仿真电路设计报告范例(3篇)

仿真电路设计报告范文

语音信号的抽样和重构，在理论方面涉及到滤波器的设计和抽样定理［2，3］，实践方面涉及到滤波器和抽样定理的具体实现，还包含模拟电路和数字电路的基础知识，是理论和实际紧密结合的。因此，将其作为电子课程设计的题目，可以使学生充分巩固和加深理解基础核心课程的知识，提高自学能力和解决实际问题的能力。本文将其作为“电子线路课程设计”的教学平台进行构建的。

1语言信号抽样和重构系统设计

语音信号的抽样与重构系统是对经过抗混叠滤波后的语音信号进行8kHz自然抽样，然后把抽样信号进行重构，恢复出原信号，并将信号通过扬声器输出。系统构成如图1所示，包括电源电路、语音信号的输入电路、抽样时钟产生电路、信号抽样电路、信号重构电路和功率放大电路等。

1)电源电路电源电路可以提供±12V和±5V的直流电源。实现方法是将220V交流电经过变压器和整流桥变成+15V和－15V的直流电［1，2］。先将+15VDC输入到模块LM7812和LM7805，转变成为+12VDC和+5VDC输出;而将－15VDC输入到LM7912和LM7905，转变成－12VDC和－5VDC输出。

2)语音信号的输入电路语音信号的输入电路包括语音信号的采集和抗混叠滤波。根据奈奎斯特抽样定理，设计的抽样频率为8kHz。为避免频谱混叠，对信号要进行抗混叠滤波［4］。因此，将语音信号通过麦克风转换为电信号后，对信号进行放大和滤波。低通滤波器的参数如下:截止频率为3400Hz、通带衰减3dB、阻带衰减40dB，用滤波器设计软件Filterlab进行设计［5］。

3)抽样时钟产生电路抽样时钟产生电路的功能是产生8kHz的双极性方波信号。通过参数设计，芯片NE555可以用来产生频率和占空比可变的单极性方波信号。但后续抽样电路需要的是双极性的方波信号，故还需进行极性转换，可以采用运算放大器实现。

4)信号抽样电路信号抽样电路的功能是对语音信号进行自然抽样，可以使用四通道双向模拟开关芯片CD4066实现。双极性方波信号接到控制端，控制模拟开关的通断控制音频信号的通过，达到抽样目的。

5)抽样重构电路抽样后信号的重构过程，就是一个内插过程，是通过低通滤波器实现的。这里的滤波器参数与抗混叠滤波器参数相同。

6)功率放大电路功率放大电路的功能是对重构后信号进行功率放大，驱动扬声器，核心芯片为LM386。

2课程设计流程安排及要求

第一阶段:教师讲解设计的整体功能及系统划分，学生初步了解整个设计的组成和结构。同时完成学生的分组，二人一组自愿组合，第二阶段:学生根据设计内容，查找相关资料，独立完成电路设计。利用Multisim对各单元电路进行仿真，完成设计报告。设计报告内容包括系统概述、单元电路设计、分析和仿真［6］。其设计任务包括:①介绍系统设计的思路与总体方案;②介绍单元电路参数的选择和计算;③给出仿真电路图和仿真结果;④给出工作分工和元器件明细表;⑤给出引用的参考文献。第三阶段:焊接之前，要求学生画出布局布线图，包括元器件在实验板上的摆放和排列、器件所有管脚之间的连接以及电源和地的安排等。布局布线图完成后便进行电路的焊接和调试，最后完成总结报告。总结报告包括:①系统功能描述;②各单元电路的调试和实际改进的电路图;③系统测试结果，给出重要测试点的实测波形;④课程收获和建议。

仿真电路设计报告范文

本课题来源于试验室建设，研究对象为信号的调制与解调的matlab仿真。

2、研究的目的和意义

2.1、目的

我选择了《信号的调制与解调的MATLAB仿真》这个课题作为毕业设计其主要目的是通过此次课程设计进一步学习和巩固通信原理及其相关知识，并学会利用所学的知识能，在设计过程中能综合运用所学知识内容，进一步熟悉和掌握MATLAB的使用方法;对信号的调制与解调原理及其实现有较深的了解;为即将进入社会参加工作打下坚实的基础;掌握收集资料、消化资料和综合资料的能力等等。

2.2、意义

从事电子通信业而不能熟练操作使用MATLAB电子线路设计软件，在工作和学习中将是寸步难行的。在数学、电子、金融等行业，使用MATLAB等计算机软件对产品进行设计、仿真在很早以前就已经成为了一种趋势，〖您正浏览的文章由实习报告网整理〗这类软件的问世也极大地提高了设计人员在通信、电子等行业的产品设计质量与效率。众所周知，实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程，由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因而，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，反之在接收端则需要有解调过程。

3、国内外的研究现状和发展趋势

3.1、研究现状

MATLAB是由MATHWORKS公司于1984年推出的一种面向科学与工程的计算软件，通过MATLAB和相关工具箱，工程师、科研人员、数学家和教育工作者可以在统一的平台下完成相应的科学计算工作。

MATLAB本身包含了600余个用于数学计算、统计和工程处理的函数，这样，就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发。业内领先的工具箱算法极大的扩展了MATLAB的应用领域，所以MATLAB自推出以来就受到广泛的关注，信号处理工具箱就是其中之一，在信号处理工具箱中，MATLAB提供了滤波器分析、滤波器实现、FIR滤波器实现、IIR数字滤波器设计、IIR数字滤波器阶次估计等方面的函数命令。

3.2、发展趋势

由于我们所面对的工程问题越来越复杂，过去所依赖分析的技术已逐渐不敷使用。利用电脑来分析及解决工程问题已是当今工程师的必要工具。使用MATLAB软件进行科学计算，能够极大加快科研人员进行研究开发的进度，减少在编写程序和开发算法方面所消耗的时间和有限的经费，从而获得最大的效能。

4、研究的主要内容及设计成果的应用价值

4.1、研究的主要内容

1、信号调制与解调的原理

众所周知，实际过程中信号传输都要经过调制与解调这一过程，由于消息传过来的原始信号即调制信号具有频谱较低的频谱分量，这种信号在许多信道中不宜传输。因而，在通信系统的发送端通常需要有调制过程，反之在接收端则需要有解调过程。但是在计算机中的模拟和实现都是采用数字化的方法的，如果将采样的频率放的高一些，数字的所造成的失真就不容易察觉了，采用计算机对信号进行处理的话，非常的方便，这也是数字代替模拟的的原因之一。

2、信号调制与解调的基本方式

在信号调制中常以一个高频正弦信号作为载波信号。一个正弦信号有幅值、频率、相位三个参数，可以对这三个参数进行调制，分别称为调幅、调频和调相。也可以用脉冲信号作载波信号。可以对脉冲信号的不同特征参数作调制，最常用的是对脉冲的宽度进行调制，称为脉冲调宽。数字信号调制的三种基本方式，有振幅键控(ASK)、频率键控(FSK)和相位键控(PSK)。

在信号的解调中首先已调信号中检出调制信号的过程称为解调或检波。幅值调制就是让已调信号的幅值随调制信号的值变化，因此调幅信号的包络线形状与调制信号一致。只要能检出调幅信号的包络线即能实现解调。这种方法称为包络检波。检波后的信号，再经低通滤波，滤除高频信号，即可获得所需调制信号，实现解调。

3、信号调制与解调的MATLAB教本程序编制

利用MATLAB本身包含了600余个用于数学计算、统计和工程处理的函数，就可以迅速完成科学计算任务而不必进行额外的开发，而且信号与系统，通信系统工具包可以很容易的使用MATLAB开发语言——M语言快速的实现信号调制与解调这一过程的仿真。

4、整个系统的实现过程

首先利用MATLAB编制教本文件，对信号调用相应的函数进行各种调制，产生各类已调波及对其进行解调，同时进行频谱分析，然后利用SIMULINK工具箱对其进行解调仿真，通过改变参数并观测结果为系统的设计和改进提供了良好的依据。

4.2、信号的调制与解调的MATLAB仿真的应用价值

调制与解调是信号处理应用的重要问题之一，而系统的仿真和设计是设计过程中的重要步骤和必要保证。利用MATLAB可以很方便的进行通信系统的分析和仿真，尤其对于我们电子信息专业的教学与设计非常有利，另一方面还可以为开设《高频电子基础》和《信号与系统》等课程提供模拟信号的调制与解调的计算机虚拟试验。

5、工作的主要阶段、进度

(1)、2007年秋季学期第11周前

接受毕业设计任务书，学习毕业设计(论文)要求及有关规定。

(2)、2007年秋季学期第12~20周

阅读指定的参考资料及文献(包括10万个印刷符号外文资料)，基本完成开题报告、外文翻译等任务。

(3)、2007年春季学期第1周〖您正浏览的文章由实习报告网整理〗

进一步修订完善开题报告、外文翻译，使其在内容及格式上符合毕业设计(论文)规范要求。

(4)、2008年春季学期第82周到第6周

完成各单元电路设计，protel辅助分析。

(5)、第6周至第12周

完成电路制作，调试。

(6)、第13周

完成毕业设计，全部成果交指导老师批阅。

(7)、第14周

毕业答辩

6、最终目标及完成时间

完成硬件设计，提供protel电路原理图及pcb印制版图，最终达到硬件软件能准确无误的应用的目标。

完成时间：第15周

7、现有条件

现有protel软件及制作硬件的必要设备，可以完成本课题的研究与设计。

参考文献

1.谢自美等电子电路设计、实验、测试。武汉：华中科技大学出版社。2000年7月。二版

2.全国大学生电子设计竞赛组委会。第五届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编2001.北京：北京理工大学出版社。2003年1月。一版

3.孙继平等900MHZDDS|PLL在矿井无线通信系统中的应用煤炭科学技术2001年10期

4.张肃文等高频电子线路。北京：高等教育出版社。1993年4月。三版

5.王正谋PROTEL电路设计实用教程。北京：电子工业出版社。2003年6月。一版

6.郭勇等PROTEL99SE印刷电路板设计教程。北京：机械工业出版社。2004年6月。一版

7.许自图电子电路彷真平台与教程。武汉：华中科技大学出版社。2003年1月。一版

仿真电路设计报告范文篇3

关键词：继电保护仿真程序设计构想

一、继电保护整定计算程序现状

随着电力系统的发展，电网规模越来越大，结构也越来越复杂，继电保护整定计算的工作量也越来越大，而且整定计算的定值无法通过实际故障的情况，来验证其选择性和灵敏度。整定计算程序只能校验保护定值对本线的灵敏度，不能计算保护定值的远后的保护范围。另外，对于新设备的投产，整定计算不可能进行整个电网的保护整定计算，而只能进行局部电网的保护定值整定计算，因此，日积月累在整个电网保护定值配合上，可能会出现偏差，造成保护定值之间的不配合而使保护误动。一般的整定计算的工作，简单的流程图如下：

往往审核人的审核只对计算结果进行审核，在运行方式上的考虑及配合是否合理还不能验证，而且校验工作也不是很直观。因此，开发研制继电保护仿真程序是非常必要的，也将是非常实用的。

有了继电保护仿真程序，将有助于继电保护的定值的校验，防止运行中的继电保护定值的失配及灵敏度不足等问题。继电保护仿真程序具有模拟电网各种故障(包括复故障)的功能，以校验保护定值的正确性与否，增加了以上环节后，保护定值整定计算工作的流程图如下：

增加了仿真程序检验计算步骤，也就增加了一道防线，能对保护定值进行进一步的校验，而且很直观，能有效地防止保护定值的误整定。

二、继电保护仿真系统的组成

继电保护仿真程序就是利用计算机程序模拟电力系统各种故障，用故障量来检测保护的动作行为，并能输出各站的保护动作情况。其主要由程序和数据库两部分组成。

(一)数据库主要有：

1、电网一次系统图：

包括所有整定范围的一次电网结构图，应标有断路器状态，断路器在断开位置和合闸位置应有明显区别，以提醒计算人员有关保护动作跳闸情况。

2、继电保护定值库

a、元件参数：电网元件参数数据是用来模拟故障计算时依据，必须是电网运行元件的实测参数。

b、继电保护定值库：与在电网中运行的实际定值一致，包括各种保护的定值。

(二)程序部分

程序主要包括下面几个部分：模拟故障计算、保护动作行为的判断和报告输出等。

1、模拟故障计算程序：

模拟故障计算程序是仿真系统的核心，它应能够模拟各种故障类型，并对各厂、变每条线的保护的各种测量值进行计算，如相电压、相电流、相间阻抗、接地阻抗、零序电流、负序电流等。

2、保护动作行为的判断

根据程序的计算结果，与继电保护定值比较，来判断继电保护的动作行为。对各种保护分别进行判断。对于阻抗、电压和电流等保护的判断，直接用测量值与定值进行比较，比较的顺序是，从一段开始，如果在一段范围内，则输出保护动作，不再进行下一段的比较；如果一段不动，再与二段定值比较，以此类推。纵联保护的动作与否，要看对侧高频测量元件是否动作，如果也动作，则输出高频保护动作，否则，判断为未动作。而分相电流差动保护还应与线路对侧矢量电流相加再与定值进行比较。

3、输出报告

比较完毕后，输出保护动作情况报告，并在电网一次结线图上标明保护动作情况。

输出报告中保护动作情况表应有如下内容：

时间：年月日时分秒

系统运行方式：

机组运行情况，元件检修情况，

故障情况：

故障地点，故障类型，相别，

故障量：UA，UB，UC，3U0，IA，IB，IC，3I0。。。

保护动作：

变电站名，线路名，测量值，保护定值，动作时间，灵敏度。。。

。。。。。。

从报告中可以清楚地看到保护的动作的详细情况。

三、继电保护仿真程序的使用举例

仿真程序的运行过程如下：

继电保护仿真程序的主要用途有：保护定值的校验、事故分析和事故预想。

(一)

电网运行中继电保护定值的校验

以简单的电网为例，如图四所示：

各厂站都装有高频、距离和零序电流保护。

1、相间距离保护定值的校验。

A、在CD线出口10%处模拟两相短路，保护的动作行为应是：两侧的纵联保护应动作，CD线C侧距离保护一段应动作，D侧距离保护一段不应动作，距离二段保护应动作。BD线B侧距离二段不应动作，DE线E侧距离二段不应动作。

B、在CD线上25%处模拟两相短路，保护的动作行为应是：两侧的纵联保护应动作，CD线两侧距离保护一段应动作。BD线B侧距离二段不应动作，DE线E侧距离二段不应动作。

可在系统的任意一点模拟故障，来考验保护的动作行为。

2、接地距离保护。接地距离保护的检验方法与相间距离保护的校验方法基本相同。

3、零序电流保护的校验方法。

A、非全相振荡情况，只校验零不灵敏一段保护定值，不应有零不灵敏一段保护动作。

B、其它校验方法与相间距离保护校验方法基本相同。

2、事故中继电保护装置动作行为的分析

如果在电网故障中，保护装置有不正确动作行为，首先要根据当时的系统实际运行方式，可在寻找到的故障点处模拟相同的故障类型，来计算相关变电站和发电厂的电压、电流及阻抗等值，观察保护的动作情况，分析故障中的保护装置的动作行为。并与录波结果进一步进行核实，以保证与当时的实际情况相符，从而验证了保护装置动作的正确与否。

利用仿真程序分析电网事故，可以大大提高工作效率和工作质量，为继电保护工作提供了先进的管理手段。

3、调度员做事故预想

继电保护仿真程序，还可以为调度员做事故预想方案提供方便。调度员可根据事故的预想方案，利用仿真程序在相应的故障点处模拟故障，来观察保护装置的动作情况，做为事故预想的根据，使事故预想的方案更符合实际。

4、临时方式保护定值的校验

在电网运行中，会出现很多难以预料的运行方式，这些运行方式在保护整定计算中，是没有考虑的，也是无法预料的。利用继电保护仿真程序，可以很方便校验临时方式各种保护的灵敏度，对于紧急情况或电网事故做出正确的处理。另外，利用仿真程序还可以校验保护二、三段定值的远后备保护范围、高频保护测量元件的实际保护范围等等。