【正文】 一個(gè) N位相位寄存器組成， N一般為 24～ 32。的相位轉(zhuǎn)換成相應(yīng)相位的幅度值。如圖 ，根據(jù) DDS 的頻率控制字的位數(shù) N，把 360176。系統(tǒng)時(shí)刻檢測是否有修改頻率指令，以完成對應(yīng)操作。 Q 4C PC rC P 1C rC P 01 4 級二 進(jìn) 制記 數(shù) 器5461 41 31 512381 091 11 271 6C P 0V c cQ 5Q 6Q 7Q 8Q 9Q 1 0Q 1 2Q 1 3Q 1 4 圖 CD4060 內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖 在 課 題前期進(jìn)行實(shí)際超聲水處理實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，超聲換能器工作時(shí)所處環(huán)境(被處理對象 )不同，換能器的實(shí)際工作時(shí)的諧振頻率與標(biāo)稱頻率略有不同，需根據(jù)換能器標(biāo)稱的諧振頻率大致確定實(shí)際工作時(shí)的諧振頻率所在的范圍。利用鎖相環(huán)構(gòu)成的頻率合成器原理圖如圖 所示。 一、鎖相環(huán)原理及倍頻電路分析 鎖相環(huán) (PLL)是一個(gè)相位誤差控制系統(tǒng)，是將參考信號與輸出信號之間的相河海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 位進(jìn)行比較，產(chǎn)生相位誤差電壓來調(diào)整輸出信號的相位，以達(dá)到與參考信號同頻的目的。 在系統(tǒng)所需要的最高頻率點(diǎn) 1f =1MHz 時(shí)，計(jì)算得 X =8。 第二節(jié) 單片機(jī)及倍頻電路設(shè)計(jì)方案 本功率源系統(tǒng)所驅(qū)動(dòng)的超聲換能器，對驅(qū)動(dòng)信號的頻率、相位穩(wěn)定度要求較高。結(jié)果表明，影響處理效果的 因素 主要有兩大類：化學(xué)因素和物理因素。 無線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。 大功率死區(qū)時(shí)間可調(diào) D 類功放。 超聲水處理系統(tǒng)的設(shè)備現(xiàn)場狀態(tài)集控器設(shè)計(jì) 現(xiàn)場狀態(tài)集控器需要有人工控制模式和自動(dòng)模式，它匯集本系統(tǒng)下所有設(shè)備的狀態(tài)信息。該部分主要分為如下幾個(gè)子課題： 河海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 超聲水處理裝置的功放模塊的設(shè)計(jì) 需要對比現(xiàn)有的各類功放的特點(diǎn)，通過理論分析，設(shè)計(jì)出最大功率為 100W，最高頻率能達(dá)到 1MHz 的功率放大器。 考慮團(tuán)隊(duì)人員有限，本次設(shè)計(jì)中僅計(jì)劃對 水溫、 PH 值、水濁度、水中甲醛甲醛含量進(jìn)行測量，故本部分?jǐn)M定如下四個(gè)子題目： 超聲水處理系統(tǒng)中水溫?zé)o線傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。 根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計(jì)可分為傳播速度差法 (直接時(shí)差法、時(shí)差法、相位差法和頻差法 )、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。 每個(gè) 污水處理池中均有超聲、臭氧聯(lián)合處理裝置，還有水質(zhì)檢測裝置。 分解提煉出污水處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，并加以分析和設(shè)計(jì)。 與傳統(tǒng)水處理技術(shù)中的化學(xué)法、生物法、生物化學(xué)法、活性炭吸附法等不同，超聲水處理技術(shù)是一項(xiàng)集 高級氧化、熱解、超臨界氧化 為一體的、以物理處理為主的新型水處理 技術(shù) 。因此尋找一種高效 率 、低成本、無二次污染的廢水處理技術(shù)已迫在眉睫 [1]。從 2020年開始，生活污水排放超過工業(yè)污水排放，成為最大的污染源。 Embedded System 河海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VII 目 錄 第一章 緒論 ............................................................................................................. 1 第一節(jié) 國內(nèi)水污染狀況及治理 ...................................................................... 1 第二節(jié) 課題簡介 .............................................................................................. 2 一、課題來源與背景 ................................................................................. 2 二、課題的主要工作 ................................................................................. 3 第二章 超聲水處理系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì) ..................................................................... 4 第一節(jié) 總體設(shè)計(jì)規(guī)劃 ...................................................................................... 4 第二節(jié) 課題子題目分解 .................................................................................. 5 一、流量測量裝置設(shè)計(jì) ............................................................................. 5 二、無線水質(zhì)監(jiān)測裝置設(shè)計(jì) ..................................................................... 6 三、污水處理裝置設(shè)計(jì) ............................................................................. 6 四、控制中心設(shè)計(jì) ..................................................................................... 7 五、控制室其他電子設(shè)備設(shè)計(jì) ................................................................. 8 第三節(jié) 關(guān)鍵及核心技術(shù) .................................................................................. 8 第三章 超聲功率源波形發(fā)生器設(shè)計(jì) ................................................................... 10 第一節(jié) 波形參數(shù)和設(shè)計(jì)難點(diǎn) ........................................................................ 10 第二節(jié) 單片機(jī)及倍頻電路設(shè)計(jì)方案 ............................................................ 10 一、鎖相環(huán)原理及倍頻電路分析 ........................................................... 12 二、基 于鎖相環(huán) 74HC4046 倍頻電路硬件設(shè)計(jì) ................................... 14 三、基于鎖相環(huán) 74HC4046 倍頻電路軟件設(shè)計(jì) ................................... 16 第三節(jié) 單片機(jī)及 DDS 設(shè)計(jì)方案 .................................................................. 17 一、 DDS 原理 .................................................................................... 17 二、基于 AD9850 電路硬件設(shè)計(jì) ........................................................... 18 三、基于 AD9850 電路軟件設(shè)計(jì) ........................................................... 20 第四節(jié) CPLD 設(shè)計(jì)方案 ................................................................................ 23 一、 CPLD 選型 ....................................................................................... 23 河海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VIII 二、基于 EPM570 的硬件設(shè)計(jì) .............................................................. 24 三、基于 EPM570 的軟件設(shè)計(jì) .............................................................. 25 第五節(jié) 設(shè)計(jì)方案對比 .................................................................................... 28 第四章 功率放大器設(shè)計(jì) ....................................................................................... 29 第一節(jié) 功率和頻率需求 ................................................................................ 29 第二節(jié) 各類功放特點(diǎn) .................................................................................... 29 第三節(jié) D 類功放設(shè)計(jì)方案 ............................................................................ 31 一、 MOS 驅(qū)動(dòng)芯片及脈沖變壓器設(shè)計(jì)方案 ......................................... 33 二、半橋驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)方案 ................................................................... 35 三、設(shè)計(jì)方案對比 ................................................................................... 41 第五章 超聲換能器調(diào)諧匹配設(shè)計(jì) ....................................................................... 43 第一節(jié) 超聲換能器結(jié)構(gòu)分析 ........................................................................ 43 第二節(jié) 阻抗匹配理論分析 ............................................................................ 44 第三節(jié) 匹配電路設(shè)計(jì) .................................................................................... 46 第六章 電路板抗干擾設(shè)計(jì) ................................................................................... 48 第一節(jié) 電磁兼容基本原理 ............................................................................ 48 第二節(jié) 元件工作特性分析 ............................................................................ 49 一、電阻 ................................................................................................... 49 二、電容 ................................................................................................... 50 三、電感 ................................................................................................... 50 四、變壓器 .....