《EDA电子设计自动化》试题.doc

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1、贵州大学2011-2012学年第一学期考试试卷EDA电子设计自动化学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：机自083学号：XXX学生姓名：LCS2011年11月28日《EDA电子设计自动化》试题1、一个电动机过载保护原理电路如图1所示，该电路将采集来的电动机负载电信号与参考电平比较，其结果送入输出电路。若电动机工作正常，则运算放大器输出为低电平，晶体管截止，继电器线圈无电流通过，报警电路保持开状态，指示灯不亮；若电动机出现过载现象，则送入电路的信号将大于参考信号，运算放大器输出为高电平，晶体管

2、导通，继电器线圈有电流通过，报警电路接通，指示灯发光报警，同时断开电动机主电路。要求：（1）设计电路并仿真分析其正确性；（30分）（2）分析发动机过载后经多长时间发出报警信号；（10分）（3）说明仿真分析中所采用的分析法及其设置或仪表（如示波器）的设置情况（要求给出截图并说明）。（10分）解：（1）根据题目要求我们设计的电动机过载保护原理电路如下图1-1所示：图1-1设计的电路及仿真结果该电路我们用一个单刀双掷开关来模拟电动机的工作情况：1)单刀双掷开关A在右侧闭合时，即电动机工作正常，则运算放大器输出为

3、低电平，晶体管截止，继电器线圈无电流通过，报警电路保持开状态，指示灯不亮；2)模拟电动机出现过载现象时，将单刀双掷开关A左侧闭合，则送入电路的信号将大于参考信号，运算放大器输出为高电平，晶体管导通，继电器线圈有电流通过，报警电路接通，指示灯发光报警，同时断开电动机主电路，模拟结果如下图1-2所示：图1-2电动机过载时模拟结果综上所述，我们得知此电路正确并可以达到预期设计目的。（2）分析发动机过载后系统发出报警信号所需时间时，我们采用电路的瞬态分析法来对发动机过载后系统发出报警信号所需的时间进行分析研究。由

4、电路可知，发动机过载发生时，电路中线路6点的电压将由低电平变为高电平，经过一段时间后，报警电路接通，指示灯发光报警，此时线路12点的电压同样将由低电平变为高电平，所以我们通过对线路6和线路12点电压的瞬态分析来分析发动机过载后系统发出报警信号所需的时间。①瞬态分析参数设置如图1-3和1-4所示：图1-3TransientAnalysis参数设置（1）图1-4TransientAnalysis参数设置（2）输出V6和V12②瞬态分析结果如图1-5所示：图1-5TransientAnalysis-1-1导出瞬

5、态分析数据制成Excel表格截图后得图1-6、1-7：图1-6TransientAnalysis-1-2V6时间—电压图1-7TransientAnalysis-1-3V12时间-电压由图1-6，1-7可知电动机在1.s时发生过载，即V6由低电平变为高电平3.5V，V12在2.s—2.s时间段由低电平变为高电平11.99917V，在分析时取2.s。所以发动机过载后系统发出报警信号所需的时间：即发动机过载后系统发出报警信号所需的时间为1.秒。（3）仿真分析中所采用的分析法及其设置及仪表的设置情况：在本电路的

6、仿真分析中我们采用的是瞬态分析法，对电路线路6点和线路12点的电压进行瞬态分析，瞬态分析参数设置情况如图1-3TransientAnalysis参数设置（1）和图1-4TransientAnalysis参数设置（2）所示。电路中电流表U3、U4及电压表U2的设置情况如图1-8所示：图1-8电流表U3、U4及电压表U2的参数设置情况1、试用集成DAC和ADC设计一个将正弦波转换为数字量，又能将数字量转换为模拟量的转换电路。要求：（1）设计电路并仿真分析ADC输入的模拟信号和DAC输出的模拟信号波形，对两波开

7、进行对比，说明波形变化规律；（30分）（2）说明采用的DAC和ADC集成器件的作用及各管脚功能；（10分）（3）说明仿真分析中所采用的仪表（如示波器、信号发生器）的设置（截图说明）。（10分）解：（1）根据题目要求我们设计了一下电路，如图2-1所示：图2-1基于ADC和VDAC8的A/D转换和D/A转换仿真电路基于ADC和VDAC8的A/D转换D/A转换仿真电路如上图2-1所示，在电路中采用有效值5V、频率为500Hz的正弦交流信号，为了对比仿真结果，在ADC输入信号中叠加了一个5V的信号。同时在电路中采

8、用滑动变阻器构成一个分压电路，通过滑动滑动变阻器触头，改变R1输入电阻，即可改变输入模拟信号的大小，ADC输出的高4位和低4位分别接1个数码管，显示输入模拟信号的转换结果。该电路将ADC的输出信号接到VDAC8的输入端，实际是将ADC输入模拟信号先进行A/D变换，然后进行D/A转换。在电路中利用双示踪示波器对源信号和DAC输出信号进行观察比较，将示波器A通道接在ADC的模拟信号输入端，B通道接在VDAC8的模拟信号输出端。在仿