信號波形產(chǎn)生與濾波電路設(shè)計(jì)電子技術(shù)等專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)論(編輯修改稿)
2025-07-09 07:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電路串聯(lián)構(gòu)成。 方案三：由電壓控制電壓源電路構(gòu)成的帶通濾波電路，其優(yōu)點(diǎn)是電路性能穩(wěn)定、增益容易調(diào)節(jié)。 在此我們選用第三種方案來設(shè)計(jì)電路。 系統(tǒng)總體框圖 方波產(chǎn)生電路 濾波電路 示波器 電源電路 5 第三章 硬件設(shè)計(jì) 方波產(chǎn)生電路模塊 （ 1） a 方案二電路原理圖 圖 源圖像（ a） b 原理 555 定時(shí)器內(nèi)部有部有兩個(gè)電壓比較器、一個(gè)基本 RS 觸發(fā)器和一個(gè)集電極開路的 三極管組成。為了能讓 555 定時(shí)器產(chǎn)生脈沖，就得在外部電路上加一個(gè) RC 充放電 回路。在一個(gè)周期上給相應(yīng)端口輸入一定的電壓。就可以實(shí)現(xiàn)所達(dá)到的效果。 c 周期 計(jì)算產(chǎn)生高低電平占空比的公式如下： 2ln111 CRT ? ， 2ln122 CRT ? ，即當(dāng) 21 RR? 時(shí) 21 TT? ，占空比為 50% ，要產(chǎn)生頻率為 10kHZ 的方波， T==2*R* 1C * 2ln , 1c =, 1R = 2R =72? 。 （ 2） a 方案三的電路圖 6 圖 源圖像（ b） b 設(shè)計(jì)說明 集成電壓比較器比集成運(yùn)放放大器的開環(huán)增益低、 失調(diào)電壓大、共模抑制比小，因而它的靈敏度往往不如用集成運(yùn)放構(gòu)成的比較器高，但由于集成電壓比較器通常工作在兩種狀態(tài)（輸出為高電平或低電平），因此不需要頻率補(bǔ)償電容，也就不存在像集成運(yùn)放那樣因頻率補(bǔ)償電容引起轉(zhuǎn)換速率受限。設(shè)計(jì)題目給出的 LM324 運(yùn)放只有在低頻的時(shí)候，方波效果比較好，但對于設(shè)計(jì)所要求的 10KHZ 的方波，頻率已很高了，這時(shí)產(chǎn)生的方波用 multisim 軟件仿真可以觀察到前后沿不陡峭，有點(diǎn)像正弦波，因此改換成了高速集成電壓比較器 AD9631，后面仿真圖中會有二者的對比。 c 設(shè)計(jì)原理 該電路實(shí)際上 就是在遲滯比較器的基礎(chǔ)上加了一個(gè)積分回路，遲滯比較器自身的特點(diǎn)有兩個(gè)閾值電壓 +FVz 和 FVz，再接通電源的瞬間，輸出電壓處于不定狀態(tài)，假設(shè)輸出電壓偏于正向飽和，即 Vo=+Vz 時(shí)，加到電壓比較器同相端得電壓為 +FVz，而加于反相端的電壓，由于電容上的電壓不能突變，只能由輸出電 +FVz 時(shí)，輸出電壓迅速翻轉(zhuǎn)到Vz,Vz 又通過 R3 對 C進(jìn)行反相充電，知道 Vc略負(fù)于 Vz 值時(shí)，輸出狀態(tài)再次發(fā)生翻轉(zhuǎn)。如此循環(huán)不已，形成一系列的 方波。 d 參數(shù)設(shè)計(jì) 設(shè) t=0 時(shí)， Vc=Vz，則在 2T 時(shí)間內(nèi)，電容 C 上的電壓將以指數(shù)規(guī)律由 FVz 向 +Vz方向變化，電容器端電壓隨時(shí)間變化規(guī)律為 ? ? ?????? ??? ? CRtzc Fvtv 311)( 設(shè) T 為方波的周期，當(dāng) 2Tt? 時(shí)，Zc FVTv ?)2(,帶入上式，可得 7 ? ?zCRTzc FVeFVTv ????????? ??? ? 3211)2( 1R 對 T 求解，得 ???????? ?????1233 1ln211ln2 RRCRFFCRT 如適當(dāng)選取 1R 和 2R 的值，可使得 11ln12 ????????? ? RR ,即 F=，則振蕩周期可簡化為T=2 CR3 ，振蕩頻率為CRTf 32 11 ??。在 Multisin 仿真電路上連接遲滯回路比較器的實(shí)現(xiàn)電路，用 AD9631 作為電路的電壓比較器，用示波器檢測輸出端口的波形，檢查頻率和幅值是否在要求的分范圍內(nèi) ，一邊調(diào)試一邊計(jì)算。調(diào)試出一個(gè)最合適的參數(shù)，經(jīng)調(diào)試得 1R 選為 860? ， 2R 選為 1 ?K ， 3R 選為 2 ?K ， C 選為 。 直流電源模塊 a 電路原理圖 圖 源圖像 |b 設(shè)計(jì)原理 首先交流店通過整流變壓器把 220V 的交流電變成 12V 的交流電，然后通過整流橋，將交流電變成直流，然后通過電容濾波，使電壓變得平穩(wěn)然后通過集成穩(wěn)壓芯片 LM780LM781 LM790 LM7912，最后得到 ? 12V、 ? 5V 的穩(wěn)定直流電壓。 8 c 參 數(shù)計(jì)算與元件選型 首先是變壓器的選擇，由于要把 220V 的交流電降到 12V,所以應(yīng)選擇變比為 18 左右的 3 端或 2端輸出的變壓器，由于在 Multisim 軟件中沒有找到這樣的變壓器，所以暫時(shí)只能將輸入電壓改為 150V。 由于是整流橋，所以每只二極管鎖車感受的最大方向電壓： 12UUBM ? = 2 *12=17V 對于橋式整流電路，每只二極管的平均電流： RUIR ? 1 (A) 為此我選擇了 1B4B42 的整流橋，它能承受的最大反向電壓為 100V17V,額定電流為 1A，都能達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。 整流之后的電壓 2U =(） 1U , 1U 為副邊電壓。 RC 濾波電路中， C的選擇應(yīng)適應(yīng)下式，即 RC 放電時(shí)間常數(shù)應(yīng)滿足： RC=(35） 2T ,式中 T為輸入交流信號周期： R 為整流濾波電路的等效負(fù)載電阻，阻值一般較小。所以電容選擇為 1000u，后面 4個(gè)瓷片電容是為了更好的濾去紋波。穩(wěn)壓的作用是將濾波電路輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓芯片后，輸出較穩(wěn)定的電壓，因此選
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