【正文】 差不是很大 ,實(shí)現(xiàn)起來也十分的容易 ,但是編程分頻后得到的時(shí)鐘有可能會(huì)出現(xiàn)許多不穩(wěn)定的因素 ,如出現(xiàn)尖峰、失真等情況 ,這種方案適合于頻率要求不高的電路設(shè)計(jì) ,因此不采用此方案。頻率范圍寬 ,本電路只需要 300K 赫茲的頻率 ,所以適 用于本設(shè)計(jì)電路 ,所產(chǎn)生波形穩(wěn)定可靠 ,基本無明顯失真 ,但是考慮到由于 038 市場價(jià)格比較貴 ,性價(jià)比就不是那么高了 ,因此 ,本方案待定 ,不做考慮。 使用晶振產(chǎn)生方波 本電路使用晶振外加邏輯芯片 74HC14 來產(chǎn)生方波 ,電路簡單 ,單產(chǎn)生的波形容易受到干擾而出現(xiàn)尖峰以及失真 ,故不采用本電路。所以應(yīng)當(dāng)選用壓擺率較大的運(yùn)放 ,減少失真 ,TI公司的高速運(yùn)放 THS4011壓擺率比較高 ,是電壓型運(yùn)放 ,使用合適的阻容參數(shù) ,可以達(dá)到課題所需的 300 千赫茲的振蕩頻率方波。使用該方法產(chǎn)生的方波信號(hào)穩(wěn)定度比較高 ,但是需要搭建石英晶體振蕩器電路 ,并且進(jìn)行鎖相環(huán)的分頻與倍頻設(shè)置 ,所需的電路較復(fù)雜 ,故不作考慮。用這個(gè)方案 ,成本低廉 ,性價(jià)比高 ,比較實(shí)現(xiàn)與方便 , 但是他的穩(wěn)定性受到了外部元器件的影響比較大 ,而且無負(fù)電壓輸出 ,它在振蕩頻率比較高時(shí)頻率 的穩(wěn)定性不夠。 其第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬度 tp1,即 uc 從 VCC/3 充電上升到 2VCC/3 所需的時(shí)間 : tp1≈ +R2C 第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的脈沖寬 度 tp2,即 uc 從 2VCC/3 放電下降到 VCC/3 所需的時(shí)間 : tp2≈ 振蕩周期 : T=tp1+tp2≈ +2R2C 根據(jù)以上公式 :將 R11k,R2 為滑動(dòng)變阻器 ,調(diào)節(jié) R2 的阻值即可改變振蕩周期與頻率。當(dāng) Uc下降到 VCC/3時(shí) ,Uo又由 0變?yōu)?1,T截止 ,VCC又經(jīng) R1和 R2對(duì) C充電。其 電路圖與工作波形如下圖 1(a)(b)所示 : 圖 1 555 電路圖與工作波形 當(dāng)接通 VCC 后 ,VCC 經(jīng) R1 和 R2對(duì) C充電。該電路功能靈活、適用范圍廣 ,只要外圍電路稍作配置 ,即可構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器、多諧振蕩器或施密特觸發(fā)器 ,因而可在定時(shí)、檢測、控制、報(bào)警等方面。雖然 CMOS 型 3個(gè)分壓電阻不再是 5KΩ ,但仍然延用 555 名稱。 555 定時(shí)器產(chǎn)生方波集成 555 定時(shí)器因?yàn)槠鋬?nèi)部有 3個(gè)精密的 5KΩ電阻而得名。再將 10kHz、 30kHz和 50kHz 三路波形通過疊加電路合成方波 ,同時(shí)調(diào)整電路 ,理想狀態(tài)下波形如圖2。 2 分頻電路由 CD4013 與 CD4017 組成 3 通過積分與濾波電路才能產(chǎn)生比較穩(wěn)定的正弦波波形 4 產(chǎn)生的方波通過分頻與濾波以后 ,再通過反相比例運(yùn)算電路 ,將產(chǎn)生的10kHz、 30kHz 和 50kHz 的各次諧波的幅值分別調(diào)整為 3V、 1V 以及 。 圖 1 利用正弦波的基波與三次諧波合成的近似方波 發(fā)揮部分 再將產(chǎn)生的 50KHz、峰峰值 的正弦波信號(hào)作為五次諧波 ,加到信號(hào)疊加電路 ,使疊加后的波形信號(hào)更加接近于方波。 2 產(chǎn)生的正弦波信號(hào)波形無明顯失真 ,其幅值分別為3V、 1V 和 。 第一章 技術(shù)指標(biāo) 1系統(tǒng)功能要求 課題的任務(wù)是對(duì)一個(gè)已知的固定頻率的方波進(jìn)行轉(zhuǎn)換產(chǎn)生三個(gè)不同頻率的正弦波信號(hào) ,然后再將這三個(gè)正弦信號(hào)進(jìn)行合成 ,形成近似方波信號(hào)。設(shè)計(jì)研究的目的是將方波分頻、積分得到一次、三次和五次諧波 ,通過這些諧波 ,合成近似的方波 ,相當(dāng)于信號(hào)的還原 ,其中 ,觀測分頻出來的各次諧波 ,理想狀態(tài)下各次諧波的幅值應(yīng)是 5:3:1 的比例關(guān)系。因此我們引入信號(hào)的分解與合成來學(xué)習(xí)與了解。本課題的任務(wù)是加強(qiáng)信號(hào)合成與分解方面的理論知識(shí)于動(dòng)手能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。在信息時(shí)代 ,國內(nèi)外都在專注研究信號(hào) ,因?yàn)樗兄鴺O其重要的地位 ,這就包括信號(hào)的屏蔽 ,信號(hào)防干擾 ,以及信號(hào)解碼等。 As well as the proportion of opamp opera ration circuit。 By CD4017 counter and frequency division circuit of CD4013。系統(tǒng)能穩(wěn)定工作 ,達(dá)到基本要求。再經(jīng)過積分、濾波和放大以后得到了所需要的正弦波 ,最后通過加法器合成正弦波可以合成近似的方波。單片機(jī)控制測量電路等部分。RC 無源積分電路 。由計(jì)數(shù)器 CD4017和 CD4013 組成的分頻電路 。信號(hào)波形合成實(shí)驗(yàn)電路畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題 目 信號(hào)波形合成實(shí)驗(yàn)電路 學(xué)院名稱 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 朱衛(wèi)華老師 職 稱 副教授 班 級(jí) 電卓 093班 學(xué) 號(hào) 20204470337 學(xué)生姓名 2020 年 5 月 31 日 信號(hào)波形合成實(shí)驗(yàn)電路 摘 要 本設(shè)計(jì)先產(chǎn)生一個(gè)方波 ,分頻得到不同頻率的方波 ,然后方波轉(zhuǎn)化成正弦波 ,并將這些信號(hào)合成近似的方波 ,構(gòu)成了信號(hào)波 形合成實(shí)驗(yàn)電路。本系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成 :由運(yùn)放 THS4011 的非線性產(chǎn)生的方波電路 。方波變?nèi)遣ㄓ性捶e分電路 。以及由運(yùn)放組成的比例運(yùn)算電路 。在本課題中 ,由運(yùn)放組成的方波產(chǎn)生電路 ,根據(jù)運(yùn)放的非線性可以產(chǎn)生 300K 赫茲的方波 ,然后由分頻電路可產(chǎn)生各次的諧波。單片機(jī)可以檢測到各個(gè)諧波的有效值大小以及穩(wěn)定顯示。 關(guān)鍵詞 :方波 ,分頻 ,CD4017,積分 ,單片機(jī) Signal waveform synthesis experiment circuit ABSTRACT This design first to produce a square wave, frequency division to get different frequency square wave and square wave into sine wave, and the synthesis of approximate square wave signal, constitutes the signal waveform synthesis experiment circuit. This system mainly consists of the following parts: the square wave generated by the opamp THS4011 nonlinear circuit。 RC passive integrating circuit。 Singlechip control circuit, etc. In this system, the size of the square wave generating circuit can produce frequency of 300 KHZ square wave, after frequency division circuit can produce harmonics in turn. After integration, filtering and amplification later got a required sine wave, at last, an adder can synthesize sine wave synthesis of approximate square wave. MCU can detect the harmonics shows the RMS values of the size and stability. System can work stable, achieve the basic requirements. KEY WORDS: Square wave, the frequency division, CD4017, integral,single chip microputer 目 錄 前 言 1 第 1 章 技術(shù)指標(biāo) 2 系統(tǒng)功能要求 2 基本要求 2 發(fā)揮部分 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求 3 第 2 章 系統(tǒng)方案 4 方波發(fā)生電路方案 4 555 定時(shí)器產(chǎn)生方波 4 石英晶振組成高穩(wěn)定度的頻率源 5 運(yùn)放非線性產(chǎn)生方波 5 使用晶振產(chǎn)生方波 5 使用 038產(chǎn)生方波 5 分頻電路設(shè)計(jì)方案 6 移相電路方案分析 6 波形變換電路分析 8 信號(hào)合成電路分析 9 信號(hào)檢測與顯示方案分析 9 顯示模塊 9 第 3 章 總體方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 10 方波發(fā)生電路設(shè)計(jì) 10 方波產(chǎn)生的原理 10 分頻電路設(shè)計(jì) 13 方波 三角波變換電路設(shè)計(jì) 17 三角波 正弦波變換電路設(shè)計(jì) 18 移相電路設(shè)計(jì) 19 比例運(yùn)算電路設(shè)計(jì) 19 波形疊加電路設(shè)計(jì) 2