信號(hào)波形合成實(shí)驗(yàn)電路電子信息工程畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-06-29 01:10本頁面
【正文】 RAM、閃存RAM和外圍模塊將來計(jì)劃擴(kuò)大至 1MB通過堆棧處理，中斷和子程序調(diào)用層次無限制僅3種子令格式，全部為正交結(jié)構(gòu)盡可能做到1字/指令源操作數(shù)有7種尋址模式，目的操作數(shù)有 4 種尋址模式1外部中斷引腳，I/O口具有中斷能力1中斷優(yōu)先級(jí)，對(duì)同時(shí)發(fā)生的中斷按優(yōu)先級(jí)別處理1嵌套中斷結(jié)構(gòu)，可以在中斷服務(wù)過程中再次響應(yīng)其它中斷1外圍模塊地址為存儲(chǔ)器分配，全部寄存器不占用 RAM 空間，均在模塊內(nèi)1定時(shí)器中斷可用于事件計(jì)數(shù)、時(shí)序發(fā)生、PWM等1看門狗功能1A/D轉(zhuǎn)換器（10位或更高精度）整體結(jié)構(gòu)測(cè)量的正弦波信號(hào)幅度10KHz時(shí)在峰峰值在6V左右，接近MSP430芯片的電源電壓，因此對(duì)其進(jìn)行衰減。衰減后信號(hào)通過峰值檢波器，檢測(cè)出電壓的峰值，輸入到430的ADC通道后，由其檢測(cè)，最后通過LCD顯示。結(jié)構(gòu)圖如圖316所示：圖316 測(cè)量與數(shù)字顯示模塊結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要以模擬電路為主，顯示模塊采用TI公司的MSP430芯片完成控制。具體軟件流程如圖317所示。圖317 測(cè)量模塊軟件流程圖 第4章 性能測(cè)試與分析調(diào)節(jié)圖34中電阻R1，R5達(dá)到比例后調(diào)節(jié)R3，利用示波器觀察信號(hào)輸出端波形頻率達(dá)到60KHz和50KHz，測(cè)試結(jié)果如下圖41,42所示：圖41 60KHz方波 圖42 50KHz方波將60KHz的信號(hào)經(jīng)6分頻和2分頻后得到10KHz和30KHz信號(hào)，與50KHz方波信號(hào)輸入到各自濾波器，得到其基波信號(hào)10KHz、30KHz和50KHz的正弦信號(hào)。其結(jié)果如下圖43所示。圖43 50KHz正弦波、衰減、移相電路測(cè)試將上所產(chǎn)生的3個(gè)正弦信號(hào)輸入到放大、衰減、移相電路，調(diào)節(jié)各可變電阻、電阻，觀察示波器使信號(hào)輸出幅度為10KHz正弦信號(hào),30KHz正弦信號(hào)，10KHz正弦信號(hào)，其結(jié)果如圖44,45所示。 圖44 10KHz Vpp=6V正弦波 圖45 30KHzVpp=2V正弦波并且根據(jù)方波傅里葉變換,3個(gè)信號(hào)相位差為零，通過示波器的XY工作模式，觀察調(diào)節(jié)，當(dāng)相位差為零，其李沙育圖像如圖46所示。圖46 10KHz和30KHz 0度相位差李沙育圖先將10KHz（），30KHz（），無相位差的兩路信號(hào)輸入加法器，再經(jīng)放大器后輸出如下圖47所示，波形幅度為5V。再將10KHz（），30KHz（），50KHz()無相位差的三路信號(hào)輸入加法器，輸出如圖48波形。 圖47 10KHz和30K 圖48 10KHz、30KHz和50KHz合成方波信號(hào)圖 正弦信號(hào)合成方波信號(hào)圖將10KHz、30KHz和50KHz的正弦信號(hào)輸入三角波諧波組成模塊，根據(jù)三角波傅里葉變換，通過放大衰減和移相模塊，10KHz正弦信號(hào)取Vpp取8V，30KHz正弦信號(hào)取Vpp取900mV，50KHz正弦信號(hào)取Vpp取320mV，并保證10KHz信號(hào)與30KHz信號(hào)相位差為180度，其李沙育圖如圖49所示，10KHz信號(hào)與50KHz信號(hào)相位差為0度。通過加法器，合成信號(hào)輸出如圖410所示，效果良好。 圖49 10KHz和30KHz 180度相位差李沙育圖 圖410 10KHz、30KHz和50KHz 正弦信號(hào)合成三角波信號(hào)圖本測(cè)量電路為峰值檢波測(cè)量，輸出結(jié)果為測(cè)試波形的的幅度，測(cè)試結(jié)果如表41所示：表41 測(cè)量結(jié)果與誤差不同頻率正弦波示波器顯示測(cè)量數(shù)字顯示結(jié)果誤差10KHz正弦波(Vpp)(幅度)%30KHz正弦波(Vpp)（幅度）%從測(cè)試結(jié)果看能滿足其他功能說明測(cè)試本次電路設(shè)計(jì)中的方波產(chǎn)生電路產(chǎn)生頻率可調(diào)，且存在兩路方波產(chǎn)生電路，低通濾波電路的截止頻率也可調(diào)，可由此產(chǎn)生一定范圍內(nèi)任意頻率的正弦波，再加上可調(diào)的放大、衰減、移相電路，可自由根據(jù)傅里葉變換合成其他近似波形。 結(jié) 論本次電路設(shè)計(jì)中的方波產(chǎn)生電路產(chǎn)生頻率可調(diào)，且存在兩路方波產(chǎn)生電路，低通濾波電路的截止頻率也可調(diào)，可由此產(chǎn)生一定范圍內(nèi)任意頻率的正弦波，再加上可調(diào)的放大、衰減、移相電路，可根據(jù)傅里葉變換自由合成其他近似波形。先將10KHz，30KHz無相位差的兩路信號(hào)輸入加法器，再經(jīng)放大器后輸出特殊波形，幅度為5V。再將10KHz，30KHz，50KHz無相位差的三路信號(hào)輸入加法器，得到設(shè)計(jì)所需特殊矩形波形，這個(gè)設(shè)計(jì)比較理想。將10KHz、30KHz和50KHz的正弦信號(hào)輸入三角波諧波組成模塊，根據(jù)三角波傅里葉變換，通過放大衰減和移相模塊，10KHz正弦信號(hào)取Vpp取8V，30KHz正弦信號(hào)取Vpp取900mV，50KHz正弦信號(hào)取Vpp取320mV，并保證10KHz信號(hào)與30KHz信號(hào)相位差為180度，10KHz信號(hào)與50KHz信號(hào)相位差為0度。通過加法器，合成三角波信號(hào)。雖然達(dá)到了出現(xiàn)三角波的效果，但這個(gè)波形不太標(biāo)準(zhǔn)。通過模擬電路來完成方波信號(hào)的產(chǎn)生、分頻、濾波、放大、衰減、移相以及合成等功能。在信號(hào)處理中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和方波、三角波傅里葉變換后的特性來決定各產(chǎn)生波形的幅度和相位。利用MSP430F149完成了對(duì)各正弦波的測(cè)量以及數(shù)顯功能。本系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、各波形良好，測(cè)量結(jié)果精確。本設(shè)計(jì)還存在一些不足的地方，三角波的波形不太標(biāo)準(zhǔn)，以后有機(jī)會(huì)再繼續(xù)研究下去，盡力做到最好。 參 考 文 獻(xiàn)[1]胡宴如．模擬電子技術(shù)[M]．北京：高等教育出版社，2004．[2]程乾生．信號(hào)數(shù)字處理的數(shù)學(xué)原理[M]．北京：人民郵電出版社，1993．[3]宋悅孝．電子測(cè)量與儀器[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2007．[4]單片機(jī)開關(guān)電容濾波器TCL04原理與應(yīng)用[J]．國(guó)外電子元器，1998（6）.[5][M]．北京：高等教育出版社，2003．[6]：. 附錄A元器件清單 附錄B電路原理圖（1）正弦信號(hào)產(chǎn)生電路圖（2）方波合成電路圖（3）三角波合成電路圖（4）測(cè)量及數(shù)顯電路圖 附錄C實(shí)物圖 致 謝感謝丁老師的諄諄指導(dǎo)，她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。在我撰寫的論文中，出現(xiàn)比較嚴(yán)重的闡述漏洞，丁老師及時(shí)指導(dǎo)我，使我在潛移默化中，知道如何設(shè)計(jì)，并將論文寫得脈絡(luò)清晰，一目了然。從開始從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)到最終定稿，丁老師給予我很大的幫助，每次不管多忙，總會(huì)抽空來找我面談，然后一起商量解決的辦法。她淵博的學(xué)識(shí)使我受益匪淺，她的鼓勵(lì)和關(guān)心也給我精神支持，使我度過一個(gè)個(gè)難關(guān)。我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，都給予了我悉心的指導(dǎo)。這幾個(gè)月實(shí)習(xí)工作之余，要完成畢業(yè)論文，自我感覺這學(xué)期過得格外的充實(shí)。大學(xué)三年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的父母，老師和同學(xué)們?nèi)陙淼年P(guān)心和鼓勵(lì)。老師們課堂上的激情洋溢，同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情，生活上的熱心主動(dòng)，所有這些都讓我的三年充滿了感動(dòng)。傾注了大量的心血，使我得到了很大的提升！在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，傾注了大量的心血，使我得到了很大的提升！在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！
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