信号产生与变换电路的设计

信号产生与变换电路的设计

自动化12-1班 李振兴，自动化12-1 韩超杰

摘要：在《模拟电子技术》的学习基础上，针对课程要求，本电路由电阻、电容、555芯片，LM324放大器组成。该滤波器属于有源滤波器，由有源元件和无源元件组成，设计用到了LM324集成运放，通滤波电路来分别实现方波、三角波、正弦波和正弦三次谐波的输出。

1设计思路与整体框图

该实验设计根据题目要求,是基于555芯片为基础的实现占空比可调的方波发生电路，然后可以产生方波信号；第二步是将方波信号作为输入信号分别接入积分电路并加以LM324为基础的倍数可调放大电路，从而产生三角波；第三步是在方波的基础上加上二阶积分电路产生正弦基波；第四步是在方波电路的基础上加上带通滤波电路并加以LM324为基础的电路从而产生三次谐波。该是所要求的频率为1KHz，正弦波的截止频率为1.5倍的基波频率，三次谐波的频率为3KHz；并且要求这四种波的输出幅值必须大于500mv 。

原理框图：

积分电路 方波 三角波 发生 发生电路 电路

带通 滤波 微 电路 分 电 三次谐波 路 发生电路

正弦

发生电路

图1信号的产生与变换整体思路

《电子技术》课程设计

仿真总图为：

2硬件电路设计

2.1 方波发生电路的设计与计算

图2方波发生电路

《电子技术》课程设计

方波信号只有两种状态，不是高电平就是低电平，所以比较器是它重要组成部分 ，因为产生震荡就是要求高低电平能够自由的切换，所以电路需要引入负反馈；因为输出状态需要按一定时间间隔交替变化，即产生周期性变化。因此它由磁滞回路比较器和RC电路组成。RC回路作为延迟环节，即反馈网络。 要求：f1kHz，则

取

f1.433(RARB)C，得出(RARB)C1.4310

C1F,则RBRA140Ω。

R1R2200 R1000 RAR1R3

RBR2R3

2.2 三角波发生电路的设计与计算

图3三角波发生电路

三角波电路有帮波电路和积分电路组成。只需站已经设计好的帮波电路上加一个积分电路。将方波作为积分电路的输入信号接入积分电路。输出的电压就是三角波线电压.在仿真处用电压表测输出电压的幅值 .

时间常数RC,一般来说

3tph,tph0.7RAC1.41032103取

故取C31F，R42K，使信号放大5倍，R510K，R650K。由于LM324正端取2.5V，所以R7R8100K，C54.7MF做消振作用。由于C3，C11做耦合电容一般取1F。

《电子技术》课程设计

2.3 基波正弦波产生电路的设计与计算

图4基波正弦波产生电路

无源低通滤波电路的输入端电压Ui通过滤波电路得到的电压信号。

GUo1Ui1R2C22j3RC,取R370则C1F

即 R9R10370 ，

C7C61F 。

2.4 3次正弦谐波产生电路的设计与计算

图5 3次正弦谐波产生电路

将方波信号接入微分电路，无缘带通滤波电路的输入端电压Ui通过滤波电路得到的电压

U0,取C81F,R112.1K，C90.01F，R16R15100k

《电子技术》课程设计

3电路仿真结果分析

1.方波信号

2.三角波

3.正弦基波信号

《电子技术》课程设计

4．三次谐波

5.仿真信号总图

4电路实验结果分析

实验中由于对软件还没完全熟悉。所以偶尔会遇到一些技术上的问题。不过后来都通过各种方法解决了，从中也学到了不少东西。 方波的设计比较容易而三角波就相对来说难一点。尤其是各元件的去吃。必须在计算的基础上在不断的通过仿真调试才能达到要求的电路参数。看来理论，与实际的差距还是很大。 由于利用软件矛盾所以各种实际操作都用鼠标来完成省去了很多工作。同时也达到了增强动手能力的效果。