正弦波加法器电路

2012年全国大学生电子设计竞赛【本科组】微弱信号检测装置（A题）摘要：本系统是基于锁相放大器的微弱信号检测装置，用来检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值。

该系统由加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路和显示电路组成。

其中加法器和纯电阻分压网络生成微小信号，微弱信号检测电路和显示电路完成微小信号的检测和显示在液晶屏上。

本系统是以相敏检波器为核心，将参考信号经过移相器后，接着通过比较器产生方波去驱动开关乘法器CD4053，最后通过低通滤波器输出直流信号检测出微弱信号，将该直流信号送入单片机处理后，液晶显示出来。

经最终的测试，本系统能较好地完成微小信号的检测。

关键词：微弱信号强噪声相敏检测Abstract: The system is of weak signal detection based on lock-in amplifier device, used for the detection of known weak sinusoidal signal under strong noise background frequency amplitude. The system consists of an adder, pure resistor divider network, weak signal detection circuit and display circuit. The adder and the pure resistor divider network to produce small signal, weak signal detection circuit and display circuit to complete the detection of tiny signal and displayed on the LCD screen. The system is based on a phase sensitive detector as the core, the reference signal through the phase shifter, then through the comparator produces Fang Bo todrive switch multiplier CD4053, finally through the low pass filter output DC signal detection ofweak signal, the DC signal into the microcontroller processing, liquid crystal display. The final test, the system can achieve the tiny signal.Key Word：weak signal strong noise phase sensitive detection目录摘要： (1)1. 系统设计 (3)1.1设计要求 (3)1.1.1设计任务 (3)1.1.2技术指标 (3)1.2方案比较与选择 (4)1.2.1微弱信号检测模块方案比较 (4)1.2.2移相网络模块方案比较 (4)1.2.3电阻分压模块方案比较 (5)1.3方案论证 (5)2.单元电路设计及参数计算 (5)2.1加法器电路 (5)2.4带通滤波电路 (7)2.5相敏检波电路 (7)2.7低通滤波电路 (8)3. 软件设计 (9)3.1程序总体流程图 (9)3.2程序清单（见附录2） (9)4.系统测试 (9)4.1测试仪器 (9)4.2测试结果 (10)5. 结束语 (10)参考文献 (10)附录 (10)附录1 主要元器件清单 (10)附录2 程序清单 (11)1.系统设计1.1设计要求1.1.1设计任务设计并制作一套微弱信号检测装置，用以检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值，并数字显示出该幅度值。

信号波形合成实验电路+电路图信号波形合成实验电路+电路图第一章技术指标1 系统功能要求2 系统结构要求第二章整体方案设计1 方案设计2 整体方案第三章单元电路设计1 方波振荡器2 分频电路设计3 滤波电路设计4 移相电路设计5加法电路设计6整体电路图第四章测试与调整1 分频电路调测2 滤波电路调测3 移相电路调测4加法电路调测5整体指标测试第五章设计小结1 设计任务完成情况2 问题与改进3 心得体会第一章技术指标1 系统功能要求1.1 基本要求(1)方波振荡器的信号经分频滤波处理，同时产生频率为10kHz和30kHz 的正弦波信号，这两种信号应具有确定的相位关系；(2)产生的信号波形无明显失真，幅度峰峰值分别为6V和2V；(3)制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路，将产生的10kH和 30kHz正弦波信号，作为基波和3次谐波，合成一个近似方波，波形幅度为5V，合成波形的形状如图1所示。

图1 利用基波和3次谐波合成的近似方波1.2 发挥部分再产生50kHz的正弦信号作为5次谐波，参与信号合成，使合成的波形更接近于方波。

2 系统结构要求2.1 方波振荡器：产生一个合适频率的方波，本实验中选择6MHz；2.2 分频器：将6MHz方波分频出10kHz、30kHz和50kHz的方波；2.3 滤波器：设计中心频率为10kHz、30kHz、50kHz三个滤波电路，产生相应频率的正弦波；2.4 移相器：调节三路正弦信号的相位；2.5 加法器：将10kHz、30kHz和50kHz三路波形通过加法电路合成，最终波形如图2。

2.6该系统整体结构如图3图2 基波、三次谐波和五次谐波合成的方波图3 电路示意图第二章整体方案设计1 方案设计1.1理论分析周期性函数的傅里叶分解就是将周期性函数展开成直流分量、基波和所有n阶谐波的迭加。

数学上可以证明方波可表示为：（1）其中A=4h/ ，h为方波信号峰值。

已知基波峰峰值要求为6V，故A=3 ，所以3次谐波对应的幅值为1V，5次谐波对应的幅值为0.6V。

multisim正弦波叠加电路（实用版）目录一、引言二、Multisim 软件介绍三、正弦波叠加电路的设计方法四、正弦波叠加电路的仿真与分析五、结论正文一、引言在电子电路设计中，正弦波信号的发生与叠加是一项基本任务。

为了更好地理解这一过程，我们可以通过 Multisim 软件进行仿真和分析。

本文将介绍如何使用 Multisim 软件设计并分析正弦波叠加电路。

二、Multisim 软件介绍Multisim 是一款强大的电子电路仿真软件，它可以帮助我们设计、分析和仿真各种电子电路。

通过 Multisim 软件，我们可以轻松地搭建和分析正弦波叠加电路。

三、正弦波叠加电路的设计方法在 Multisim 中设计正弦波叠加电路，我们需要首先创建两个正弦波信号源，一个代表方波，一个代表三角波。

接着，我们将这两个信号源的输出分别串联一个电阻（例如 500 欧姆），然后将这两个电阻的输出再串联一个电阻（例如 500 欧姆），最后将这个电阻的输出接地。

这样，我们就得到了一个方波和三角波叠加的电路。

四、正弦波叠加电路的仿真与分析在 Multisim 中，我们可以通过添加仿真元件和设置参数来搭建正弦波叠加电路。

搭建完成后，我们可以使用 Multisim 的仿真功能对电路进行仿真，得到电路的输出波形。

通过观察输出波形，我们可以发现方波和三角波的叠加情况。

此外，我们还可以利用 Multisim 的分析功能对电路进行频率响应分析和稳态分析，以进一步了解电路的性能。

五、结论通过使用 Multisim 软件，我们可以方便地设计并分析正弦波叠加电路。

在本文中，我们介绍了如何使用 Multisim 搭建正弦波叠加电路，并对电路进行了仿真和分析。

最简单的三极管正弦波振荡电路通常是由两个三极管、两个电容、两个电阻以及一个电源构成的自由多谐振荡器电路。

在这个电路中，三极管Q1的集电极输出接在Q2的基极输入，Q2的集电极输出又接在Q1的基极输入。

接通电源后，通过基极电阻R2和R3同时向两个三极管Q1和Q2提供基极偏置电流，使两个三极管进入放大状态。

当电路开始工作时，由于某种微小的差异（如噪声），Q2的放大作用将这个差异放大并反馈到Q1的基极，再经过Q1的放大，形成连锁反应，迅速使Q1饱和，Q2截止。

这时，D点变成低电平“0”，C点变成高电平“1”。

Q1饱和后相当于一个接通的开关，电容C1通过它放电，C2通过它充电。

随着C1的放电，由于有正电源VCC的作用，Q2的基极电压逐渐升高，当A点电压达到0.7V后，Q2开始导通进入放大区，电路中又会立刻出现连锁反应，使Q2迅速饱和，Q1截止。

这时，C点电位变低电平“0”，D点电位变高电平“1”。

这个时候电容C2放电，C1充电。

这一充放电过程又会使Q1重新饱和，Q2截止。

如此周而复始，形成振荡。

这个电路产生的振荡波形并不是正弦波，而是矩形波。

要得到正弦波，通常需要使用更复杂的电路，如LC振荡器、变压器反馈振荡器或者Colpitts振荡器等。

这些电路可以通过适当的滤波器将矩形波转换为正弦波。

需要注意的是，振荡电路的设计需要考虑许多因素，包括三极管的型号、电路元件的选取、电源电压等。

在实际应用中，可能需要进行多次的调试和优化才能达到理想的效果。

因此，建议在设计和使用振荡电路时，先充分理解相关的原理和知识，并进行适当的仿真和测试。

基于集成运放 LM324的电路应用卢炜【摘要】本设计以制作三角波发生器和滤波器为核心，采用单电源技术，并设计了加法器，比较器使得最终电路的输出为峰峰值为2V 的方波。

【期刊名称】《工业设计》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】2页(P53-54)【关键词】单电源;集成运放;方波【作者】卢炜【作者单位】华中师范大学物理学院【正文语种】中文一、系统方案论证（一）三角波发生器方案论证方案：因为要产生峰峰值为2V,频率为2K的三角波，根据现有知识，决定在基本的方波-三角波发生器电路上做改进，首先因为只能采用单电源供电，所以要求芯片4引脚接+12V,11引脚接地，在电路中，我们通过12v电压分压6v给同相输入端，选取Vcc/2作为偏置电压的目的是为了获得最大的输出动态响应范围。

所以，先产生一个方波，该方波的最大值为 Vcc-Uces=10V,最小值为0，然后经过一个RC积分器，通过调节参数，输出就近似为一个三角波，电路图如图所示：（二）加法器电路方案论证加法器有同相和反相加法器，同相加法器的输出和输入同相，反相加法器的输出和输入反相，由方框图可知，加法器的一端为三角波，一端为正弦波，因为，所以方案最后选择同相型加法电路，（三）滤波器电路论证加法器输出为三角波和正弦波的叠加，三角波幅度2V，频率2kHz，正弦波幅度1V，频率500Hz，对三角波作傅里叶级数展开：可见基频幅度相对正弦波较大，若采用一阶巴特沃斯滤波器，失真将会很严重。

设滤波器通带频率为 600Hz，阻带频率2kHz，通带纹波0.3dB，阻带衰减20dB，用MATLAB确定所需滤波器类型和阶数如下：巴特沃斯滤波器：3阶切比雪夫滤波器：3阶椭圆滤波器滤波器：2阶综合考虑，方案采用二阶椭圆滤波器电路。

（四）比较器电路论证电路如图所示对于一个开环的理想运算放大器，当同相输入端电压大于反相输入端电压时，输出正无穷，反之，输出负无穷。

而实际上，由于电源电压的限制，正无穷只能接近正电源，负无穷只能接近负电源。

1000W正弦波逆变器制作过程详解作者:老寿电路图献上！！这个机器，输入电压是直流是12V,也可以是24V，12V时我的目标是800W，力争1000W，整体结构是学习了钟工的3000W机器.具体电路图请参考:1000W正弦波逆变器(直流12V转交流220V)电路图也是下面一个大散热板，上面是一块和散热板一样大小的功率主板，长228MM，宽140MM。

升压部分的4个功率管，H桥的4个功率管及4个TO220封装的快速二极管直接拧在散热板；DC-DC升压电路的驱动板和SPWM的驱动板直插在功率主板上。

：因为电流较大，所以用了三对6平方的软线直接焊在功率板上如上图：在板子上预留了一个储能电感的位置，一般情况用准开环，不装储能电感，就直接搭通，如果要用闭环稳压，就可以在这个位置装一个EC35的电感上图红色的东西，是一个0.6W的取样变压器，如果用差分取样，这个位置可以装二个200K 的降压电阻，取样变压器的左边，一个小变压器样子的是预留的电流互感器的位置，这次因为不用电流反馈，所以没有装互感器，PCB下面直接搭通。

上面是SPWM驱动板的接口，4个圆孔下面是装H桥的4个大功率管，那个白色的东西是0.1R电流取样电阻。

二个直径40的铁硅铝磁绕的滤波电感，是用1.18的线每个绕90圈，电感量约1MH，磁环初始导磁率为90。

上图是DC-DC升压电路的驱动板，用的是KA3525。

这次共装了二板这样的板，一块频率是27K，用于普通变压器驱动，还有一块是16K，想试试非晶磁环做变压器效果。

H桥部分的大功率管，我有二种选择，一种是常用的IRFP460，还有一种是IGBT管40N60，显然这二种管子不是同一个档次的，40N60要贵得多，但我的感觉，40N60的确要可靠得多，贵是有贵的道理，但压降可能要稍大一点。

这是TO220封装的快恢复二极管，15A 1200V，也是张工提供的，价格不贵。

我觉得它安装在散热板上，散热效果肯定比普通塑封管要强。

集成运算放大器的应用实验报告【摘要】：此题目关于放大器设计的基本目标：使用一片通用四运放芯片LM324组成预设的电路，电路包括三角波产生器、加法器、滤波器、比较器四个设计模块，每个模块均采用一个运放及一定数目的电容、电阻搭建，通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求。

【关键字】：运算放大器LM324、三角波信号发生器、加法器、滤波器、比较器一、设计任务使用一片通用四运放芯片LM324 组成电路框图见图1〔a〕，实现下述功能：使用低频信号源产生，的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号uo1， uo1 如图1〔b〕所示，，允许T1有±5%的误差。

〔a〕〔b〕图中要求加法器的输出电压ui2=10ui1+uo1。

ui2 经选频滤波器滤除uo1 频率分量，选出f0 信号为uo2，uo2 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。

uo2 信号再经比较器后在1kΩ 负载上得到峰峰值为2V 的输出电压uo3。

电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供应。

不得使用额外电源和其它型号运算放大器。

要求预留ui1、ui2、uo1、uo2 和uo3 的测试端子。

二、设计方案1、三角波发生器由于用方波发生器产生方波，再经过积分电路电路产生三角波需要运用两个运算放大器，而LM324只有四个运算放大器，每个电路运用一个，所以只能用一个运算放大器产生三角波。

同时由于器件不提供稳压二极管，所以电阻电容的参数必须设计合理，用直流电压源代替稳压管。

对方波放生电路进行分析发现，如果将输出端改接运放的负输入端，出来的波形近似为三角波。

电路仿真如下列图所示：2、 加法器由于加法器输出11210o i i u u u += ，根据《模拟电子技术》书上内容采用求和电路，电路如下所示：3、 滤波器由于正弦波信号1i u 的频率为500Hz ，三角波1o u 的频率为2KHz ，滤波器需要滤除u，所以采用二阶的有源低通滤波器。

加法器电路概述：加法器电路是一种基本的数字电路，用于将两个二进制数相加。

它是数字计算机中常用的关键部件之一。

在本文中，我们将探讨加法器电路的原理、分类、设计和应用。

一、原理加法器电路的原理基于基本的二进制加法规则。

在二进制加法中，相加的两个数字（0或1）称为位，而进位（carry）表示相邻位之间的进位情况。

加法器电路的任务是将这两个输入位和进位位相加，并产生正确的输出位和输出进位。

加法器电路的实现有多种方法，包括半加器、全加器和并行加法器。

1. 半加器：半加器是最基本的加法器电路，用于实现单个位的相加。

它有两个输入，即要相加的两个位（A和B），以及一个进位输入（Carry In）。

半加器的输出包括两个部分：和（Sum）和进位（Carry）。

和位表示两个输入位相加的结果，进位位表示进位情况。

半加器电路可以用逻辑门实现，如异或门和与门。

2. 全加器：全加器扩展了半加器的功能，用于实现两个位和一个进位位的相加。

除了输入位（A和B）和进位输入（Carry In），全加器还有一个输出进位（Carry Out）。

当两个输入位和进位位相加时，全加器产生两个输出：和位（Sum）和进位位（Carry Out）。

全加器电路可以通过组合多个半加器电路来实现。

3. 并行加法器：并行加法器是多位加法器的一种形式，用于实现多位的二进制数相加。

它在每一位上使用全加器电路，并将进位位连接在各个全加器之间。

并行加法器通过同时处理多个位来实现快速的二进制加法，因此在计算机中得到广泛应用。

二、分类根据多位加法器的输入和输出方式，加法器电路可以分为串行加法器和并行加法器。

1. 串行加法器：串行加法器按位进行计算，即逐个位地相加和产生进位。

它的输入和输出仅在单个位上进行。

串行加法器的优点是简单且成本低廉，但它的运算速度较慢。

2. 并行加法器：并行加法器可以同时处理多个位的相加和进位。

它的输入和输出可以同时进行，并且每一位之间可以并行操作。

运放正弦波发生电路
运放正弦波发生电路是一种使用运放（操作放大器）构建的电路，可以产生稳定的正弦波信号。

以下是一种常见的运放正弦波发生电路，称为综合反馈振荡器（也称为Wien桥振荡器）：
首先，将一个运放作为放大器使用。

将运放的非反相输入端（+）和反相输入端（-）通过两个相等的电阻连接，并与一个电容并联，形成一个反馈网络。

然后，将输出端与反相输入端通过一个电容连接。

接下来，在反馈网络的输出端与非反相输入端之间添加一个可变电阻，用于调节振荡频率。

最后，通过电源为运放提供正负电压供电。

当电路开始工作时，由于反馈网络的存在，运放会放大信号，并将其输出到反馈网络。

通过适当选择电阻和电容的值，可以实现正反馈和负反馈之间的平衡，从而产生稳定的正弦波输出。

需要注意的是，为了使运放正弦波发生电路产生稳定的正弦波输出，需要正确选择电阻、电容和电源电压等参数，并保持适当的反馈网络的连接方式。

此外，一些调整和校准可能需要在实际搭建电路时进行，以确保输出的正弦波信号质量和稳定性。