1968_延時電路設(shè)計,延時,電路設(shè)計 單位代碼 02 學(xué)　　號 080105015 分 類 號 TH 密 級 畢 業(yè) 設(shè) 計文獻(xiàn)翻譯院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院專 業(yè) 名 稱 機 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化學(xué) 生 姓 名 丁 彥 壘指 導(dǎo) 教 師 王 飛2012 年 3 月 20 日單位代碼 02 學(xué)　　號 080105015 分 類 號 TH 密 級 畢 業(yè) 設(shè) 計文獻(xiàn)綜述院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院專 業(yè) 名 稱 機 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化學(xué) 生 姓 名 丁 彥 壘指 導(dǎo) 教 師 王 飛2012 年 3 月 20 日單位代碼 02 學(xué)　　號 080105015 分 類 號 TH 密 級 畢 業(yè) 設(shè) 計延時電路設(shè)計院 （ 系 ） 名 稱 工 學(xué) 院 機 械 系專 業(yè) 名 稱 機 械 設(shè) 計 制 造 及 其 自 動 化學(xué) 生 姓 名 丁 彥 壘指 導(dǎo) 教 師 王 飛2012 年 5 月 5 日課題類型：（1）A—工程設(shè)計； B—技術(shù)開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究；（2）X——真實課題；Y——模擬課題；Z—虛擬課題 要求（ 1） 、 （2）均要填，如 AY、BX 等。課題名稱 延時電路設(shè)計課題來源 教師擬定 課題類型 AX 指導(dǎo)教師 王飛學(xué)生姓名 丁彥壘 學(xué) 號 080105015 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化開題報告內(nèi)容：（調(diào)研資料的準(zhǔn)備，設(shè)計的目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排；完成設(shè)計（論文）所具備的條件因素等。 ）一 調(diào)研資料的準(zhǔn)備：此次設(shè)計我是用延時電路設(shè)計作為設(shè)計的課題。在準(zhǔn)備階段，我首先在網(wǎng)上搜集了一些關(guān)于延時電路的資料，延時電路現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于電氣電路中。然后又在圖書館的網(wǎng)站上搜集了一些關(guān)于電力電子技術(shù)的材料和文獻(xiàn)。二 選題背景： 延時電路是機電設(shè)備常用的控制電路，是重要的輔助電路之一。在機電設(shè)備中經(jīng)常會遇到某電路或大功率管子需要通電預(yù)熱一段時間后才加高壓，以起到保護(hù)作用。三、主要參考資料模擬電子線路，電子線路設(shè)計，脈沖電路，機械制圖，自動控制原理、CAD 繪圖及相關(guān)資料等。四 本課題的主要內(nèi)容：設(shè)計一個延時電路，當(dāng)接通“燈絲”電壓 60 秒時才控制開關(guān)動作，自動接通高壓。要求延時時間可在 40—80秒范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。1.查閱文獻(xiàn)資料 12 種以上，外文資料不少于兩種。寫出 3000 字以上文獻(xiàn)綜述，單獨裝訂成冊。2.翻譯外文科技資料，不少于 3000 漢字，單獨裝訂成冊。3.完成開題報告，填寫開題報告表。4.完成設(shè)計方案選擇與論證，畫出原理圖，畫出各級電路的波形圖，元器件的選型設(shè)計和計算，畫出電路圖并標(biāo)出元器件的型號、規(guī)格和指標(biāo)參數(shù)等。5.繪制裝配圖， （折合后不少于 A1 圖紙 3 張，可以用計算機繪圖） ，制作出數(shù)字樣機的三維效果。 。6.編寫摘要，英中文完全對照，中文不少于 300 字。7、包含本次設(shè)計的所有內(nèi)容的光盤一張。8.編寫設(shè)計說明書，不少于 8000 字符。五 設(shè)計思路及預(yù)期成果：通過完成方案設(shè)計、參數(shù)計算、元器件的選擇、電路圖的繪制等環(huán)節(jié)，使學(xué)生綜合運用四年來所學(xué)到的知識提高解決實際問題的能力，學(xué)會科學(xué)研究的方法、程序，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，為其即將走向工作崗位奠定良好基礎(chǔ)。查閱國內(nèi)外相關(guān)資料，針對本設(shè)計進(jìn)行分析論證，從而擬定出總體設(shè)計方案草圖，再獨自完成各部分電 及計算，繼而采用 AutoCAD 軟件，利用計算機繪制出總體裝配圖及零部件圖，并編制出設(shè)計說明書等。六 任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排：1、第 1-3 周：對課題進(jìn)行調(diào)研， 完成文獻(xiàn)綜述、開題報告及英文資料翻譯，掌握 CAD 軟件應(yīng)用功能。完成開題報告。2、第 4-5 周：閱讀資料，搞清基本原理，畫出原理圖和波形圖。3、第 6-8 周：通過元器件的選型設(shè)計和計算完成電路設(shè)計，畫出電路圖和裝配圖。4、第 9-11 周：完成文獻(xiàn)綜述、設(shè)計說明書。5、第 12-13 周：修改論文與圖紙，準(zhǔn)備答辯。指導(dǎo)教師簽名： 日期： 黃河科技學(xué)院本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書工 學(xué)院 機械 系 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè) 08 級 1 班學(xué) 號 080105015 學(xué)生 丁彥壘 指 導(dǎo) 教 師 王 飛 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目延時電路的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）工作內(nèi)容與基本要求（目標(biāo)、任務(wù)、途徑、方法，應(yīng)掌握的原始資料（數(shù)據(jù)） 、參考資料（文獻(xiàn)）以及設(shè)計技術(shù)要求、注意事項等） （紙張不夠可加頁）一、目標(biāo)、任務(wù)及設(shè)計要求延時電路是機電設(shè)備常用的控制電路，是重要的輔助電路之一。在機電設(shè)備中經(jīng)常會遇到某電路或大功率管子需要通電預(yù)熱一段時間后才加高壓，以起到保護(hù)作用。請設(shè)計一個延時電路，當(dāng)接通“燈絲”電壓 60 秒時才控制開關(guān)動作，自動接通高壓。要求延時時間可在 40—80 秒范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。通過完成方案設(shè)計、參數(shù)計算、元器件的選擇、電路圖的繪制等環(huán)節(jié)，使學(xué)生綜合運用四年來所學(xué)到的知識提高解決實際問題的能力，學(xué)會科學(xué)研究的方法、程序，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，為其即將走向工作崗位奠定良好基礎(chǔ)。查閱國內(nèi)外相關(guān)資料，針對本設(shè)計進(jìn)行分析論證，從而擬定出總體設(shè)計方案草圖，再獨自完成各部分電路計及計算，繼而采用 AutoCAD 軟件，利用計算機繪制出總體裝配圖及零部件圖，并編制出設(shè)計說明書等。二、主要設(shè)計內(nèi)容1.查閱文獻(xiàn)資料 12 種以上，外文資料不少于兩種。寫出 3000 字以上文獻(xiàn)綜述，單獨裝訂成冊。2.翻譯外文科技資料，不少于 3000 漢字，單獨裝訂成冊。3.完成開題報告，填寫開題報告表。4.完成設(shè)計方案選擇與論證，畫出原理圖，畫出各級電路的波形圖，元器件的選型設(shè)計和計算，畫出電路圖并標(biāo)出元器件的型號、規(guī)格和指標(biāo)參數(shù)等。5.繪制裝配圖， （折合后不少于 A1 圖紙 3 張，可以用計算機繪圖） ，制作出數(shù)字樣機的三維效果。 。6.編寫摘要，英中文完全對照，中文不少于 300 字。7、包含本次設(shè)計的所有內(nèi)容的光盤一張。8.編寫設(shè)計說明書，不少于 8000 字符。三、主要參考資料模擬電子線路，電子線路設(shè)計，脈沖電路，機械制圖，自動控制原理、CAD 繪圖及相關(guān)資料等。四、時間安排1、第 1-3 周：對課題進(jìn)行調(diào)研， 完成文獻(xiàn)綜述、開題報告及英文資料翻譯，掌握CAD 軟件應(yīng)用功能。完成開題報告。2、第 4-5 周：閱讀資料，搞清基本原理，畫出原理圖和波形圖。3、第 6-8 周：通過元器件的選型設(shè)計和計算完成電路設(shè)計，畫出電路圖和裝配圖。4、第 9-11 周：完成文獻(xiàn)綜述、設(shè)計說明書。5、第 12-13 周：修改論文與圖紙，準(zhǔn)備答辯。畢業(yè)設(shè)計（論文）時間： 2012 年 02 月 13 日至 2012 年 05 月 15 日計 劃 答 辯 時 間： 2012 年 05 月 19 日專業(yè)（教研室）審批意見：審批人簽名：黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 第 1 頁摘要我 的 設(shè) 計 主 要 介 紹 的 是 關(guān) 于 延 時 電 路 的 設(shè) 計 。 延 時 電路 是 機 電 設(shè) 備 常 用 的 控 制 電 路 ， 是 重 要 的 輔 助 電 路 之 一 。 在機 電 設(shè) 備 中 經(jīng) 常 會 遇 到 某 電 路 或 大 功 率 管 子 需 要 通 電 預(yù) 熱 一段 時 間 后 才 加 高 壓 ， 以 起 到 保 護(hù) 作 用 。在 本 設(shè) 計 中 介 紹 了 延 時 電 路 555 延 時 電 路 工 作 原 理 ，給 出 各 電 路 原 理 圖 ， 演 示 方 式 可 有 不 同 ， 效 果 也 各 有 不 同 ，關(guān) 鍵 詞 ： 555 延 時 電 路 AbstractMy design is mainly on the delay circuit design. The delay circuit is mechanical and electrical equipment commonly used control circuit, is one of important auxiliary circuit. In the mechanical and electrical equipment are often encountered in a circuit or a high-power tubes need electricity preheating time to high pressure, to protect.During the design of a delay circuitthe 555 delay circuit, a programmable controller delay circuit composition, performance, application and working principle, the circuit diagram, the demo methods can be different, effect is different,Key words: 555delay circuit 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 第 2 頁1 、引言我們在日常生活中，經(jīng)常碰到一些需要定時的事情，例如：印相或放大照片，需要定在零點幾秒的時間，洗衣機洗滌衣物需要定在幾分鐘到幾十分鐘的時間，電風(fēng)扇需要定在數(shù)十分鐘的時間。完成這種定時的定時器有多種多樣，在家用電器中采用機械定時器就是根據(jù)一般上弦鐘表原理設(shè)計的，這種定時器雖然結(jié)構(gòu)簡單，成本低，維修也比較方便，但是它的觸頭頻繁接觸和斷開，大大的縮減了它的使用壽命，也不利于進(jìn)一步全自動化。在電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，電子定時器一定會逐步取而代之，這是不言而喻的。本文是基于 555 時基定時的控制高低壓電路自動轉(zhuǎn)換的設(shè)計方案。1.1、課題的來源和意義本課題是通過導(dǎo)師篩選提出的，電子設(shè)計課題不一定很大，只要通過親手做一遍全過程，完成一個產(chǎn)品制作，收獲是很大的。本課題的意義在于通過設(shè)計和制作本課題把在學(xué)校學(xué)習(xí)到的知識融會貫通并應(yīng)用到實際當(dāng)中。做到學(xué)有所成，學(xué)有所用。并且希望通過本設(shè)計為節(jié)能減排做出貢獻(xiàn)。1.2、延時電路的應(yīng)用延時電路在家用電器中經(jīng)常用于延時自動關(guān)機、定時。延時自動關(guān)機可用于：收音機、電視機、錄音機、催眠器、門燈、路燈、汽車頭燈、轉(zhuǎn)彎燈以及其他電器的延時斷電及延時自停電源等。定時可用于：照相定時曝光、定時閃光、定時放大、定時調(diào)速、定時烘箱、冰箱門開定時報警、水位定時報警、延時催眠器、延時電鈴、延時電子鎖、觸摸定時開關(guān)等。例如：空調(diào)中的定時器，在工作一段時間之后便能自動切斷電源停止工作。夏季夜間使用，入睡前先頂好時間，等睡熟后到了預(yù)定時間，空調(diào)自動關(guān)機。方便節(jié)能。黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 第 3 頁1.3、延時電路的發(fā)展前景傳統(tǒng)的定時器用作延時作用絕大多數(shù)都是發(fā)條驅(qū)動式、電機傳動式或電鐘式等機械定時器，部分電子器械中也有試用時間繼電器的。相對于傳統(tǒng)的定時器，本文中的延時電路用 555 時基延時電路和 plc 來完成延時作用和高低壓電路轉(zhuǎn)換。555 時基電路成本低、使用方便、穩(wěn)定性好，因此受到各界電子、電器設(shè)計與制作人員的歡迎，其應(yīng)用范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了的設(shè)計者的初衷，其用途幾乎涉及電子應(yīng)用的各個領(lǐng)域。自世界上第一塊 NE555 集成電路誕生至今 30 多年以來，其市場一直經(jīng)久不衰，直至今天世界各國集成電路生產(chǎn)廠商仍紛紛競相仿制。2 、555 時基電路時基集成電 555 是一種將模擬功能和邏輯功能巧妙結(jié)合在同一硅片上的線性集成電路，它是數(shù)字電路和模擬電路相結(jié)合的電路，能夠產(chǎn)生時間延遲和多種脈沖信號。555 時基電路具有線路簡單、功能靈活和調(diào)節(jié)方便等特點。555 時基電路具有非常靈活的使用方法和及其通用的電路功能。555 集成電路在定時方面應(yīng)用極為廣泛，它可以再最基本的典型應(yīng)用方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際需要，經(jīng)過參數(shù)的重新配置和電路的重新組合，與外接元件組成各種不通過用途的電路，例如各種波形的脈沖振蕩器、定時延時電路、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路、檢測電路、電源變換電路、頻率變換電路等。2.1、555 時基電路應(yīng)用和工作原理555 時基電路應(yīng)用和工作原理 1555 時基電路的特點 555 集成電路開始是作定時黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 第 4 頁器應(yīng)用的，所以叫做 555 定時器或 555 時基電路。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除了作定時延時控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。由于它工作可靠、使用方便、價格低廉，目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，555 集成電路內(nèi)部有幾十個元器件，有555 時基電路應(yīng)用和工作原理1 555 時基電路的特點555 集成電路開始是作定時器應(yīng)用的，所以叫做 555 定時器或 555 時基電路。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除了作定時延時控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。由于它工作可靠、使用方便、價格低廉，目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，555 集成電路內(nèi)部有幾十個元器件，有分壓器、比較器、基本 R-S 觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路比較復(fù)雜，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體，如圖 1 所示。圖 1 555 集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖555 集成電路是 8 腳封裝，雙列直插型，如圖 2(A)所示，按輸入輸出的排黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 第 5 頁列可看成如圖 2(B)所示。其中 6 腳稱閾值端(TH) ，是上比較器的輸入；2 腳稱觸發(fā)端(TR )，是下比較器的輸入；3 腳是輸出端(Vo)，它有 O 和 1 兩種狀態(tài)，由輸入端所加的電平?jīng)Q定；7 腳是放電端(DIS)，它是內(nèi)部放電管的輸出，有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定；4 腳是復(fù)位端(MR) ，加上低電平時可使輸出為低電平；5 腳是控制電壓端(Vc),可用它改變上下觸發(fā)電平值；8腳是電源端，1 腳是地端。圖 2 555 集成電路封裝圖我們也可以把 555 電路等效成一個帶放電開關(guān)的 R-S 觸發(fā)器，如圖 3(A)所示，這個特殊的觸發(fā)器有兩個輸入端：閾值端(TH)可看成是置零端 R，要求高電平，觸發(fā)端(TR) 可看成是置位端 S，要求低電平，有一個輸出端 Vo，Vo 可等效成觸發(fā)器的 Q 端，放電端(DIS)可看成是由內(nèi)部放電開關(guān)控制的一個接點，由觸發(fā)器的 Q 端控制：Q=1 時 DIS 端接地，Q=0 時 DIS 端懸空。另外還有復(fù)位端 MR，控制電壓端 Vc，電源端 VDD 和地端 GND。這個特殊的觸發(fā)器有兩個特點：(1)兩個輸入端的觸發(fā)電平要求一高一低，置零端 R 即閾值端(TH)要求高電平，而置位端 s 即觸發(fā)端(TR)則要求低電乎;(2)兩個輸入端的觸發(fā)電平使輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)的閾值電壓值也不同，當(dāng) V c 端不接控制電壓時，對 TH(R)端來講，>2/3VDD 是高電平 1,<2/3VDD 是低電平黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 第 6 頁0：而對 TR(S)端來講，>1/3VDD 是高電平 1，2/3VDD 時，輸出又翻轉(zhuǎn)成 Vo=O，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。TD 就是單穩(wěn)電路的定時時間或延時時間，它和定時電阻 RT 和定時電容 CT 的值有關(guān)：TD=1.1RTCT 。圖 4 人工啟動型 555 單穩(wěn)電路2) 脈沖啟動型將 555 電路的 6、7 腳并接起來接在定時電容 CT 上，用 2 腳作輸入就成為脈沖啟動型單穩(wěn)電路，如圖 5(a)所示，電路的 2 腳平時接高電平，當(dāng)輸入接低電平或輸入負(fù)脈沖時才啟動電路，用等效觸發(fā)器替代 555 后見圖 5 6)所示，下面分析它的工作原理：穩(wěn)態(tài)：接上電源后，R=1，S=1 ，輸出 Vo=0，DIS 端接地，CT 上的電壓為0 即 R=0，輸出仍保持 Vo=0，這是它的穩(wěn)態(tài)。黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 第 8 頁暫穩(wěn)態(tài)：輸入負(fù)脈沖后，輸入 S=0，輸出立即翻轉(zhuǎn)成 Vo=1，DIS 端開路，電源通過 RT 向 CT 充電，暫穩(wěn)態(tài)開始。經(jīng)過時間 TD 后，CT 上電壓上升到>2/3VDD 時，輸入又成為 R=1，S=1 ，這時負(fù)脈沖已經(jīng)消失，輸出又翻轉(zhuǎn)成Vo=0，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。這時內(nèi)部放電開關(guān)接通，DIS 端接地，CT 上電荷很快放到零，為下一次定時控制作準(zhǔn)備。電路的定時時間 TD=1.1RTCT。這兩種單穩(wěn)電路常用作定時延時控制。圖 5 脈沖啟動型單穩(wěn)電路3 555 雙穩(wěn)電路常見的 555 雙穩(wěn)電路有兩種：1)R-S 觸發(fā)器型雙穩(wěn)將 555 電路的 6、2 腳作為兩個控制輸入端，7 端不用，就成為一個 R-S 觸發(fā)器。注意兩個輸入端的觸發(fā)電平和閾值電壓不同，如圖 6(a)所示，有時可能只有一個控制端，這時另外一個控制端要設(shè)法接死，根據(jù)電路要求可以把 R 端接到電源端，如圖 6(b)所示，也可以把 S 接地，用 R 端作輸入。有兩個輸入端的雙穩(wěn)電路常用作電機調(diào)速、電源上下限告警等用途。有一個輸入端的雙穩(wěn)電路作為單端比較器用于各種檢測電路。黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 第 9 頁圖 6 555 構(gòu)成 R-S 觸發(fā)器2) 施密特觸發(fā)器型雙穩(wěn)將 555 電路的 6、2 腳并接起來接成只有一個輸入端的觸發(fā)器，如圖 7(a)所示，這個觸發(fā)器輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系是一個長方形的回線形，如圖 7(b)所示，從曲線可知，當(dāng)輸入 V1=0 時輸出 Vo=1，當(dāng)輸入電壓從 0 上升到>2/3VDD 后，Vo 翻轉(zhuǎn)成 0，當(dāng)輸入電壓從最高值下降到<1/3VDD 后，Vo 又翻轉(zhuǎn)成 1。由于它的輸入有兩個不同的閾值電壓，所以，這種電路常用于電子開關(guān)，各種控制電路、波形的變換和整形，如圖 8 所示。圖 7 555 構(gòu)成施密特觸發(fā)器黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 第 10 頁圖 8 波形的變換和整形4 555 無穩(wěn)電路(振蕩器)由 555 定時器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖 9(a)所示，其工作波形見圖 9(b)。接通電源后，電源 VDD 通過 R1 和 R2 對電容 C 充電，當(dāng) Uc<1/3VDD 時，振蕩器輸出 Vo=1，放電管截止。當(dāng) Uc 充電到≥2/3VDD 后，振蕩器輸出 Vo 翻轉(zhuǎn)成 0，此時放電管導(dǎo)通，使放電端(DIS)接地，電容 C 通過 R2 對地放電，使Uc 下降。當(dāng) Uc 下降到≤1/3VDD 后，振蕩器輸出 Vo 又翻轉(zhuǎn)成 1，此時放電管又截止，使放電端(DIS)不接地，電源 VDD 通過 R1 和 R2 又對電容 C 充電，又使 Uc 從 1/3VDD 上升到 2/3VDD,觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復(fù)始，從而在輸出端 Vo 得到連續(xù)變化的振蕩脈沖波形。脈沖寬度 TL≈0.7R2C，由電容 C 放電時間決定；TH=0.7(R1+R2)C，由電容 C 充電時間決定，脈沖周期 T≈TH+TL。圖 9 555 構(gòu)成多諧振蕩器黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（文獻(xiàn)綜述） 第 11 頁上面僅討論了由 555 定時器構(gòu)成的幾種典型應(yīng)用實例。實際上，由于 555定時器靈敏度高，功能靈活，因而在電子電路中獲得廣泛應(yīng)用。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 1 頁____________________________________________________________________________________________航空一次輻射早起雷達(dá)由通過輻射電磁能量，然后檢測發(fā)出時電磁能量與從目標(biāo)反射回來的電磁能量之間的對比來工作的。雷達(dá)唄乘坐是一個自動性的設(shè)備因為他自行發(fā)射電磁波檢測目標(biāo)，而不是通過目標(biāo)輻射的電磁波。雷達(dá)早期的來那個用處他能在一定的距離內(nèi)檢測到目標(biāo)并且能測出他的位置和高度。雷達(dá)通常采用幾個兆赫電磁波到幾個紫外線的范圍內(nèi)，雷達(dá)的最基本原理和幾種類型的操作都是一樣的。雷達(dá)信號，通常是一段由發(fā)射器發(fā)射由一個天線輻射進(jìn)大氣的脈沖波。天線是用作發(fā)射，也可以用作接收。接收機檢測雷達(dá)天線接收到目標(biāo)反射的微弱信號。通過對比原始信號和接收到的信號可以檢測出目標(biāo)的位置、形狀、速度。然后這些信息以陰極射線的方式傳送到空中交通控制中心。雷達(dá)發(fā)射電磁信號的類型取決于所需目標(biāo)的信息。用作飛機監(jiān)視的脈沖雷達(dá)。比如：以產(chǎn)生一串重復(fù)頻率為幾百每秒每一個都是幾個微秒的短脈沖。通常傳輸信號應(yīng)該占據(jù)一個光普寬帶，像這樣的有脈沖短波。脈沖寬度越短，光譜帶越大。為了準(zhǔn)確的確定通過移動目標(biāo)反射的信號的都博勒頻移，信號波形必須持續(xù)時間長。一個例子就是連續(xù)都博勒頻移。除了普遍使用的脈沖波，還有許多可能的波形，包括連續(xù)在頻率調(diào)制，脈沖頻率或相位調(diào)制，或突發(fā)脈沖。對于檢測來說，傳輸波形的形狀并不重要，只要他包含足夠的能量可以最大射程檢測到最小目標(biāo)。雷達(dá)探測距離是與雷達(dá)發(fā)射機頻率的四倍成正比的。這就意味著雷達(dá)探測距離的一個增長就是一次在傳輸能力上的巨大進(jìn)步。高頻率雷達(dá)操作費用最重要的是控制傳輸原動力的花費。發(fā)射機在檢測之前以低頻率形成波形。功率放大器可以是速調(diào)管，控制管，行波管，或正交場放大器。許多雷達(dá)直接產(chǎn)生信號，沒有使用磁控管之類的通過調(diào)制振蕩器的放大器。功率振蕩器通常用于方便與流動性很重要的地方，而功率放大器通常用在高功率和穩(wěn)定的波形對于目標(biāo)指示器脈沖多普勒，精密測量是很需要的地方。雷達(dá)的性能如何通常是確定的平均功率比峰值功率。地面空管監(jiān)視雷達(dá)的平均功率約在幾千瓦。發(fā)射機功率通過天線直接輻射出一個狹窄的光束能量。狹窄光束特性的雷達(dá)，允許更多的精力集中于目標(biāo)，也允許測量目標(biāo)的方向，黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 2 頁____________________________________________________________________________________________是由于定位的能量可以在空間。空管監(jiān)視雷達(dá)，通常，在方位維和海拔平面，使用的機械旋轉(zhuǎn)反射器天線扇形束窄， 。移動天線波束也可以實現(xiàn)與相控陣無機械運動。天線的大小取決于頻率，天線平臺上它將運行，并在操作環(huán)境。大型天線多運用低頻率進(jìn)行作業(yè)。超高頻雷達(dá)天線可能大于直徑 100 英尺，雷達(dá)工作在微波頻率上范圍大約是在直徑約 10 - 20 英尺。雷達(dá)從周圍的物體，如地面，大量的水，或雨接收回波。有害的回聲被稱為雜波，可以嚴(yán)重干擾檢測的理想目標(biāo)。如果所需的目標(biāo)是移動的，它可能是使用的都卜勒頻移產(chǎn)生的移動目標(biāo)調(diào)整不良固定回波的頻率不能改變。這是根據(jù)現(xiàn)代，脈沖多普勒，并連續(xù)波雷達(dá)。途中一次雷達(dá)在途中領(lǐng)空提供了積極的控制和分離飛機飛行。因此，途中初級雷達(dá)覆蓋范圍通常是 200 至 300nautical 英里。大多數(shù)現(xiàn)有主雷達(dá)的的路線是基于現(xiàn)代管式技術(shù)的，這使得雷達(dá)已經(jīng)超過了他們的估計壽命。因此，這些雷達(dá)的操作成本是很昂貴的。新的固態(tài)雷達(dá)正在實施。固定系統(tǒng)的發(fā)明給了機場終端雷達(dá)系統(tǒng)一個很好的作用發(fā)揮，這使它們比前代的雷達(dá)系統(tǒng)更加便宜和更加靈活。雷達(dá)制造中產(chǎn)品的區(qū)分好壞并不是覺得的憑借在開放式架構(gòu)的新趨勢上。速調(diào)管雷達(dá)的經(jīng)濟(jì)效益問題已經(jīng)得到解決。隨著雷達(dá)的兼容性能，固態(tài)系統(tǒng)大約占 40%是因為包裝和板子計數(shù)下降。新系統(tǒng)也減少維護(hù)成本。故障隔離和診斷是非常簡單的，更換單元的維修理念不需要復(fù)雜的現(xiàn)成的技術(shù)。傳統(tǒng)的管式雷達(dá)有較高的維護(hù)成本，需要高度熟練的技術(shù)人員在現(xiàn)場運行維修。摘自《空中交通管制和空中管控系統(tǒng)》空管二次監(jiān)視雷達(dá)二次監(jiān)視雷達(dá)，不像主雷達(dá)，不使用反映飛機表面目標(biāo)檢測的傳輸能量。蘇維埃社會主義共和國系統(tǒng)包括一個地面站訊問呼叫裝備的飛機，提供雙向數(shù)據(jù)鏈路上單獨的發(fā)送和答復(fù)頻率。信標(biāo)系統(tǒng)提供主要雷達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)點：.信標(biāo)答復(fù)脈沖比雷達(dá)回波要強。黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 3 頁____________________________________________________________________________________________.單獨的發(fā)送和答復(fù)頻率可以消除地面雜物和天氣多變的影響。閃爍和對雷達(dá)截面的依賴可以消除。.審訊和路線回復(fù)編碼提供離散目標(biāo)識別和自動報告高度。今天的文明蘇維埃社會主義共和國系統(tǒng)，有時被稱為一個管制信標(biāo)的系統(tǒng)，是 2 次世界大戰(zhàn)識別敵我系統(tǒng)的一個直接的產(chǎn)物。審訊發(fā)射機工作在1030mhz 和機載轉(zhuǎn)發(fā)器工作在 1090mhz。美國國防部提出這個系統(tǒng)在 1953 年是為了可以使裝載有兼容機載設(shè)備的飛機使民用和軍用飛機可以在正常的頻率信道提供空中交通管制信息。蘇維埃社會主義共和國是在美國在 60 年代初和1967 年完全實現(xiàn)所有商業(yè)噴氣飛機和所有軍事飛機載轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備的時候發(fā)展起來的。蘇維埃社會主義共和國定向發(fā)射傳呼設(shè)備編碼脈沖飛機對其間距表示身份或高度要求的答復(fù)。引起答復(fù)包括多達(dá) 16 的倍數(shù)，1.45 毫秒脈沖間隔。兩年的脈沖總是存在定義代碼列車和其他脈沖包含數(shù)據(jù)的代碼。一般來說，12 數(shù)字脈沖職位提供多達(dá) 4096 個離散的身份代碼，或 11 數(shù)字脈沖職位提供高度信息在100 英尺遞增引用 29.92 汞英寸依照標(biāo)準(zhǔn)大氣條件。該職位的掃描天線和經(jīng)過的時間之間的審訊和接收轉(zhuǎn)發(fā)器的答復(fù)率的方位和范圍的飛機。因此，方位，身份，和高度可以得出。此外，特別規(guī)定使飛行員宣布緊急情況或通信失敗。一個脈沖可用于特殊鑒定要求等。一個固有的問題在信標(biāo)系統(tǒng)是一個轉(zhuǎn)發(fā)器的答復(fù)可導(dǎo)致旁瓣相當(dāng)距離地面站。這表明了對控制器計劃位置指示器為環(huán)形周圍隨后損失的方位精度和分辨率和增加干擾。現(xiàn)代燈塔系統(tǒng)旁瓣抑制系統(tǒng)消除旁瓣審訊在機載轉(zhuǎn)發(fā)器。反射路徑可能會導(dǎo)致一個問題作為旁瓣造成轉(zhuǎn)發(fā)器的答復(fù)。信標(biāo)系統(tǒng)也可能在單一傳輸頻率上受到過分傳輸量的襲擾機載轉(zhuǎn)發(fā)器可能在多條地皮站，因此會收到許多審訊。單脈沖處理最新技術(shù)用于現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)。單脈沖系統(tǒng)和蘇維埃社會主義共和國指出，全方位，和三角洲模式的審問飛機大大提高了方位精度。摘自《空中交通管制和空中交通系統(tǒng)》二次雷達(dá)也叫做空管雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)（ATCRBS ：Air Traffic Control Radar Beacon System） 。它最初是在空戰(zhàn)中為了使雷達(dá)分辨出敵我雙方的飛機而發(fā)展的敵我識黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 4 頁____________________________________________________________________________________________別系統(tǒng)，當(dāng)把這個系統(tǒng)的基本原理和部件經(jīng)過發(fā)展后用于民航的空中交通管制后，就成了二次雷達(dá)系統(tǒng)。 　　管制員從二次雷達(dá)上很容易知道飛機的二次雷達(dá)應(yīng)答機代碼、飛行高度、飛行速度、航向等參數(shù)，使雷達(dá)由監(jiān)視的工具變?yōu)榭罩泄苤频氖侄?，二次雷達(dá)的出現(xiàn)是空中交通管制的最重大的技術(shù)進(jìn)展，二次雷達(dá)要和一次雷達(dá)一起工作，它的主天線安裝在一次雷達(dá)的上方，和一次雷達(dá)同步旋轉(zhuǎn)。 二次雷達(dá)發(fā)射的脈沖是成對的，它的發(fā)射頻率是 1030MHz，接收頻率是1090MHz，發(fā)射脈沖由 P1、P2、P3 脈沖組成，P1、P2 脈沖間隔恒為 2 微秒，P1、P3 脈沖間隔決定了二次雷達(dá)的模式。目前民航使用的是兩種模式，一種間隔為 8 微秒，稱為 A 模式又稱為 3/A 模式（識別碼） ；另一種間隔 21 微秒，稱為 C 模式（高度碼） 。接收脈沖由 16 個脈沖位組成，包含目標(biāo)的高度，代碼等內(nèi)容。二次雷達(dá)系統(tǒng)的另一重要組成部分是飛機上裝的應(yīng)答機，應(yīng)答機是一個在接受到相應(yīng)的信號后能發(fā)出不同形式編碼信號的無線電收發(fā)機，應(yīng)答機在接收到地面二次雷達(dá)發(fā)出的詢問信號后，進(jìn)行相應(yīng)回答。這些信號被地面的二次雷達(dá)天線接收，經(jīng)過譯碼，就在一次雷達(dá)屏幕出現(xiàn)的顯示這架飛機的亮點旁邊顯示出飛機的識別號碼和高度，管制員就會很容易地了解飛機的位置和代號。為了使管制員在詢問飛機的初期就能很快地把屏幕上的光點和所對應(yīng)的飛機聯(lián)系起來，機上應(yīng)答機還具有識別功能，駕駛員在管制員要求時可以按下“識別”鍵，這時應(yīng)答機發(fā)出一個特別位置識別脈沖（SPI） ，這個脈沖使地面站屏幕上的亮點變寬，以區(qū)別于屏幕上的其他亮點。 20 世紀(jì) 70 年代初計算機技術(shù)和雷達(dá)結(jié)合實現(xiàn)了航管雷達(dá)的全自動化。這種系統(tǒng)把一次雷達(dá)和二次雷達(dá)的數(shù)據(jù)都輸入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，高速運轉(zhuǎn)的計算機接收三個方面來的數(shù)據(jù)，第一是一次雷達(dá)的雷達(dá)信息，第二是二次雷達(dá)來的信標(biāo)信息，并把它轉(zhuǎn)換成數(shù)字碼，第三是由航管中心輸入的飛行進(jìn)程數(shù)據(jù)，即飛行計劃的各種數(shù)據(jù)。這個系統(tǒng)跟蹤一架飛機時，如果它的飛行計劃已經(jīng)報告給航管中心，這時計算機中已經(jīng)存儲了有關(guān)數(shù)據(jù)，在顯示屏幕上就會把這架飛機的下一步預(yù)計的位置和高度顯示出來，管制員就可以完全脫離進(jìn)程單，直接在雷達(dá)屏幕上得到飛機的全部有關(guān)數(shù)據(jù)。這個系統(tǒng)極大改善了空中管制環(huán)境，提高了管制效率。 黃 河 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (文 獻(xiàn) 翻 譯 ) 第 5 頁____________________________________________________________________________________________二次雷達(dá)探測距離一般在 300-370 公里。 　　雷達(dá)信號實際應(yīng)用要考慮很多因素，比如天氣因素和飛機高度的影響。遠(yuǎn)距離、低高度有時就覆蓋不了。如果設(shè)備周邊有障礙物，如：山，也有影響。一般說來，300 公里沒問題。 Secondary radar Also called atc Radar Beacon System (ATCRBS: Air Traffic Control Radar Beacon System). It was originally in engagement in order to make the radar distinguish against the development of the two sides of the aircraft and identification system, when the system of basic principles and components for civil aviation through development of air traffic control, became secondary radar system. The controller from secondary radar is easy to know about the secondary radar transponder code, flying height, the speed, heading parameters, make the radar surveillance tools into the air by means of control, secondary radar is the emergence of the air traffic control of the most important technology progress, secondary radar to and a radar work together, its master antenna installation in an over the top of the radar, and a radar synchronization.The launch of the secondary radar pulse is pairs of, it is 1030 MHz transmit frequency, receive frequency is 1090 MHz, firing pulse by P1, P2, P3 pulse composition, P1, P2 pulse intermission for constant 2 microseconds, the P1, P3 pulse interval decided the secondary radar patterns. At present the use of civil aviation is two kinds of modes, and A kind of interval for 8 microseconds, called A model called 3 / A model (identification number); Another kind of interval 21 microseconds, called C mode (height) yards. Receiving pulse by 16 pulse a composition, contains the height of the object, the code, etc. Secondary radar system is another big part of the plane is the jacket transponder, answering machine is a in accept to the corresponding signal after a different form encoded signal transceiver, answering machine to the ground in the receiving secondary radar signal after asking for, corresponding to answer. These signal is the ground of secondary radar antenna, after decoding, at a radar screen appears display the plane next to the window of the plane's show identification number and height, the controller can easily understand the position of planes and code. In order to make the controller to ask for the early years of the plane can quickly put the screen points of light and of the corresponding link up the plane, killing answering machine also has the identification function, the controllers requirement can press "recognition" button, then transponder send a special position recognition (SPI) pulse, the pulse make a station on the screen of a window grows wider, apart from other highlights on the screen.The 1970 s computer technology and radar combined with air of radar realized the automation. This system to a radar and secondary radar data of input data processing system, high-speed operation of the computer receive three aspects to data, the first one time of radar radar information, the first primary radar to pull the beacon information, and put it down ZiMa conversion, and the third is the center of the input of air flight process data, namely the flight plan, all kinds of data. This system tracking a plane, if it's flight plans have been reported to air center, then a computer has already been stored data, in a display screen will put the plane of the next step of the position and height is expected to show, the controller can completely from single process, directly on the radar screen of the relevant data all get the plane. This system has great improvement air control environment, improve the control efficiency.Secondary radar detection range is in commonly 300-370 km. Radar signal practical application to consider many factors, such as the weather factors and the influence of the height. Distance, low height can sometimes does not cover the. If the equipment is around obstacles, such as: mountain, also have influence. Generally speaking, 300 miles (kilometers) no problem.