【正文】 定電壓，則 1R CO?VV，2 12R CO?VV。只要在 DR 端加上低電平，輸出端 ov 便立即被置成低電平，不受其他輸入端狀態(tài)影響。 由圖 可知，當 11IRv ?V 、 22IRv ?V 時，比較器 C1 的輸出 1 0Cv ? 、 2 1Cv ? ，基本 RS 觸發(fā)器被置 0， TD 導通，同時 Ov 為低電平。 當 11IRv ?V 、 22IRv ?V 時， 1 1Cv ? 、 2 0Cv ? ，故觸發(fā)器被置成 1， Ov 為高電平，同時 TD 截止。 這樣就得到了如表 2–2 所示的 CB555 的功能。 （ 1）多諧振蕩器 將 555 定時器的 1Iv 和 2Iv 兩個輸入端連在一起 ， 作為信號輸入端可構(gòu)成施密特觸發(fā)器；將 555 定時器的 2Iv 端作為觸發(fā)信號的輸入端，并將由 TD 和R 組成的反相器輸出電壓 39。該圖所示的電路是產(chǎn)生固定占空比，固定頻率和幅度的矩形波電路，要產(chǎn)生頻率，幅度，占空比均可調(diào)的矩形波必須經(jīng)過修改，由各項公式得占空比大小由充放 電電阻阻值決定，頻率由電阻和電容共同決定，要使這兩項都變化必須使接入的 R,C 可調(diào)，如圖 所示 : 充電線路為 39。2R TD。 39。1 1 1 113l n l n l n 223CC CCCC TCC T CC CCVVVVT R C R C R CVVVV????? ? ??? （ 2–13） 39。 39。39。39。39。如圖 。 三 、 方案實現(xiàn) （一） RC 橋式振蕩電路 經(jīng)過適當修改后的正弦振蕩電路原理圖如圖 所示。 12V 雙電源提 供工作電壓，根據(jù)要求需產(chǎn)生頻率可調(diào)范圍為20HZ～ 2KHZ 的正弦波，取 C1=C2=，由頻率計算公式0 12f RC??得選頻網(wǎng)絡(luò)中的電阻取值為： 最小阻值：36011 7 9 5 . 7 7 4 7 7 9 5 . 82 2 2 0 . 1 1 0R fC? ?? ? ? ?? ? ? ? －10 （ ）Ω （ 3–1） 最大阻值： 39。6011 7 9 5 . 7 7 4 7 1 0 7 9 . 5 82 2 2 0 0 . 1 1 0R fC??? ? ? ? ?? ? ? －（ ）KΩ （ 3–2） 由上述式子得，選頻網(wǎng)絡(luò)中固定電阻取 R1=R2=，并且將阻值大小為 的同軸雙聯(lián)電位器 RW RW2分別與 R R C C2串并 聯(lián)，圖 幅度可調(diào)部分電路 19 實現(xiàn)頻率在規(guī)定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。 （ 二 ） 矩形脈沖電路 頻率、幅度、占空比可調(diào)的矩形脈沖電路原理圖如圖 所示。 圖 RC 橋式振蕩電路原理圖 20 為實現(xiàn)頻率 在 20HZ ～ 2KHZ 之間可 調(diào)， 可 根據(jù) 頻率計算公式 ：1211( ) ln 2Wf T R R R C?? ??聯(lián)立方程得求出可調(diào)電容 C 的范圍。1 205 0 1 0 ln 21 2 1 05 0 1 0 ln 2CC????＝ （ 3–5） 整理求得：可調(diào)電容 C 的范圍是 ～ 。運放選擇的是 uA741 通用型集成運放， 考慮集成運放本身的性質(zhì)以及穩(wěn)定，失真等因素取電位器 R5 的阻值大小為 5KΩ， 那么調(diào)節(jié)的大小即調(diào)節(jié)輸出幅值大小 。 圖 矩形脈沖電路原理圖 21 四 、 電路仿真 （一） 仿真軟件 電路仿真軟件有很多，比較常用的有 EWB， Protel， ORCAD， PSPIC，Multisim 等。 Multisim 是加拿大圖像交互技術(shù)公司（ Interactive Image Technoligics 簡稱 IIT 公司 )推出的以 Windows 為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬 /數(shù)字電路板的設(shè)計工作。 運用者 可以使用 Multisim 交互式地搭建電路原理圖，并對電路行為進行仿真。 通過 Multisim 和虛擬儀器技術(shù)， PCB 設(shè)計工程師和電子學教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計和測試這樣一個完整的綜合設(shè)計流程。 （ 二 ） 仿真過程 正弦波電路仿真 在 Multisim 界面中按圖選擇元件并連接好電路圖，具體仿真電路圖見圖 。點擊運行按鈕觀察波形情況發(fā)現(xiàn)如下情況 [11]： (1)在相當長時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)沒有振蕩波形出現(xiàn)； (2)慢慢調(diào)節(jié)電位器 R7 出現(xiàn)正弦波，剛開始波形不穩(wěn)定，幅度較??； (3)幅度開始增大，增大到一定程度不再增大而是穩(wěn)定在某一個數(shù)值； (4)同時調(diào)節(jié) R3， R4 發(fā)現(xiàn)示波器上頻率發(fā)生變化； (5)調(diào)節(jié) R7 發(fā)現(xiàn)波形幅度發(fā)生變化。 電路起振后改變 R7 的阻值大小時正弦波的幅度發(fā)生變化，隨著滑動百分比的增大而增大減小而減小。 由此可得結(jié)論：起振后 的正弦波電路幅度可在電位器 R7 滑片比例為20%～ 100%范圍內(nèi)實現(xiàn)可調(diào)。 圖 正弦波起振過程 圖 4. 3 幅度穩(wěn)定的正弦波 24 矩形波電路仿真 與正弦波仿真情況一樣，先按照要求連接好電路圖，如圖 所示。 圖 正弦波停振過程 圖 頻率減小過程 25 點擊運行按鈕觀察波形： (1)示波器 1 觀察到輸出的矩形波質(zhì)量比較好； (2)示波器 2 觀察到的矩形波質(zhì)量比示波器 1 輸出波形質(zhì)量稍差； (3)兩個示波器顯示的波形上升時間和下降時間均小于 1us 且沒有平頂斜降； (4)兩個示波器顯示波形頻率基本相同，占空比相同，幅度相差很大； (5)調(diào)節(jié)可變電容 C2 發(fā)現(xiàn)波形頻率發(fā)生改變，調(diào)節(jié)可變電阻 R2 發(fā)現(xiàn)占空比變化，調(diào)節(jié)可變電阻 R6 發(fā)現(xiàn)波形幅度發(fā)生變化，但隨之上升（下降）時間也輕微變化。 U1LM 5 5 5 C MGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2R11kΩR31kΩR248kΩK e y = A35%D11 N 3 0 6 4V C C5V234R52kΩR41kΩ R65kΩK e y = A60%10XSC1T e kt ro n i x1 2 3 4 TGPXSC2T e kt ro n i x1 2 3 4 TGPV C C 112VC11 0 nF5D3D I O D E _ V I R TU A LD4D I O D E _ V I R TU A LV D D 1 2 VD21 N 4 0 0 1 G P6V C C11U2U A 7 4 1 C D3247651V C C 1V D DC21 0 nF0129810圖 矩形脈沖電路仿真圖 26 （ 三 ） 數(shù)據(jù)測量與分析 將兩個電路波形仿真數(shù)據(jù)結(jié)果記錄如下表 4–1， 4–2， 4–3。 圖 幅度變化過程 圖 占空比變化過程 圖 頻率變化過程 27 表 4–1 正弦波頻率可調(diào)范圍 R1=R2 (Ω) Y(%) C1=C2 (uf) ?(HZ) 頻率穩(wěn)定度0 iiiww?? ? 理論值 測量值 0 0 20 40 60 80 100 0 注 1： Y 為同軸雙聯(lián)電位器接入選頻線路的電阻阻值大小占整個同軸雙聯(lián)電位器阻值大小的百分比 注 2： w0為角頻率測量值， wi為理論值， 2wf?? 由上表分析得：平均頻率穩(wěn)定度 [12] 10iww ?? ??，實際測量出的頻率與理論上計算出的頻率大小幾乎一樣，可調(diào)范圍是 20HZ～ 2 KHZ。 表 4–3 矩形波頻率可調(diào)范圍 R (KΩ) C2(nf) ?(HZ) 相對誤差 fff 理測 理－ （％） 理論值 測量值 50 K 50 45 600 50 100 260 50 500 50 1220 50 1440 注： R 為充放電線路中總電阻， 1 2 3R R R R? ? ? ， C2為可變電容 由上表看出理論上頻率的可調(diào)范圍是 20HZ～ 2 KHZ，實際的測量中頻率的可調(diào)范圍是 ～ ，存在誤差。 仿真結(jié)論：由上述仿真過程及測量的數(shù)據(jù)表格可以看出，對于正弦信號源頻率可調(diào)范圍是 20HZ～ 2 KHZ，頻率穩(wěn)定度高；對于脈沖信號源頻率可調(diào)范圍是 20HZ～ 2 KHZ，占空比可調(diào)范圍是 2%～ 98%，上升時間和下降時間均 1us，波形質(zhì)量好，兩者均滿足任務(wù)書要求。對于正弦信號源的產(chǎn)生，我的理解是根據(jù)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)所學的知識 — 正弦自激振蕩產(chǎn)生。整個正弦波設(shè)計過程中最困難的就要數(shù)元器件的選擇，理論上只要原理正確就應出現(xiàn)預期效果，其實不然，最終實際電路得到了較為滿意的正弦波，可實現(xiàn)頻率可調(diào)，幅度可調(diào)，波形穩(wěn)定度較高，質(zhì)量較好。因為對于多諧振蕩器振蕩出的矩形波的幅度即是閾值電壓，該電壓的大小已由 555 內(nèi)部電路決定，因此要想實現(xiàn)幅度可調(diào)必須后接引入電壓串聯(lián)負反饋的運放，通過調(diào)節(jié)電 位器改變輸出波形的幅度大小。 30 參 考 文 獻 [1] 曹漢房．數(shù)字電路與邏輯設(shè)計 [M]．武漢：華中科技大學出版社， 2021： 181185 [2] N. Koblitz..A family of Jacobians suitable for Discrete Log Cryptosystems[J]. In S. Goldwasser, editor, Advances in Cryptology: Proceedings of CRYPTO39。 彭 老師 是一位知識淵博的老師，尤其在模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子基礎(chǔ)等方面具有突出的成就， 此次 的 畢業(yè)設(shè)計 我的論文題目是 實 用信號源的設(shè)計與制作，正是運用到數(shù)電、模電的知識，因此她給了我很大的幫助。在此 對關(guān)心、幫助我的老師和同學表示衷心地感謝