1、作为信号源; 利用此方波?,可在四个通道输出 4 种波形:每通道输出方波?、三角波、正弦波?、正弦波?中的一种波形,每通道输出的负载电阻均为 600 欧姆。2.五种波形的设计要求 (1)使用 555 时基电路产生频率 20kHz-50kHz 连续可调,输出电压幅度为 1V 的方波?;(2)使用数字电路 74LS74,产生频率 5kHz-10kHz 连续可调,输出电压幅度 为 1V 的方波?(3)使用数字电路 74LS74,产生频率 5kHz-10kHz 连续可调,输出电压幅度 峰峰值为 3V 的三角波;(4)产生输出频率为 20kHz-30kHz 连续可调,输出电压幅度峰峰值为 3V 的 正弦
2、波?(5)产生输出频率为 250kHz,输出电压幅度峰峰值为 8V 的正弦波? 方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真(使用示波器测量时)。频率误 差不大于 5%;通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于 5%。 3.电源 只能选用+10V 单电源,由稳压电源供给,不得使用额外电源。 4.测试要求 要求预留方波?、方波?和电源测试 端子。5.负载 每通道输出的负载电阻 600 欧姆应标清楚、 至于明显位置, 便于检查。总结:1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调,输出电压幅度为1V的方波?2、使用数字电路74LS74,产生频率5kHz-10kHz连续可调,输出电压幅度为1V的方
3、波?3、使用数字电路74LS74,产生频率5kHz-10kHz连续可调,输出电压幅度峰峰值为3V的三角波;4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调,输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波?5、产生输出频率为250kHz,输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波?二、电路设计 1、设计原理 74ls74四分频:74LS74为双D触发器,将一个D触发器的Q非输出端接到D输入端,时钟信号输入端CLOCK接时钟输入信号,遇到一次时钟信号D触发器将翻转一次,每两次时钟脉冲就会使D触发器输出一个完整的方波,即可实现二分频。把74LS74上的两个D触发器串联,将其中一个D触发器的输出作为另一个D触发器的时钟信号脉
4、冲,则可以实现四分频。555多谐振荡器:电源接通时,555的3脚输出高电平,同时电源向电容c充电,当c上的电压到达2/3电源电压时,555的7脚让电容放电,3脚由高电平变成低电平。当电容的电压降到1/3电源电压时,3脚又变为高电平,同时电源再次向电容充电。这样周而复始,形成振荡。LM324:LM324为四通道运算放大器,当其与一部分电阻电容连接时可以形成积分电路、低通滤波器、带通滤波器,从而可以试验信号的运算处理。2、设计框图 3、元件选择 1 )555多谐振荡器 555电路要求R1、R2均应大于或等于1k,但R1+R2应小于3.3M。其输出信号的时间参数是:T=tw1+tw2 tw1=0.7
5、(R1+R2)*C tw2=0.7R2*C f=1/T 所以调节R2的阻值,就可以调节所产生方波的频率,调节输出端的滑动变阻器就可以调节所产生方波的幅值。2)74ls74分频器 用一个脉冲时钟触发一个计数器,计数器每计4个数就清零一次并输出1个脉冲。将Cp接时钟,Q=1,D=/Q=OUT,R=S=0(接地),就是Q端接高电平,D端接Q非,值位复位端都接地。这就组成了一个二分频D触发器,两个D触发器串联,就构成了四分频器。3 )积分电路 积分电路开始必须先确定时间常数=RC:积分速度取决于的大小。然后再选择电路元件:当时间常数=RC确定时,再选择R和C的值,因为积分电路的输入电阻Ri等于R,R的
6、值可以大一些。最后确定RP、Rf:RP是静态的平衡平衡电阻;在积分电容的两端并联一个电阻Rf,来预防饱和或截止现象。计算公式如下:=1/(2RC) fVo=-(Vs/RC)*t=-(Vs/)t 4 )低通滤波器 低通滤波器是有两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成,是容许低于截止频率的信号通过, 但高于截止频率的信号不能通过的滤波装置。20kHz-30kHz的方波经过低通滤波器后可以将20kHz-30kHz正弦波过滤出来。其通带电压增益:Ao=Avf=1+Rf/R1 2RC) f=1/(5 )带通滤波器 带通滤波器的带宽为上限截止频率与下限截止频率之差。在有源带通滤波器的中心频率fo处:电压增
7、益Ao=B3/2B1 品质因数 :3dB 带宽B=1/(*R3*C) 根据设计确定的Q、fo、Ao值,求出各元件参数值。R1=Q/(2foAoC) R2=Q/(2Q2-Ao)*2foC) R3=2Q/(2foC)。上式中, C为0.01Uf。三、系统功能、仿真测试 由555定时器和外接元件R1、R2和C构成的多谐振荡器,2脚与6脚直接相连,电路没有稳态,只有两个暂稳态,电路也不需要外加触发信号,利用电源通过R1、R2向电容C充电,使电路产生震荡,电容在1/3VCC其仿真波形、实测波形如图。 和2/3VCC之间充电和放电,2)74ls74分频电路 于是基本方波信号就被分频成了5kHz-10 kH
8、z的方波,然后经过分压电路,就得到5kHz-10 kHz的方波幅值为1V的方波II。74ls74四分频电路原理如图所示,仿真效果、实测效果如图。用积分电路来进行方波到三角波的变换,为了使积分输出的波形更稳定,也为了使电路输出振幅符合题意要求,设置参考电压。参考电压为2.5V,由10V单电源供电,用5V稳压管,然后进行分压,从而得到2.5V参考电压,其电路如图所示。积分电路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路,积分电路可将矩形脉冲波转换为三角波,积分电路原理如后图所示。低通滤波器由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成,其中同相比例放大电路具有输入阻抗高,输出阻抗低的特点。低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过, 但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。低通滤波器的作用是抑制高频信号,通过低频信号。低通滤波器电路图如图。带通滤波器是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备,将通频带设置在250kHz+20Hz之间,得到谐波分量,然后再用低通滤波器将高于250kHz的谐波分量滤除,即得到250kHz的正弦波分量。此处带通滤波器和低通滤波器共同工作对50kHz的方波进行选择分离,得到固定频率250kHz峰峰值8V的正弦波。电路如图所示。四、电路原理图及PCB板
copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1