經(jīng)過(guò)R2,R3電流太小已經(jīng)沒(méi)有達(dá)到共“地”的效果了，降低R2,R3阻值測(cè)試波形和理論一致。3.當(dāng)初為了安全測(cè)試220V端電壓波形，查

閱了浮地測(cè)試技術(shù)的相關(guān)資料。同時(shí)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，浮地測(cè)試必須要將示波器和被測(cè)試系統(tǒng)的公共地?cái)嚅_(kāi)，具體來(lái)說(shuō)就是讓測(cè)試儀器和被測(cè)試平臺(tái)不具備相同的參考地電位，這樣短接示波器探頭的地到被測(cè)試平臺(tái)才不會(huì)發(fā)生事故。拿本實(shí)驗(yàn)舉例，假設(shè)我們需要測(cè)量市電實(shí)時(shí)波形，怎么測(cè)量呢。我們可以這樣測(cè)試，示波器供電時(shí)三芯插頭只連接L和N端，接地不連接，這樣就可以通過(guò)接地夾夾在市電的一端，用探頭去測(cè)量另一端的波形了。當(dāng)然最好還是在接地夾串接以大電阻去接市電一端，探頭也串接一大電阻去接市電另一端。如果不這樣測(cè)試會(huì)有什么后果？？？如果不這樣測(cè)試，因?yàn)槭静ㄆ魈筋^的接地夾是和三芯插頭地線導(dǎo)通的，在通過(guò)接地夾去夾火線或者零線是就相當(dāng)于把火線或零線直接與大地相連，如果是零線還沒(méi)事，如果是火線那必然短路！非常危險(xiǎn)??！