正弦波与方波的相互转换Word格式.docx
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2013年7月10日
目次
正弦函数产生器
．设计请求
1.用运算放大器产生一个1000HZ的正弦波旌旗灯号.
2.将此正弦波转换为方波.
3.再将此方波转换为正弦波.
4.限用一片LM324和电阻.电容.
．总体设计
总体设计大体上可分为四个模块：
1.用振荡电路产生1000HZ的正弦波旌旗灯号;
正弦波变成方波;
3.用RC滤波电路从方波中滤出正弦波;
4.检测波形用放大器还原振幅.
．设计计划
用运算放大器产生1000HZ的正弦旌旗灯号
用RC和一个运放构成文氏电桥振荡电路,调节RC选频电路来产生1000HZ的正弦波.
将正弦波转换为方波
用一个运放接成过零比较器就可以把正弦波转换为方波.但会消失少许误差.
将方波转换为正弦波
用电阻和电容构成RC滤波电路,选择适合的数据参数就能实现把方波变成正弦波.
还原波形
用一个同相放大器把波形的幅度放大还原.
．设计步调及参数的肯定
用电阻.电容.二极管和一个运放构成文氏电桥振荡电路,电路图如下.
参数选择中最重要的是R6和C2的值选择,因为它们是选频电路.f=1/2ΠRC.f=1000HZ,所以可以肯定RC的值.
正弦波转换为方波
用一个运放接成过零比较器如下图,通向端接旌旗灯号输入,反向端接地.只要输入旌旗灯号电压大于或小于零,旌旗灯号就产生跳变,可以把正弦波转换为方波.
方波转换为正弦波
用电阻和电容接成RC滤波电路.在R2和C3事后的节点处波形是三角波,最后输出是正弦波.
1.在RC滤波电路输出的正弦波,幅度变小了约9倍的样子,用一个同向放大器放大它的幅度.
2.因为同向放大器的放大倍数为：
A=1+R12/R11.所以肯定R11=8k欧姆,R12=1k欧姆.
㈤整体电路道理图
．试验仿真成果
正弦波产生且换为方波再换为正弦波的波形
注：
红色为震动产生的正弦波,蓝色为正弦波转换成的方波,白色为方波转换成的正弦波.
振荡电路产生的正弦波：
振幅：
9.8V,频率：
1000HZ.
由方波转换的正弦波：
1.1V频率1000HZ.
用放大器放大振幅还原后的波形
放大还原后的正弦波：
幅度：
9.8V;
频率：
1000HZ.
．电路板的制造
绘图
在DXP软件中画出上面已近仿真成功的道理图,选择封装,转换成PCB模式.整顿PCB版面上的元件计划,尽量防止导线的交叉.
元器件清单
元器件
名称
型号参数
（欧姆）
数目
（个）
电阻
1
1K
2
10K
电容
15nF
33nF
1uF
电位器
3
20K
二极管
1N4001
芯片
LM324N
㈢什物焊接
按照上面的计划分列什物电路板,根据PCB板的线路散布焊接电路.留意焊接时不要短路和外接电源.接地的接口的焊接,并把要测试的旌旗灯号用导线引到排针上便利测试.
七．电路的调试
电路衔接
用±
12V的恒压源衔接到电路板的正负电源接口,把电路板接地端接地.
波形测量
用示波器不雅测振荡器产生的正弦波.方波.转换后的正弦波和放大还原的正弦波.留意调节电位器.
数据的记载
波形类型
频率（HZ）
振幅（V）
振荡器产生的正弦波
1000
方波
13.4
转换后的正弦波
放大还原后的正弦波
㈣数据成果剖析
最后经放大器放大还原为频率1000HZ振幅9.8V的正弦波.固然现实值和理论值有一些小小的误差,但试验照样得到了准确的成果.
八．总结
设计进程中碰到的问题
因为第一次做相似的设计电路,许多地方不清晰,都是在探索中进行的.碰到了许多大小的问题.比方:
1.电路图本身设计很艰苦,在查找电路图时许多都不克不及实现,这些电路对于我们不实用.
2.元件的参数肯定是大多是参照我们查找的电路,稍作修正.本身很少从设计的角度来理论盘算.
3.仿真时有时刻是准确的波形,感到没有动它一会儿又出了问题.
4.在焊接电路板时,各个元件的引脚很细很密,轻易短路.第一次焊接完了去调试时,用示波器在元件中查找波形很不便利,并且没有波形.我们再次检讨并把要检测的旌旗灯号用导线衔接到排针上便利检测.
5.第二次检测时感到是那些地方短路了,做了修正后再去检测,后面几步都有波形但是第一步（振荡器）没有成形的正弦波.我们以为是振荡器的两个电位器的阻值没调好.
6.我们在电路板上用到了4个电位器,最初我们不知道电位器怎么调节是变大或变小,只有一通乱调,后来才想到用万用表测它的电阻.
7.最初我们的电位器只用到了两个引脚,以为衔接方法和滑动变阻器相似,后来据说得三个脚都用到,中央和两侧中的一个串联再外接.
8.经由各种改良和调试都不成,我们打算新做了一个电路板,在焊接的时刻我没看见新的LM324n芯片,想把它换在旧板上试一试,成果调试出了波形,固然最后的正弦波有掉真,但前面振荡器产生的正弦波和方波都是可以的,频率都可以经由过程电位器调到1000HZ,幅值也可以调节.主如果最后的转换后的正弦波有些掉真,放大后也消失掉真.
9.因为掉真,我们检讨后把电容C3由本来的1.2uF改为1uF（似乎C3电容本来不是它所标注的1.2uF）,波形不掉真,但是最后放大器放大的幅度只能达到初始正弦波的1/2,再调大就波峰就截止了.我们有测验测验改小电容C4和C5.
10.为了进一步完美,我们把相干的电阻和电容测量一下并恰当调换.在调剂后又拿去调试,细心调节电位器,终于得到了准确的成果！
11..同时我们也没停下第二块的电路板的制造,愿望第二块能汲取第一块的经验做的更完美.但第二块也许是没有充足的精神和时光,波形照样消失掉真,我们决议照样采取第一块电路板.
㈡心得领会
第一次设计制造电路,固然碰到了许多如今看来很低级的错误,也似乎花了许多的时光做了无用功,但是却让我们熟习相干软件和制造的进程,懂得相干的制造办法,重温了以前模电进修的相干放大器.振荡电路.滤波等等的道理,打下了电路板制造的一些基本,如今花的时光越是多,对今后的进修帮忙越大.所以这一次的设计制造,我们学到了许多,同时也看见了我们许多的缺少之处,明确了哪些地方我们还急待进修和进步.知道细心.耐烦的须要;
知道测试.检测的理性;
知道理论.现实的不同;
知道掉败.反复的同一;
知道一次次调试.一次次磨练.一次次盘算.一次次修正.再一次次调试……为了达到我们能做到的最好,我们诲人不倦,最恐怖是我们还乐此不疲……同时在我制造的进程中也看见了学长们做的电路板和我们的不是一个等级的器械,也看见了我们专业的人要能达到如许的程度才算学的不错.总之,短短一周让我们见识到许多,懂得到许多,进修到许多.信任我们在今后的进修进程中还能收成更多.
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