【正文】 2 10單片機(jī)數(shù)字測(cè)量模塊。 最后用測(cè)量電路測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)的各級(jí)正弦波，測(cè)量誤差可以在 5%以?xún)?nèi)。 由以上各個(gè)功能模塊電路即可完成本系統(tǒng)。 5V的雙電源。184。184。184。184。184。最后用 LCD SMC162對(duì)有效值數(shù)據(jù)給以顯示。測(cè)量信號(hào)幅度只在 1~3V之間，所以測(cè)量只需一個(gè)量程（ 0~5V）即可完成，將 TLC549的正向參考電壓輸入端接 VCC,將其負(fù)向參考電壓接地即可。峰值檢查電路如圖 6所示。理想情況下若二極管的導(dǎo)通電壓為 0V，則信號(hào)峰值可以精確的表現(xiàn)在電容上，而實(shí)際二極管的導(dǎo)通壓降不可忽略，會(huì)使得實(shí)際峰值電壓等于導(dǎo)通壓降加上原信號(hào)峰值，這也是本測(cè)量電路的主要誤差所在，故本測(cè)量電路采用以下辦法克服該誤差：（ 1）選用導(dǎo)通壓降較小的二極管（鍺管， 1N5189）；（ 2）采用軟件補(bǔ)償，減掉二極 管的導(dǎo)通壓降。因此在系統(tǒng)的測(cè)量電路中，先讓正弦信號(hào)通過(guò)一個(gè)峰值檢測(cè)電路得到其峰值，并且該峰值表現(xiàn)為一個(gè)相對(duì)恒定的直流量，再把該直流量通過(guò) AD 轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量，送入單片機(jī)進(jìn)行處理， 即運(yùn)算為信號(hào)的有效值，最后用 LCD給以顯示。 圖 5 加法電路 測(cè)量電路是用來(lái)測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)部的所有正弦信號(hào)的有效值，它是獨(dú)立于前面波形發(fā)生合成電路的一個(gè)數(shù)字測(cè)量單元。由于系統(tǒng)在前級(jí)對(duì)信號(hào)的幅度比例已調(diào)節(jié)合適且電路放大運(yùn)算比例固定，不用在加法電路進(jìn)行輸入輸出信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)，所以這里采用簡(jiǎn)單的單個(gè)集成運(yùn)放 LM358構(gòu)成加法電路就可以很好的滿(mǎn)足合 成要求。范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，電壓比較器防止后級(jí)電路對(duì)移相電路的干擾。由一個(gè) RC網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)電壓跟隨器組成，其中 RC網(wǎng)絡(luò)中 R采用大電阻 100K可調(diào)，使得信號(hào)的相位可以在 30176。因?yàn)槟M合成信號(hào)只有兩個(gè)，所以只需對(duì)其中一個(gè)信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)即可。 U 1 AJK 觸發(fā)器1J1~1Q21CLK121K4~1CLR131Q3123二分頻U 2 AJK 觸發(fā)器1J1~1Q21CLK121K4~1CLR131Q3U 3 AJK 觸發(fā)器1J1~1Q21CLK121K4~1CLR131Q3UiUo45678191Ui三分頻UoV12 . 5 V p k 1 0 k H z 0 176。處理后即可輸出不含直流分量的10KHz峰峰值 6V 正弦信號(hào)和 30KHz峰峰值 2V 正弦信號(hào)。對(duì)于單電源供電運(yùn)放，需要在信號(hào)輸入端加上偏壓電路，故采用了電阻偏壓。而對(duì)于 30KHz的正弦線號(hào)，需要從峰峰值 5V到 2V的降壓處理，故選用了簡(jiǎn)單的電阻分壓電路，而防止后級(jí)電路對(duì)電阻網(wǎng)絡(luò)的影響，后面需要加上一個(gè)電壓比較器。由于前級(jí)濾波后兩個(gè)正弦信號(hào)峰峰值均為 5V，則需通過(guò)調(diào)幅電路把 10KHz和 30KHz正弦波的峰峰值分別調(diào)為 6V和 2V。該濾波器的階數(shù)較高，選頻效果好，可以得到相應(yīng)頻率較好的正弦波。理想方波是包含了所有奇頻分量的信號(hào)，只要通過(guò)特定中心頻率的選頻網(wǎng)絡(luò)，很容易得到所需頻率的正弦波。分頻電路如圖 3所示。然后需要考慮器件 TTL和 COMS的選擇，因?yàn)橄到y(tǒng)處理的信號(hào)均在10KHz以上頻率，若數(shù)字器件的轉(zhuǎn)換速率太低則容易導(dǎo)致計(jì)數(shù)器不能正常工作，輸出信號(hào)失真，故本文選擇了轉(zhuǎn)換速率較快的 TTL器件。如果采用常見(jiàn)的集成計(jì)數(shù)器如（ 74LS\HC16 74LS\HC161）構(gòu)成所需進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，則會(huì)出現(xiàn)占空比不定的情況，需要在分頻后添加占空比調(diào)節(jié)電路，這就使得電路不穩(wěn)定并且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。即將 60KHz的方波信號(hào)經(jīng)過(guò)三個(gè)數(shù)字計(jì)數(shù)器處理，就獲得了滿(mǎn)足 1/2占空比要求的 10KHz和 30KHz的方波信號(hào)。所以為了得到 30KHz的方波信號(hào)，可以將 60KHz的方波作為時(shí)鐘信號(hào)，接入一個(gè)二級(jí)制計(jì)數(shù)器，則輸出為一個(gè)占空比為 1/頻率 30KHz的方波信號(hào)。計(jì)數(shù)器是常用的時(shí)序電路，它不僅可以對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，還可以用于分頻、定時(shí)、產(chǎn)生節(jié)拍脈沖等。 圖 2 方波發(fā)生電路原理圖 ．分頻電路設(shè)計(jì) 此處的分頻電路是將前級(jí)產(chǎn)生的 60KHz方波，變?yōu)橐粋€(gè)占空比為 1/2，頻率分別為 30KHz和 10KHz的方波信號(hào)。這時(shí)的電壓可以為后級(jí)所利用，但為了減小后級(jí)電路負(fù)載對(duì)方波產(chǎn)生電路的影響，提高電路帶負(fù)載能力，最后再接一個(gè)射極跟隨器。如此一來(lái)方波幅度將更小，為了達(dá)到分頻電路要求的最小電壓，應(yīng)該將波形進(jìn)行升壓。選擇器件時(shí)，建議電阻使用金屬膜電阻，這樣電路產(chǎn)生的熱噪聲就??；選運(yùn)放時(shí)要考慮它的通頻帶，通頻帶較小時(shí)，很難達(dá)到方波要求的頻率，因此我們選擇了性能很好的運(yùn)放 OPA820。由周期計(jì)算式可知通過(guò)改變 R3， C， R1與 R2比值可以得到所需頻率方波。其基本原理是：通過(guò)電壓比較器產(chǎn)生高低電平；通過(guò)反饋回路和延時(shí)環(huán)節(jié)使高低電頻周期性的交替變化。方波可以用數(shù)字電路產(chǎn)生，也可以用模擬電路產(chǎn)生。系統(tǒng)單元電路如圖 1所示。 本系統(tǒng)首先用一個(gè)方波振蕩器產(chǎn)生一個(gè)頻率為 60KHz的方波信號(hào)，再送入分頻器處理得到一個(gè)頻率為 10KHz的方波信號(hào)和一個(gè)頻率為 30KHz的方波信號(hào)，然后分別通過(guò)濾波器處理為 10KHz的 正弦信號(hào)和 30KHz的正弦信號(hào)，把 10KHz的正弦波作為基波分量， 30KHz的正弦波作為三次諧波，通過(guò)調(diào)幅電路調(diào)節(jié)它們的峰峰值分別為 6V和 2V，即可滿(mǎn)足傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)的系數(shù)比；再把 10KHz的正弦信號(hào)送入移相器進(jìn)行相位調(diào)節(jié)后，和 30KHz的正弦信號(hào)一起送入加法電路進(jìn)行合成，即完成信號(hào)的疊加。本文就是模擬了基波和三次諧波諧波分量合成方波信號(hào)的過(guò)程。 關(guān)鍵詞 ：波形合成器；正弦波；濾波；移相 1 波形合成系統(tǒng)概述 本設(shè)計(jì)是 為了模擬信號(hào)合成的過(guò)程。首先，通過(guò)方波產(chǎn)生電路、分頻電路、濾波電路獲取所需頻率的正弦波；再通過(guò)移相電路、加法電路將正弦波合成為方波。 2 10單片機(jī)數(shù)字測(cè)量模塊附錄三：英文翻譯 波形合成電路的分析與設(shè)計(jì) 薛蓮 汪帆 鄭錦發(fā) 中南民族大學(xué)工商學(xué)院電信系， 湖北 武漢 430065 薛蓮 (1981 年 11 月 —— ) 女，漢族，山東淄博，中南民族大學(xué)工商學(xué)院電信系教師，講師，工學(xué)碩士。 Two signal amplitude modulation circuit by respectively after treatment 30KHz corresponding 6V 10KHz corresponding 2V,。V15 V V25 V 0000U1O P A 8 4 2 I D3247641673 Uo251 0 K H z 6 V 正弦波3 0 K H z 2 V 正弦波 Figure 6 test circuits 3 system functional testing Completed by two power system current supply for a + 5v respectively, the single power and a + 5v double power supply. Power supply reference each module circuit analysis. By above each function module circuit can plete this system. The Chinese wave to create, produce 60KHz 3v circuit, the peak of square wave, through two separate frequency circuit the signal frequency measured respectively, 30KHz and 10KHz are 5v squarewave peak。R51 k 166。R42 k 166。R32 k 166。K e y = A50%R21 k 166。 (2) using software pensation, decrease diode conduction pressure drop. Capacitance the ceramics capacitor can choose 105. Peak check circuit figure 6 shows. AD chose successive parison type, which has meet the advantages such as high speed, low consumption, eight precision measurements of the enough to satisfy the design requirements. Measuring signal amplitude 3V only in 1 ~ between only one range, so measurement (0 ~ 5V) can plete, will meet the positive reference voltage input termination VCC, its negative reference voltage grounding can. SCM chose AT89C51, in dealing with AD transform results, the p