信号波形合成实验电路整体方案设计

毕 业 设 计 说 明 书

毕业设计题目 信号波形合成实验电路

系 电子信息工程系 专业班级 姓 名

学 号 指导教师

2011年5月29日

信号波形合成实验电路

摘 要

近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，随着科学技术的不断进步，人们利用各种方法增加对世界的感知，这些外界信息往往都是连续变化的模拟量，如热电偶、压力应变片等，所以要对模拟量系统进行数字控制，就必须对模拟量采集、处理和显示，因此信号波形合成的应用比较广泛。

系统主要分四大部分，即方波振荡电路，分频与滤波，移相处理，加法器。 系统模拟部分分别使用了TI公司的电源芯片MC34063，滤波芯片TLC04，运放芯片OPA820、OPA842、OP07，计数器74LS194，并在设计中利用TI公司的MSP430F149完成了对各正弦波的测量以及数显功能。

本文通过模拟电路来完成方波信号的产生、分频、滤波、放大、衰减、移相以及合成等功能。在信号处理中，根据设计要求和方波、三角波傅里叶变

综合实验设计报告

题目：信号波形分离及合成的大综合电路

二级学院：机电工程学院

指导老师：施阁

队员姓名：陈前、高晓辉、秦凤立、余振威、顾李江、姚迪

日期：2011年1月7日

信号波形分离及合成的大综合电路设计题目

一、课题的任务和要求

课题任务是对一个特定频率的方波进行变换产生3个不同频率的正弦信号，再将这些正弦信号合成为近似方波和近似三角波。

二、实现方案的对比与分析

1．基本方波发生器方案的对比与分析

方案一：采用有源晶振。有源晶振频率太高，对环境要求相对较高，且不容易控制。

方案二：采用运放OPA820搭建矩形波发生电路，需要调节电阻来控制输出方波信号的频率，但产生方波较困难。

方案三：采用NE555多谐振荡器。由自激产生方波。产生的方波除基波成分外，还含有过多的高次谐波成分，其频率不易控制。但产生过程简单，后续电路对产生的波形有矫正作用。

经对比，我们采用方案三，作为方波发生电路。

2．波形变换电路方案的对比与分析

1） 分频方案的选择

方案一：采用D触发器。仅能实现2n（n=1,2,3…）分频，无法同时满足既产生10KHz又产生30KHz和50KHz的信号。

方案二：采用十六进制计数器。可实现2～15任意分频，可满足

第八章 波形发生与信号转换电路

〖本章主要内容〗

1、在模拟电子电路中测试信号和控制信号； 2、自激振荡的概念；

3、正弦波振荡电路所产生的自激振荡和负反馈放大电路中所产生的自激振荡的区别；正弦波振荡电路中选频网络的组成；

4、正弦波振荡的条件，正弦波振荡电路的组成； 5、矩形波发生电路原理及组成；

6、各类电压比较器原理、组成及分析；

7、矩形波、三角波和锯齿波发生电路的原理及组成；

8、电压-电流转换电路、精密整流电路和电压-频率转换电路的组成和工作原理；

〖本章学时分配〗

本章分为4讲，每讲2学时。

第二十五讲 正弦波振荡电路

一、主要内容

1、产生正弦波的条件和正弦波振荡电路的组成 1) 电路振荡的物理原因：

本质上与负反馈放大器的振荡相同。若反馈信号与放大器净输人信号同相等幅，因而净输人信号靠反馈信号得以维持，则即使外加输人信号为零，输出也不会消失。

2）振荡的条件：

??V?Vfi， 即：相位条件——同相，幅值条件——等幅。

..用开环频率特性表示的振荡条件：幅度平衡条件 ?AF?=1

相位平衡条件 ?AF = ?A+?F = ?2n? 3） 正弦波

第八章 波形发生与信号转换电路

〖本章主要内容〗

1、在模拟电子电路中测试信号和控制信号； 2、自激振荡的概念；

3、正弦波振荡电路所产生的自激振荡和负反馈放大电路中所产生的自激振荡的区别；正弦波振荡电路中选频网络的组成；

4、正弦波振荡的条件，正弦波振荡电路的组成； 5、矩形波发生电路原理及组成；

6、各类电压比较器原理、组成及分析；

7、矩形波、三角波和锯齿波发生电路的原理及组成；

8、电压-电流转换电路、精密整流电路和电压-频率转换电路的组成和工作原理；

〖本章学时分配〗

本章分为4讲，每讲2学时。

第二十五讲 正弦波振荡电路

一、主要内容

1、产生正弦波的条件和正弦波振荡电路的组成 1) 电路振荡的物理原因：

本质上与负反馈放大器的振荡相同。若反馈信号与放大器净输人信号同相等幅，因而净输人信号靠反馈信号得以维持，则即使外加输人信号为零，输出也不会消失。

2）振荡的条件：

??V?Vfi， 即：相位条件——同相，幅值条件——等幅。

..用开环频率特性表示的振荡条件：幅度平衡条件 ?AF?=1

相位平衡条件 ?AF = ?A+?F = ?2n? 3） 正弦波

项目2

项目名称 基于PWM控制 Buck变换器设计

一、目的

1．熟悉Buck变换电路工作原理，探究PID闭环调压系统设计方法。

2．熟悉专用PWM控制芯片工作原理，

3．探究由运放构成的PID闭环控制电路调节规律，并分析系统稳定性。

二、内容

设计基于PWM控制的Buck变换器，指标参数如下： ? 输入电压：9V～12V； ? 输出电压：5V，纹波<1%； ? 输出功率：10W ? 开关频率：40kHz

? 具有过流、短路保护和过压保护功能，并设计报警电路。 ? 具有软启动功能。

? 进行Buck变换电路的设计、仿真（选择项）与电路调试。

三、实验仪器设备

1. 示波器 2. 稳压电源 3. 电烙铁 4. PC817隔离

5. 计算机 6. PWM控制芯片SG3525 7. IRF540_MOSFET 8. MUR1560快恢复整流二极管 9. 74HC74N_D触发器 10. LM358放大器 11. 万用表 12. 电容、电感、电阻

1

四、研究内容

（一）方案设计

基于PWM

实验报告

课程名称：电路与电子技术实验Ⅱ指导老师：张德华成绩：__________________ 实验名称：波形分解与合成实验类型：模拟电路实验 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、实验目的和要求

1.了解有源带通滤波器的工作原理、特点；

2.掌握有源带通滤波器典型电路的设计、分析与实现；

3.学习有源带通滤波器典型电路的频率特性测量方法、电路调试与参数测试，了解其滤波性能； 4.了解非正弦信号离散频谱的含义；

5.利用有源带通滤波器、放大器实现波形的分解与合成； 6.通过仿真方法进一步研究有源带通滤波电路，了解不同的有源带通滤波器结构、参数对滤波性能的影响。 二、实验内容和原理 实验内容： 1.原理分析； 2.频率特性； 3.滤波效果；

4.波形的分解与合成。 实验原理： 0.滤波器

⑴定义：

让指定频段的信号通过，而将其余频段上的信号加以抑制，或使其急剧衰减。（选频电路）

⑵分类：

a)按照器件类型分类：

无源滤波器：由电阻、电容和电感等无源元件组成； 有源滤波器：采用集成运放和RC网络为

XXXXXX度假酒店整体方案设计说明

一．设计总说明

（一）设计依据

1．业主提供的地形图；

2．业主提供的设计任务书及补充文件和确认文件；

3．XXX规划部门对规划用地的要求；

4．国家有关的建筑设计规范，标准及条例：

——工程建设标准强制性条文_城市建设部分

——建筑设计防火规范（2001年版） GBJ16-87

——工程建设标准规范汇编（五）建筑防火规范部分

——汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB50067-97

5．美国SASAKI公司的中标方案，及随后的修改方案。

（二）概述

XXXXXX度假酒店位于XXX市风景优美的亚龙湾区域内，自然景观资源极为丰富，基地北依滨海大道，南面为广阔的中国南海，东西两侧分别为现有的五星级酒店天域酒店和凯莱大酒店。周边环境相当成熟。基地现状地貌成自然状南北向坡地，中间最高，对于度假酒店设计布置极为理想。本项目总建筑面积近6万平方米，为三级工程等级。

二．总平面设计说明

根据XXX市规划局对本地块的规划设计要求，南面退最高潮水位线100米，东西退界10米，北侧退界20米，控制高度为27米。南北立面为主要景观立面。

由于本项目建筑群功能复杂，总体规划将不同类型的功能空间通过东西、南北两条主轴线有机的组织成整体。建筑主体布置在基地

第八章 波形的发生和信号的转换

自测题

一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。 （1）在图T8.1所示方框图中，若φF＝180°，则只有当φ时，电路才能产生正弦波振荡。（ ）

A＝±180°

图T8.1

（2）只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。（ ） （3）凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。（ ）

（4）非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。（ ） 解：（1）√ （2）× （3）× （4）×

二、改错：改正图T8.2所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。

第八章题解－1

图T8.2

解：（a）加集电极电阻Rc及放大电路输入端的耦合电容。 （b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。

三、试将图T8.3所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。

图T8.3

解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。如解图T8.3所示。

解图T8.3

第八章题解－2

四、已知图T8.4（a）所示方框图各点的波形

实验一 调幅信号波形频谱仿真

一、实验题目

假设基带信号为m(t)?sin(2000?t)?2cos(1000?t)，载波频率为20kHz，请仿真出AM、DSB-SC、SSB信号，观察已调信号的波形及频谱。

二、实验环境

1、PC机

2、MATLAB等仿真软件

三、基本原理

1、AM调制原理

对于单音频信号

m(t)?Amsin(2?fmt)

进行AM调制的结果为

sAM(t)?Ac(A?Amsin(2?fmt))sin2?fct?AcA(1?asin(2?fmt))sin2?fct

其中调幅系数a?Am，要求a?1以免过调引起包络失真。 A由Amax和Amin分别表示AM信号波形包络最大值和最小值，则AM信号的调幅系数为

a?Amax?Amin

Amax?Amin2、DSB-SC调制原理

DSB信号的时域表达式为

sDSB(t)?m(t)cos?ct

频域表达式为

1SDSB(?)?[M(???c)?M(???c)]

23、SSB调制原理

SSB信号只发送单边带，比DSB节省一半带宽，其表达式为：

sssB(t)?1Amcosmtcoswmt21Amtsinwct2

仿真思路

定义时域采样率、截断时间和采样点数，可得到载波和调制信号，容易根

7 交通信号配时设计

1定时交通信号配时设计的内容与程序

1.1配时设计内容

单个交叉口定时交通信号配时设计内容应包括：确定多段式信号配时时段划分、配时时段内的设计交通量、初始试算周期时长和交通信号相位方案、信号周期时长、各相位信号配时绿信比、估评服务水平及绘制信号配时图。 1.2改建、治理交叉口配时设计程序示于图1.2。

确定多段式信号配时的时段划分

确定配时时段内各进口道各流向的设计交通量

确定各进口道车道渠化方案 确定信号相位方案 估算各相各类车道的设计饱和流量确定绿间隔时间(I) ?Sd?确定信号总损失时间(L) 各类车道设计交通量 ?qa?确定各相各类车道设计流量比(y)

计算各相最大设计流量比总和

否 Y≤0.9 是

计算最佳周期时间?C0?

计算总有效绿灯时间?Ge? 各相有效绿灯时间?ge? 各相绿信比???及显示绿灯时间g?各显示绿灯时间 满足最短绿灯时间 是 否 计算延误?D? 否 服务水平 满足要求 是 画出信号配时图 图 1.2 定时信号配时设计程序

1.3新建交叉口，在缺乏交通量数据的情况下，十字交叉口，建议先按表1.3所列进口车道数与渠化方案选取初步试用方案；T形交叉口，建议先用三相位信