外文翻譯---基于單片機的超聲波測距系統(tǒng)的研究與設計

1、<p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　附錄A</b></p><p><b>　　外文翻譯</b></p><p>　　the equivalent dc value. In the analysis of electronic circuits to be con

2、sidered in a later course, both dc and ac sources of voltage will be applied to the same network. It will then be necessary to know or determine the dc (or average value) and ac components of the voltage or current in va

3、rious parts of the system.</p><p>　　EXAMPLE 13.13 Determine the average value of the waveforms of Fig. 13.37.</p><p>　　FIG. 13.37</p><p>　　Example 13.13.</p><p>　　Solut

4、ions:</p><p>　　a. By inspection, the area above the axis equals the area below over one cycle, resulting in an average value of zero volts.</p><p>　　b. Using Eq.(13.26):</p><p>　　as

5、 shown in Fig. 13.38.</p><p>　　In reality, the waveform of Fig. 13.37(b) is simply the square wave of Fig. 13.37(a) with a dc shift of 4 V; that is v2 =v1 + 4 V</p><p>　　EXAMPLE 13.14 Find the a

6、verage values of the following waveforms over one full cycle:</p><p>　　Fig. 13.39.</p><p>　　b. Fig. 13.40.</p><p>　　Solutions:</p><p>　　We found the areas under the cur

7、ves in the preceding example by using a simple geometric formula. If we should encounter a sine wave or any other unusual shape, however, we must find the area by some other means. We can obtain a good approximation of t

8、he area by attempting to reproduce the original wave shape using a number of small rectangles or other familiar shapes, the area of which we already know through simple geometric formulas. For example,</p><p&g

9、t;　　the area of the positive (or negative) pulse of a sine wave is 2Am.</p><p>　　Approximating this waveform by two triangles (Fig. 13.43), we obtain(using area 1/2 base  height for the area of a triangle)

10、 a rough idea of the actual area:</p><p>　　A closer approximation might be a rectangle with two similar triangles(Fig. 13.44):</p><p>　　which is certainly close to the actual area. If an infinit

11、e number of forms were used, an exact answer of 2Am could be obtained. For irregular waveforms, this method can be especially useful if data such as the average value are desired. The procedure of calculus that gives the

12、 exact solution 2Am is known as integration. Integration is presented here only to make the method recognizable to the reader; it is not necessary to be proficient in its use to continue with this text. It is a useful ma

13、th</p><p>　　where ∫ is the sign of integration, 0 and p are the limits of integration, Am sin a is the function to be integrated, and da indicates that we are integrating with respect to a. Integrating, we o

14、btain</p><p>　　Since we know the area under the positive (or negative) pulse, we can easily determine the average value of the positive (or negative) region of a sine wave pulse by applying Eq. (13.26):</

15、p><p>　　For the waveform of Fig. 13.45,</p><p>　　EXAMPLE 13.15 Determine the average value of the sinusoidal waveform of Fig. 13.46.</p><p>　　Solution: By inspection it is fairly obvio

16、us that</p><p>　　the average value of a pure sinusoidal waveform over one full cycle is</p><p><b>　　zero.</b></p><p>　　EXAMPLE 13.16 Determine the average value of the w

17、aveform of Fig. 13.47.</p><p>　　Solution: The peak-to-peak value of the sinusoidal function is16 mV +2 mV =18 mV. The peak amplitude of the sinusoidal waveform is, therefore, 18 mV/2 =9 mV. Counting down 9 m

18、V from 2 mV(or 9 mV up from -16 mV) results in an average or dc level of -7 mV,as noted by the dashed line of Fig. 13.47.</p><p>　　EXAMPLE 13.17 Determine the average value of the waveform of Fig. 13.48.<

19、/p><p><b>　　Solution:</b></p><p>　　EXAMPLE 13.18 For the waveform of Fig. 13.49, determine whether the average value is positive or negative, and determine its approximate value.</p&

20、gt;<p>　　Solution: From the appearance of the waveform, the average value is positive and in the vicinity of 2 mV. Occasionally, judgments of this type will have to be made.</p><p>　　Instrumentation&l

21、t;/p><p>　　The dc level or average value of any waveform can be found using a digital multimeter (DMM) or an oscilloscope. For purely dc circuits,simply set the DMM on dc, and read the voltage or current levels

22、.Oscilloscopes are limited to voltage levels using the sequence of steps listed below:</p><p>　　1. First choose GND from the DC-GND-AC option list associated with each vertical channel. The GND option blocks

23、 any signal to which the oscilloscope probe may be connected from entering the oscilloscope and responds with just a horizontal line. Set the resulting line in the middle of the vertical axis on the horizontal axis, as s

24、hown in Fig. 13.50(a).</p><p>　　2. Apply the oscilloscope probe to the voltage to be measured (if not already connected), and switch to the DC option. If a dc voltage is present, the horizontal line will shi

25、ft up or down, as demonstrated in Fig. 13.50(b). Multiplying the shift by the vertical sensitivity will result in the dc voltage. An upward shift is a positive voltage (higher potential at the red or positive lead of the

26、 oscilloscope), while a downward shift is a negative voltage (lower potential at the red or positive lead</p><p>　　1. Using the GND option, reset the horizontal line to the middle of the screen.</p>&

27、lt;p>　　2. Switch to AC (all dc components of the signal to which the probe is connected will be blocked from entering the oscilloscope— only the alternating, or changing, components will be displayed).</p><

28、p>　　Note the location of some definitive point on the waveform, such as the bottom of the half-wave rectified waveform of Fig. 13.51(a); that is, note its position on the vertical scale. For the future, whenever you u

29、se the AC option, keep in mind that the computer will distribute the waveform above and below the horizontal axis such that the average value is zero; that is, the area above the axis will equal the area below.</p>

30、<p>　　3. Then switch to DC (to permit both the dc and the ac components of the waveform to enter the oscilloscope), and note the shift in the chosen level of part 2, as shown in Fig. 13.51(b). Equation</p>

31、<p>　　(13.29) can then be used to determine the dc or average value of the waveform. For the waveform of Fig. 13.51(b), the average value is about</p><p>　　The procedure outlined above can be applied to

32、 any alternating waveform such as the one in Fig. 13.49. In some cases the average value may require moving the starting position of the waveform under the AC option to a different region of the screen or choosing a high

33、er voltage scale. DMMs can read the average or dc level of any waveform by simply choosing the appropriate scale.</p><p>　　13.7 EFFECTIVE (rms) VALUES</p><p>　　This section will begin to relate

34、dc and ac quantities with respect to the power delivered to a load. It will help us determine the amplitude of a sinusoidal ac current required to deliver the same power as a particular dc current. The question frequentl

35、y arises, How is it possible for a sinusoidal ac quantity to deliver a net power if, over a full cycle, the net current in any one direction is zero (average value 0)? It would almost appear that the power delivered duri

36、ng the positive portion of</p><p>　　instant of time to the resistor. The power delivered at each instant will, of course, vary with the magnitude of the sinusoidal ac current, but there will be a net flow du

37、ring either the positive or the negative pulses with a net flow over the full cycle. The net power flow will equal twice that delivered by either the positive or the negative regions of sinusoidal quantity. A fixed relat

38、ionship between ac and dc voltages and currents can be derived from the experimental setup shown in Fig. 13.5</p><p>　　If switch 2 is closed and switch 1 left open, the ac current through the resistor will h

39、ave a peak value of Im. The temperature reached by the water is now determined by the ac power dissipated in the form of heat by the resistor. The ac input is varied until the temperature is the same as that reached with

40、 the dc input. When this is accomplished, the average electrical power delivered to the resistor R by the ac source is the same as that delivered by the dc source. The power delivered by the a</p><p>　　The a

41、verage power delivered by the ac source is just the first term, since the average value of a cosine wave is zero even though the wave may have twice the frequency of the original input current waveform. Equating the aver

42、age power delivered by the ac generator to that delivered by the dc source,</p><p>　　which, in words, states that</p><p>　　the equivalent dc value of a sinusoidal current or voltage is 1/2 or 0.

43、707 of its maximum value.</p><p>　　The equivalent dc value is called the effective value of the sinusoidal quantity.</p><p>　　In summary,</p><p>　　As a simple numerical example, it

44、would require an ac current with a peak value of 2(10) 14.14 A to deliver the same power to the resistor in Fig. 13.52 as a dc current of 10 A. The effective value of any quantity plotted as a function of time can be f

45、ound by using the following equation derived from the experiment just described:</p><p>　　which, in words, states that to find the effective value, the function i(t) must first be squared. After i(t) is squa

46、red, the area under the curve isfound by integration. It is then divided by T, the length of the cycle or the period of the waveform, to obtain the average or mean value of thesquared waveform. The final step is to take

47、the square root of the meanvalue. This procedure gives us another designation for the effectivevalue, the root-mean-square (rms) value. In fact, since the rms term</p><p>　　EXAMPLE 13.19 Find the rms values

48、of the sinusoidal waveform in each part of Fig. 13.53.</p><p>　　Solution: For part (a), Irms 0.707(12  103 A) 8.484 mA.For part (b), again Irms 8.484 mA. Note that frequency did notchange the effective

49、value in (b) above compared to (a). For part (c),</p><p>　　Vrms 0.707(169.73 V) 120 V, the same as available from a home outlet.</p><p>　　EXAMPLE 13.20 The 120-V dc source of Fig. 13.54(a) del

50、ivers 3.6 W to the load. Determine the peak value of the applied voltage (Em) and the current (Im) if the ac source [Fig. 13.54(b)] is to deliver the same power to the load.</p><p><b>　　Solution:</b

51、></p><p>　　EXAMPLE 13.21 Find the effective or rms value of the waveform of Fig. 13.55.</p><p><b>　　Solution:</b></p><p>　　EXAMPLE 13.22 Calculate the rms value of th

52、e voltage of Fig. 13.57.</p><p><b>　　Solution:</b></p><p>　　EXAMPLE 13.23 Determine the average and rms values of the square wave of Fig. 13.59.</p><p>　　Solution: By in

53、spection, the average value is zero.</p><p>　　The waveforms appearing in these examples are the same as thoseused in the examples on the average value. It might prove interesting tocompare the rms and averag

54、e values of these waveforms.The rms values of sinusoidal quantities such as voltage or currentwill be represented by E and I. These symbols are the same as thoseused for dc voltages and currents. To avoid confusion, the

55、peak valueof a waveform will always have a subscript m associated with it: Imsin qt. Caution: When finding the rms valu</p><p>　　The question arises, What is the rms value of the voltage vT? Onemight be temp

56、ted to simply assume that it is the sum of the rms valuesof each component of the waveform; that is, VT rms 0.7071(1.5 V) 6 V 1.06 V 6 V 7.06 V. However, the rms value is actuallydetermined by</p><p>　　w

57、hich for the above example is</p><p>　　直流值相等。在電子電路的分析要考慮在后來的過程中，既DC和AC電壓源會適用于同一個網絡。這將是必要的了解或確定直流（或平均值）和交流電壓或電流元件在系統(tǒng)的各個部分。 例13.13確定的波形平均值 圖。 13.37。 </p><p>　　圖。 13.37 例如13.13。 解決方案： 字母a.通過檢查，上述

58、地區(qū)的軸以下面積等于多 一個周期，在一個零電壓的平均值結果。采用式。 （13.26）： </p><p>　　灣采用式。 （13.26）：</p><p>　　如圖所示。 13.38。 </p><p>　　在現(xiàn)實生活中，波形圖。 13.37（二）僅僅是方波無花果。 13.37（1）為4直流電壓轉變，也就是說， 2版= V1的+4 V的例13.14查找下列波形的平

59、均值在一個完整周期：字母a.圖。 13.39。</p><p>　　灣圖。 13.40。 </p><p>　　圖。 13.38 定義為波形的平均值無花果。 13.37（b）項。圖。 13.39 例如13.14，第（1）。根據我們發(fā)現(xiàn)在前面的例子曲線地區(qū)的使用簡單的幾何公式。如果我們遇到一個正弦波或任何其他不尋常的形狀，但是，我們必須找到一些地區(qū)其他手段。我們可以獲取該地區(qū)良好的逼近試圖

60、重現(xiàn)原始波形使用了若干小矩形或其他熟悉的形狀，面積，我們已經知道通過簡單的幾何公式。例如，積極的（或負區(qū)）的正弦波脈沖是凌晨2點。 逼近的兩個三角形（圖13.43）這個波形，我們得到 （使用面積_二分之一基地_為三角形的面積高）一個粗略的概念 實際面積：</p><p>　　保華阿更接近于可能有兩個類似三角形的矩形 （圖13.44）：這肯定接近實際面積。如果無限人數 形式使用，是凌晨2點確切的答案可以得到的。

61、對于不規(guī)則波形，這種方法可能是特別有用的資料，例如 平均值是所期望的。該演算過程，給出了確切的解決辦法是凌晨2點被稱為整合。整合是這里唯一令 圖。 13.41 在直流米響應波形 圖。 13.39。 圖。 13.42 </p><p>　　在直流米響應波形圖。 13.40。 圖。 13.43 </p><p>　　逼近的正脈沖形狀 正弦波形的兩個權三角形。圖。 13.44 </p&

62、gt;<p>　　一種形狀的更好的近似正脈沖波形的正弦。</p><p>　　識別方法給讀者，它是沒有必要精通它的使用繼續(xù)這個文本。這是一個有用的數學工具，但是， 并應教訓。在積極尋找該地區(qū)的脈沖正弦波使用一體化，我們已 </p><p>　　是集成，0和p簽署的一體化的限制，其中∫ 我罪一是要集成的功能，達表示，我們結合方面答：整合，我們得到 </p><

63、;p>　　因為我們知道在正面（或負地區(qū)）的脈搏，我們可以很容易地確定正（或負平均值） </p><p>　　一個正弦波脈沖地區(qū)運用方程。 （13.26）： </p><p>　　為了圖波形。 13.45，</p><p>　　（平均相同作為一個完整脈沖） 例13.15確定的正弦平均值 波形圖。 13.46。 解決方案：通過檢查相當明顯一個純正弦波形超過一個完整

64、周期的平均價值為零。例13.16確定波形的平均價值圖。 13.47。 解答：峰值正弦函數的峰值16壓_為2 mV _ 18壓。正弦的波形峰值振幅因此，18毫伏/ 2 _ 9壓。倒數第2至9壓壓（或9壓從_16機動車輛）在一個_7壓或DC平均水平的成果，正如由圖虛線。 13.47。 圖。 13.45 </p><p>　　找到的一個平均值的一半正脈沖波形的正弦。圖。 13.46 </p><p&

65、gt;　　例如13.15。 圖。 13.47 </p><p>　　例如13.16。例13.17確定波形的平均價值 圖。 13.48。</p><p><b>　　解決方案：</b></p><p>　　例13.18為了圖波形。 13.49，確定是否平均價值是正面還是負面，并確定其近似值。解決方案：從波形的出現(xiàn)，平均價值是積極的，在2壓附近。有

66、時候，這個判決類型將要作出。儀表直流水平或任何波形的平均值，可以發(fā)現(xiàn)使用一數字萬用表（DMM）或示波器。對于純粹的直流電路，簡單地設置的直流數字多用表，并讀取電壓或電流的水平。示波器僅限于電壓等級使用的一系列步驟列舉如下： 1。首先選擇從直流接地，接地，交流相關的選項列表每個垂直通道。接地模塊選擇的任何信號其中示波器探頭可能會連接進入示波器，只需水平線響應。設置結果在垂直軸中間的水平線軸，如圖所示。 13.50（1）。 圖。 13.49

67、 </p><p>　　例如13.18。（二）垂直靈敏度= 50 mV / div時。移= 2.5股利。（一） </p><p>　　圖。 13.50 使用示波器測量直流電壓：（一）設置接地的條件; （二）的垂直轉移時轉移到區(qū)選擇一個直流電壓產生的。2。應聘示波器探頭的電壓進行測量（如尚未連接），并切換到DC的選擇。如果直流電壓 是目前，水平線將轉向上漲或下跌，因為顯示了圖。 13.50

68、（b）項。乘以垂直移位敏感性將導致直流電壓。一個上移是一個正電壓（高潛力在紅色或積極的主導作用示波器），而向下轉移是負電壓（較低的潛能示波器的紅色或積極牽頭）。一般來說， </p><p>　　伏_（垂直轉移組。）_（垂直靈敏度在V /分區(qū)。）（13.29） </p><p>　　為了圖波形。 13.50（b）項，伏_（2.5分區(qū)。）（50毫伏/分區(qū)。）_ 125壓示波器也可用于測量DC或

69、平均水平波形的任何使用以下順序： 1。使用接地選項，重置水平線中間在屏幕上。2。切換到交流（信號的所有組成部分的直流探頭連接將被阻止進入示波器只有交替，或改變，部分將顯示）。請注意一些明確的點的位置上的波形，例如作為下半波整流無花果波形。13.51（1），即說明其對縱坐標位置。對于今后，只要您使用AC選項時，請記住，計算機將派發(fā)上述波形及以下水平軸這樣的平均值為零，也就是說，面積上述軸將等于下面的區(qū)域。3。然后切換到DC（允許同時直流和

70、交流組件對進入波形示波器），并注意轉移第2部分選擇的水平，如圖所示。 13.51（b）項。方程（13.29），然后可以用于確定DC或平均值波形。為了圖波形。 13.51（二），平均價值約 </p><p>　　變風量_伏_（0.9分區(qū)。）（5伏/分區(qū)。）_ 4.5 V 圖。 13.51確定非正弦波形的平均值使用示波器：（1）垂直渠道的交流方式;（二）在垂直通道DC模式。上述的程序可以適用于任何交流如波形圖之一。

71、13.49。在某些情況下的平均值可能需要動議下波形的起始位置交流選擇屏幕的一個不同地區(qū)或選擇更高電壓規(guī)模。數字萬用表可以讀取任何波形或DC平均水平只需選擇適當的規(guī)模。13.7有效（均方根）值本節(jié)將開始與有關直流和交流的數量權力交付給負載。這將幫助我們確定的振幅一個正弦交流電流必須將它作為一種同樣的權力特別是直流電流。經常發(fā)生的問題，怎么可能正弦交流的數量，以提供凈功率的是，經過一個完整周期，凈在任何一個方向的電流為零（平均價值0）？它幾

72、乎看來，動力，積極發(fā)表波形的正弦部分撤回在負部分，而且由于兩個幅度相等，凈功率傳送是零。然而，理解，不論 方向，電流通過電阻器將提供任何規(guī)模權力的電阻。換句話說，在正面還是負面部分的正弦交流電流，功率，正在每個交付時間瞬間的電阻。交付的權力在每個瞬間當然會，而改變正弦交流電流的大小，但將在凈流量無論是正面還是負面一觸即發(fā)的較完整周期凈流量。凈功率流會平</p><p>　　如果開關2關閉，開關1離去開放，AC電流

73、通過電阻將有進出口峰值。達到溫度水是決定于形式耗散的交流電源熱量電阻。交流輸入是多種多樣的，直至溫度是相同達成的直流輸入。當實現(xiàn)這一點，在平均電力交付交流電源的電阻R是相同，所發(fā)表的直流電源。由AC電源提供在任何時間瞬間的力量 </p><p><b>　　因此，</b></p><p>　　和平均權力的來源提供的交流僅僅是第一任期內，因為一余弦波的平均值為零，即使浪

74、潮可能有兩倍的原始輸入電流波形的頻率。等值的平均功率交流發(fā)電機交付該交付由直流電源，</p><p>　　其中，在言辭上，指出直流值相等的正弦電流或電壓1/_2_或0.707它的最大價值。等效直流值被稱為有效的正弦值數量?？傊?</p><p>　　作為一個簡單的例子，它需要一個AC電流一峰值_2_（10）_ 14.14交付同樣的權力電阻圖。 13.52為10答：直流電流的有效任何價值數

75、量策劃作為時間函數可以通過使用下面的發(fā)現(xiàn)方程來自實驗剛剛描述： </p><p>　　而在口頭上說，為了找到有效的價值，函數I（噸）首先必須平方。當我（噸）的平方，曲線下面積發(fā)現(xiàn)整合。這是除以T時，周期或長度波形的時間，以獲取平均或平均價值平方波形。最后一步是走的均方根值。這個程序為我們提供了另一個有效的指定價值，根均方（有效值）的價值。事實上，由于長期的有效值最常用的教育和工業(yè)界，它通篇使用這個文本。例13.1

76、9查找的正弦波形的均方根值 </p><p>　　每個圖的一部分。 13.53。圖。 13.53例如13.19。解決方案：（a）部分，質譜儀_ 0.707（12 _ 10_3甲）_8.484毫安。對于第（二），再次質譜儀_八點四八四毫安。請注意，頻率不變化中的有效價值上文（b）相比，（1）。第（三）Vrms的_ 0.707（169.73五）_ 120伏，一樣可以從一個家插座。例13.20 120伏直流源圖。 13

77、.54（一）提供3.6 W到負載。確定電壓峰值（EM）和當前（進出口）如果交流電源[圖。 13.54（二）]，是提供同樣向負載供電。</p><p>　　解決方案：例13.21或找到有效的均方根值波形圖。 13.55。解決方案： </p><p>　　例13.22計算的圖電壓的均方根值。 13.57。</p><p><b>　　圖。 13.55 <

78、/b></p><p><b>　　例如13.21。 </b></p><p><b>　　圖。 13.56 </b></p><p>　　平方的波形圖。 13.55。</p><p>　　圖。 13.57 例如13.22。</p><p>　　解決方案： 圖。 13

79、.58 平方的波形圖。 13.57。 例13.23確定平均和有效值的平方波圖。 13.59。 </p><p>　　解決方案：通過檢查，平均值為零。  （該圖波形的最大值。13.60）</p><p>　　波形出現(xiàn)在這些例子都與相同使用平均價值的例子。它可能證明有趣RMS和比較這些波形的平均值。正弦量的，如電壓或電流有效值將代表E和一，這些符號都與相同用于直流電壓和電流。為了避

80、免混亂，峰值一個波形將始終有一個下標m與之相關聯(lián)：進出口罪惡的Qt。注意：當找到了一個正脈沖的均方根值弦波，請注意平方面積不只是（凌晨）2 _ 4A2的米，它 </p><p>　　必須找到了一個全新的整合。這將永遠是對于任何波形不是矩形情況。獨特的情況出現(xiàn)，如果波形既有直流和交流分量可能是由于源，如在圖1。 13.61。那個 組合經常出現(xiàn)在電子網絡分析在直流和交流水平，目前在同一系統(tǒng)中。圖。 13.61 &l

81、t;/p><p>　　生成和一具有直流和交流分量波形顯示。產生的問題，是什么電壓有效值潮氣？一個可能想簡單地認為這是對均方根值的總和每個組件的波形，即室速有效值_ 0.7071（為1.5 V）_ 6伏_ 1.06 V _ 6伏_ 7.06五，但是，實際上是均方根值確定</p><p><b>　　上述例子是</b></p><p>　　圖。 13.