1.总体方案和设计思路:
该电路方案基于arduino主控,使用DAC的方式进行输入输出端口电压的测量,从而得到放大倍数、输入输出电阻等参数。正弦信号通过arduino发出PWM波形,再使LM324进行滤波得到。单片机通过对比故障状态和正常状态的输入输出电压和放大倍数等参数从而得到放大电路的故障原因。
在静态工作点的测量中,我们把C1、C2进行短路处理,并且假定icq=ieq,从而测量出静态工作点的参数。
在输入输出阻抗的测量中,通过对输入输出端口通过串联电阻R分压,对比串联前后的电压U1、U2得出输入输出端口的电阻R0=。
在开路和短路的测量中,由于在不同的故障中输入输出端口的电压值和放大倍数不同,因此通过测量这些参数从而推断出故障的原因。
2.电路部分
该电路是题目提供的放大电路,我们对此电路进行了端口引出处理,从而方便对各种电器件进行短路和断路的操作。其中H2是输入端口,H3是输出端口。
第一部分是LM324运放滤波部分,该电路输入PWM波形,输出正弦信号,给放大电路提供信号源。第二部分是稳压部分,该部分将12V直流电源降压为5V直流电源并具有稳压作用。第三部分是单片机arduino和12864oled显示部分进行数据的处理和结果的显示。
由于arduino使用的是5V的电源,因此使用降压模块进行降压。该单片机只能测量5V以下的电压,因此使用两个1K的电阻进行分压,从而使单片机的量程提升到0-10V。
3.仿真结果
可以看到下限频率约为15.375hz,上限频率约为35.436mhz 工作带宽为35.436mhz
放大倍数约为9.92倍
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