课题一:正弦信号产生电路的设计与制作
- 格式:docx
- 大小:1.98 MB
- 文档页数:9
正弦波产生电路实验报告正弦波产生电路实验报告范文篇一:正弦波产生电路实验报告一、实验设计目的和作用1. 进行基本技能训练,如基本仪器仪表的使用,常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力,掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法,提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力,由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3. 培养理论联系实际的正确设计思想,训练综合运用已学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
4.通过学员的独立思考和解决实际问题的过程,培养学员的'创新能力二、设计的具体实现实验要求用TL084设计正弦波产生电路。
正弦波产生方式有多种,本次试验采用较为简单的文氏桥振荡电路。
通过图书馆和上网查阅有关资料,确定如下电路。
Multisim原理图:sch图调节w1使电路起振,w2调节幅度仿真结果:频率162Hz,幅度范围0.8—10V三、实际制作调试和结果分析频率:133.33Hz幅度范围:1~9V四、总结第一次进行电路设计,遇到了很多麻烦。
Multisim、Protel等软件不熟悉,第一次焊电路焊工也不行。
通过实验,基本学会了这些软件的操作,制作过程中,自己的焊工有了很大进步。
虽然做了好几次才把电路调出来,但还是很满意。
五、参考文献1.于红珍.通信电子电路【M】.北京:清华大学出版社,20052.康华光,陈大钦.电子技术基础模拟部分(第四版). 北京:高等教育出版社,1999.63.黄智伟.全国大学生电子设计竞赛【M】.北京:北京航空航天大学出版社,2006篇二:正弦波产生电路实验报告一:实验要求(1)设计一个正弦信号发生器,要求ROM是8位数据线,8位地址。
256个8位波形数据的mif文件通过两种方式建立,一种用Quartus II的专用编辑器建立,另一种是使用附录的mif文件生成器建立。
正弦信号发生器一、顶层VHDL文件设计(一)设计ROM初始化数据文件初始化数据文件格式有2种:Memory Initialization File (.mif)格式文件,或Hexadecimal (Intel-Format) File (.hex)格式。
以下以64点正弦波形数据为例分别说明:建立.mif格式文件。
首先选择ROM数据文件编辑窗,即在File 菜单中选择“New”,并在New窗中选择“Other files”项,并选“Memory Initialization File”,点击OK后产生ROM数据文件大小选择窗。
这里采用64点8位数据的情况,可选ROM的数据数Number为64,数据宽Word size取8位。
点击“OK”,将出现如图3-12的空的mif数据表格,表格中的数据为10进制表达方式,任一数据(如第三行的99)对应的地址为左列于顶行数之和)。
将波形数据填入此表中,完成后在File菜单中点击“Save as”,保存此数据文件,在这里不妨取名为.sdata.mif。
自动生成文件LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;LIBRARY altera_mf;USE altera_mf.altera_mf_components.all;ENTITY data_rom ISPORT(address : IN STD_LOGIC_VECTOR (5 DOWNTO 0);inclock : IN STD_LOGIC ;q : OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0));END data_rom;ARCHITECTURE SYN OF data_rom ISSIGNAL sub_wire0 : STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0); COMPONENT altsyncramGENERIC (intended_device_family : STRING;width_a : NATURAL;widthad_a : NATURAL;numwords_a : NATURAL;operation_mode : STRING;outdata_reg_a : STRING;address_aclr_a : STRING;outdata_aclr_a : STRING;width_byteena_a : NATURAL;init_file : STRING;lpm_hint : STRING;lpm_type : STRING);PORT (clock0 : IN STD_LOGIC ;address_a : IN STD_LOGIC_VECTOR (5 DOWNTO 0);q_a : OUT STD_LOGIC_VECTOR (7 DOWNTO 0));END COMPONENT;BEGINq <= sub_wire0(7 DOWNTO 0);altsyncram_component : altsyncramGENERIC MAP (intended_device_family => "Cyclone",width_a => 8,widthad_a => 6,numwords_a => 64,operation_mode => "ROM",outdata_reg_a => "UNREGISTERED",address_aclr_a => "NONE",outdata_aclr_a => "NONE",width_byteena_a => 1,init_file => "stada.mif",lpm_hint=>"ENABLE_RUN TIME_MOD=YES,INSTANCE_NAME=none", lpm_type => "altsyncram")PORT MAP (clock0 => inclock,address_a => address,q_a => sub_wire0);END SYN;(二)创建工程和编辑设计文件正弦信号发生器的结构由3部分组成:数据计数器或地址发生器、数据ROM和D/A。
基于脉冲信号(方波)的正弦信号产生电路的设计【摘要】正弦信号广泛应用于电路系统测试与控制中,有多种电路设计方案可产生正弦信号。
本文采用基于脉冲信号(方波)的正弦信号产生电路方案进行电路设计。
该电路可产生脉冲信号(方波)频率(9kHz)奇数倍的固定频率的正弦信号Ⅰ、Ⅲ(基波Ⅰ:9kHz,三次谐波Ⅲ:27kHz,┅,),且信号波形质量较好。
测试表明:产生的正弦信号的频率与幅值与脉冲信号傅里叶级数展开结果基本相符合。
设计过程中采用了Multisim 11.0仿真。
本文对正弦信号产生电路的设计有一定的参考价值。
【关键词】脉冲信号(方波);正弦信号;带通滤波器Based on Pulse Signal(Square Wave)Design of Sine Signal Generating Circuit Physics and Electronic Science College of Chuxiong Normal University LI Shun-jiang LI Jia-wangAbstract:Sine signal is widely used in circuit test and control system,there are a variety of circuit design can produce sine signal. In this paper,based on pulse signal (square wave)design of sine signal generatingcircuit. The circuit can generate pulse signals(square wave)frequency(9kHz)sinusoidal signal with a fixed frequency Ⅰ,Ⅲ(fundamental wave Ⅰ:9kHz,three harmonic III:27kHz,somehow),and signal quality is better. The test showed that:the frequency and amplitude of sinusoidal signals and pulse signals of Fourier expansion results are basically consistent with.It adopted Multisim 11.0 simulation in the design process.In this paper,the sine signal circuit design has a certain reference value.Key words:The pulse signal(square);Sine signal;Band pass filter引言正弦信号广泛应用于电路系统测试与控制中,有多种电路设计方案可产生正弦信号。
正弦信号发生器实验报告引言本实验旨在设计并构建一个正弦信号发生器,用于产生具有特定频率和振幅的正弦波信号。
正弦信号在电子工程中具有广泛的应用,如通信系统、音频设备和信号处理等。
本实验将介绍设计思路、所需材料和步骤,以及实验结果和讨论。
设计思路为了设计一个正弦信号发生器,我们需要以下主要组件:1.振荡电路:产生正弦波信号的核心部分。
2.振幅调节电路:用于控制输出信号的振幅。
3.频率调节电路:用于控制输出信号的频率。
我们将使用基本的集成电路和电子元件来实现这些功能。
接下来,我们将逐步说明每个组件的设计和实现。
所需材料在开始实验之前,我们需要准备以下材料和工具:1.集成电路:例如操作放大器(Op-amp)。
2.电容器和电阻器:用于构建振荡电路和调节电路。
3.面包板:用于连接电子元件。
4.电源:为电路提供所需的电能。
5.示波器:用于测量信号的振幅和频率。
实验步骤1.第一步:振荡电路设计和构建–选择一个合适的振荡电路拓扑,如RC振荡电路。
–计算并选择所需的电容器和电阻器数值。
–使用面包板将电容器、电阻器和集成电路连接起来。
2.第二步:振幅调节电路设计和构建–选择一个合适的振幅调节电路拓扑,如非反相放大器。
–根据需要的振幅范围计算并选择所需的电阻器数值。
–使用面包板将电阻器和集成电路连接起来。
3.第三步:频率调节电路设计和构建–选择一个合适的频率调节电路拓扑,如电阻-电容调谐电路。
–根据需要的频率范围计算并选择所需的电容器和电阻器数值。
–使用面包板将电容器、电阻器和集成电路连接起来。
4.第四步:电源和示波器连接–将电源连接到电路以提供所需的电能。
–将示波器连接到电路以测量输出信号的振幅和频率。
5.第五步:实验验证和调试–打开电源,并使用示波器观察输出信号。
–调节振幅和频率调节电路,验证是否可以在所需范围内调节信号的振幅和频率。
实验结果和讨论经过实验验证和调试,我们成功设计和构建了一个正弦信号发生器。
该信号发生器能够在所需的频率范围内产生具有可调节振幅的正弦波信号。
目录摘要1.系统方案选择与论证1.1正弦信号输出方案1.2信号调制方案2.系统的总体设计与实现2.1系统正弦信号发生器的设计2.1.1正弦信号的仿真和分析2.1.2其他信号的仿真和分析2.2系统调制模块的设计2.2.1调幅电路(AM)2.2.2调频电路(FM)2.2.3 PSK电路2.2.4 ASK电路3.总结4.附录正弦信号发生器(A题)摘要:本系统是以ICL8038集成芯片为核心器件,附加线性调制电路,滤波和积分放大电路等模块组成的一种正弦信号发生器,制作简单,功能多。
所得到的信号输出稳定度和线性度满足题目要求,在输出的正弦信号的幅度上可以实现1V~6V内任意可调,输出频率范围虽然没有达到题目所要求的1KHz~10MHz范围,的是我们实现了在1Hz~1MHz范围内任意可调。
本文主要介绍了正弦信号发生器的设计与其所具有的功能,实现了竞赛题目的基本部分和提高部分的一些功能要求。
系统的硬件分为六个模块,即正弦信号产生模块,AM调幅电路模块,FM调频电路模块,PSK电路模块,ASK电路模块,单片机控制器与键盘显示电路模块。
一、正弦信号输出方案分析与论证正弦信号的产生可以分为以下两种方法:其一,可用专用的芯片产生,如MAX038,ICL8038等。
使用MAX038芯片,设计简单,可以产生精度和稳定度高,且频率范围大的正弦信号。
其二,采用数字合成方案(DDS),DDA技术频率高、转换速度快、信号纯度高、相位可控、输出信号无电流脉冲叠加、输出平稳渡过且相位和保持连续变化。
其方案原理流程图如下:DDS原理框图从题目要求来看,要求设计的正弦信号发生器的精度和稳定度都很高。
MAX038专用信号发生芯片在现在的条件下不能进行设计和相关的仿真,DDS方案的复杂度和难度都非常大,因此不容易实现。
从各个方面的因素来考虑,并且根据现有条件和自身的实际情况,我们采用芯片产生的方法,用的是ICL8038芯片。
ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路, 只需调整个别的外部组件就能产生从0.001Hz~1MHz 的低失真正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
正弦波信号发生器的设计及电路图正弦波信号发生器的设计结构上看,正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
分析RC串并联选频网络的特性,根据正弦波振荡电路的两个条件,即振幅平衡与相位平衡,来选择合适的放大电路指标,来构成一个完整的振荡电路。
很多应用中都要用到范围可调的LC振荡器,它能够在电路输出负载变化时提供近似恒定的频率、几乎无谐波的输出。
电路必须提供足够的增益才能使低阻抗的LC电路起振,并调整振荡的幅度,以提高频率稳定性,减小THD(总谐波失真)。
1引言在实践中,广泛采用各种类型的信号产生电路,就其波形来说,可能是正弦波或非正弦波。
在通信、广播、电视系统中,都需要射频(高频)发射,这里的射频波就是载波,把音频(低频)、视频信号或脉冲信号运载出去,这就需要能产生高频信号的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内,如高频感应加热、熔炼、淬火,超声波焊接,超声诊断,核磁共振成像等,都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。
可见,正弦波振荡电路在各个科学技术部门的应用是十分广泛的。
2正弦波振荡电路的振荡条件从结构上来看,正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。
图1表示接成正反馈时,放大电路在输入信号某i=0时的方框图,改画一下,便得图2。
由图可知,如在放大电路的输入端(1端)外接一定频率、一定幅度的正弦波信号某a,经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后,在反馈网络的输出端(2端),得到反馈信号某f,如果某f与某a在大小和相位上一致,那么,就可以除去外接信号某a,而将1、2两端连接在一起(如图中的虚线所示)而形成闭环系统,其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。
正弦信号发生器设计方案一、方案比较论证所有方案可按模拟式和数字式分为两大类模拟式:①利用电阻、电容、运放等传统器件搭建LC或RC正弦信号发生器。
通过改变电路中的元件的参数值来调节输出频率。
这种方式成本低廉,但由于采用大量分立器件,受其工作原理的限制频率稳定度较低(只有10-3量级)。
另外实现扩展功能中的各种调制等也比较麻烦,电路复杂,调试困难,精度差。
②采用专用信号发生芯片MAX038来实现正弦信号波形的输出。
是美信公司的低失真单片信号发生集成电路,内部电路完善,使用该器件能够产生精确的高频三角、锯齿、正弦及方波。
使用该芯片设计简单,但扩展功能电路部分实现起来和采用分立器件同样复杂,而且频率精度和稳度均难以达到要求。
③采用基于锁相环(PLL)技术或者非线性器件频率变换技术的频率合成器。
由晶体振荡器和锁相环组成的系统中,前者保证工作频率稳定度,后者完成输出频率的调整,但是这时输出频率只能是晶体谐振频率的整数倍。
故虽然频率稳定能达到要求却很难做到频率输出范围1KHZ—10MHZ和100HZ步进的要求。
数字式:①采用AD公司专用的DDS芯片AD9851合成FM和AM的载波,采用传统的模拟调制方式来实现AM调制和FM调制。
但该方案需要额外的模拟调制FM和AM的调制电路,且制作和调制电路都比较麻烦,还难免引入一定的干扰,而且此方案中的PSK调制也不容易实现。
②采用AD公司的AD9856作为调制芯片,是内含DDS的正交调制芯片,可以实现多进制的数字幅度调制,多进制的数字相位调制和多进制的数字幅度相位联合调制。
故AM 调制,PSK调、ASK调制都可以通过它实现但是AD9856不便于调频且控制复杂。
③利用微处理器和DAC实现DDS信号产生器。
微处理器能够实现DDS的电路结构,即实现相位累加器、波形的数据表、同时实现数字/模拟转换器的控制时序。
利用微处理器完成加法运算需要读取的数据进行运算,再把运算结果送到目标单元。
制作一个正弦信号发生器的设计
一、正弦信号发生器的概念
正弦信号发生器是一种可以产生所需频率的正弦波信号的设备,可以
帮助开发者测量和分析频率特性,也可以用于相关系统的诊断。
正弦信号
发生器可以产生指定频率的正弦波形,以满足不同系统的需求。
它也可以
通过波形对比法进行精确的波形测量,用于分析电子系统特性。
(1)电路设计
正弦信号发生器的电路设计主要有两种:一种是基于模拟电路的设计,另一种是基于数字电路的设计。
(1)模拟电路
模拟电路设计采用的是电路模块,主要有振荡器、滤波器、缓冲器和
调制电路。
(a)振荡器
振荡器主要由振荡电路和调整元件组成,振荡器的作用是形成振荡的
正弦波,以满足信号发生器产生不同频率的要求。
(b)滤波器
滤波器的作用是滤除振荡器产生的额外噪声,以得到纯净的正弦信号。
(c)缓冲器
缓冲器的主要作用是将振荡器的正弦波输出,缓冲器的作用是减少信
号失真,使正弦波更加完美。
(d)调制电路
调制电路的作用是对信号发生器产生的正弦波进行调制,使其能够输出更加稳定的信号频率。
(2)数字电路
采用数字电路设计的正弦信号发生器。
课程设计--正弦波信号摘要正弦波信号是生活中比较常见的信号,而方波也是在我们的学习和生活中所比较熟悉的,而关键是怎样进行把我们日常所见的正弦波转化成方波并且运用所学的时钟数字电路对所转化的方波进行计数。
通过这次课程设计来巩固和加深对电子电工技术课程基本知识的理解和扩展,提高我们综合运用所学知识的能力。
培养我们根据课程的需要选用参考书,查阅手册,图表和文献资料的能力,提高独立解决实际问题的能力。
关键字:频率幅度可调;正弦波产生电路;正弦波转化方波电路;计数电路。
AbstractSinewavesignalsismoremoninlife,andsquare waveisalso familiar withinour.study and life,and thekeyishowto convert thesine waveour everyday ChengFangBo andapplywhattheyhave learnedby conversion ofthedigital circuitofclock square wave count. Throughcourse designedto consolidate anddeepenthe understanding ofbasic knowledgeofelectronic electrician technology lessonand extension,and improveour prehensiveabilitytouse knowledge. Cultivateourchoose reference,based ontheneedsoftheclasstoconsultthemanual,charts andliterature ability,improve theindependent abilitytosolvepractical problems.Keywords: adjustable frequency range;Sinewave generating circuit; Square-wave sinewave transformation circuit; Counting circuit.一、设计一个频率可调的正弦波产生电路1、产生正弦振荡电路的方框图如下由图可知它是由放大电A和反馈网络F组成。
★项目2:数字信号源
项目简述:设计制作一个正弦信号发生器。
(1)正弦波输出频率范围:1kHz~10MHz;
(2)具有频率设置功能,频率步进:100Hz;
(3)输出信号频率稳定度:优于10-2;
(4)输出电压幅度:1V到5V这间;
(5)失真度:用示波器观察时无明显失真。
(6)输出电压幅度:在频率范围内
50负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值V opp=6V±1V;
(7)产生模拟幅度调制(AM)信号:在1MHz~10MHz范围内调制度m a可在30%~100%之间程控调节,步进量50%,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生;
(8)产生模拟频率调制(FM)信号:在100kHz~10MHz频率范围内产生20kHz最大频偏,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生;
(9)产生二进制PSK、ASK信号:在100kHz固定频率载波进行二进制键控,二进制基带序列码速率固定为10kbps,二进制基带序列信号自行产生;
开发时间:2007 开发人数:1
运行环境:windows xp、Quartus II
相关内容:(还未整体综合)
下面是调幅原理图:
下面是调频原理图:
下面是正弦信号发生器设计原理图:
下面是PSK设计原理图:。
南京师范大学电气与自动化工程学院课程设计报告(2018—2019学年第二学期)题目:正弦信号产生电路的设计与制作学号:181802008姓名:刘事成指导教师:陈余寿专业:电气工程及其自动化设计时间: 2019年4月16日目录一、设计任务与功能要求 (1)1.任务 (1)2.要求 (1)二.设计原理概述 (1)三.方案论证 (1)1.正弦波发生器 (1)2.调压单元 (2)3.功率放大器 (3)四.电路参数计算 (5)1.正弦信号振荡电路 (5)2.调压电路 (5)五.电路系统总图 (6)六.元件清单 (6)七.测试结果 (7)1.测试结果对比 (7)2.误差分析 (7)八.参考文献 (7)课题一:正弦信号产生电路的设计与制作一、设计任务与功能要求1.任务选择合适的集成运放设计、制作一个正弦信号产生电路。
2.要求1. 正弦信号产生电路输出正弦信号V o的频率f0 =1kHz、幅值V P=2V~8V连续可调;要求电路在带负载R L=100Ω状态下工作稳定;2. 仿真电路,给出仿真结果;3. 焊接、制作所设计电路;4. 调试、测试电路,记录输出波形V o,测量其最大不失真输出信号幅值;5. 撰写完整报告(含理论设计和实践制作两部分)。
二.设计原理概述图2-1 总设计结构框图如图2-1所示,由正弦波发生电路产生1kHz的正弦波并由调压单元转化为幅值为2V~8V连续可调的正弦波,由功率放大器提高信号的带负载能力。
所有运放和三极管的电源都由直流稳压电源将220V交流电转化为±12V的直流电源供电。
三.方案论证1.正弦波发生器方案1:如图3-1.1所示,LC变压器式正弦振荡电路。
其LC变压器式振荡电路主要用来产生高频信号,其工作频率降低时,要求增大振荡回路的电感量和电容量。
大电感和大电容的体积大、笨重,因此LC振荡电路不适合用于低频一般在1MHz以,并且会产生高次谐波。
图3-1.1 LC变压器式正弦振荡电路方案2:如图3-1.2所示,RC串并联正弦振荡电路(文氏桥振荡电路)。
南京师范大学电气与自动化工程学院课程设计报告(2018—2019学年第二学期)题目:正弦信号产生电路的设计与制作学号:181802008姓名:刘事成指导教师:陈余寿专业:电气工程及其自动化设计时间: 2019年4月16日目录一、设计任务与功能要求 (1)1.任务 (1)2.要求 (1)二.设计原理概述 (1)三.方案论证 (1)1.正弦波发生器 (1)2.调压单元 (2)3.功率放大器 (3)四.电路参数计算 (5)1.正弦信号振荡电路 (5)2.调压电路 (5)五.电路系统总图 (6)六.元件清单 (6)七.测试结果 (7)1.测试结果对比 (7)2.误差分析 (7)八.参考文献 (7)课题一:正弦信号产生电路的设计与制作一、设计任务与功能要求1.任务选择合适的集成运放设计、制作一个正弦信号产生电路。
2.要求1. 正弦信号产生电路输出正弦信号V o的频率f0 =1kHz、幅值V P=2V~8V连续可调;要求电路在带负载R L=100Ω状态下工作稳定;2. 仿真电路,给出仿真结果;3. 焊接、制作所设计电路;4. 调试、测试电路,记录输出波形V o,测量其最大不失真输出信号幅值;5. 撰写完整报告(含理论设计和实践制作两部分)。
二.设计原理概述图2-1 总设计结构框图如图2-1所示,由正弦波发生电路产生1kHz的正弦波并由调压单元转化为幅值为2V~8V连续可调的正弦波,由功率放大器提高信号的带负载能力。
所有运放和三极管的电源都由直流稳压电源将220V交流电转化为±12V的直流电源供电。
三.方案论证1.正弦波发生器方案1:如图3-1.1所示,LC变压器式正弦振荡电路。
其LC变压器式振荡电路主要用来产生高频信号,其工作频率降低时,要求增大振荡回路的电感量和电容量。
大电感和大电容的体积大、笨重,因此LC振荡电路不适合用于低频一般在1MHz以,并且会产生高次谐波。
图3-1.1 LC变压器式正弦振荡电路方案2:如图3-1.2所示,RC串并联正弦振荡电路(文氏桥振荡电路)。
DSP课程设计–正弦信号发生器的设计简介正弦信号发生器是一种常见的电子信号发生器。
在数字信号处理中,正弦信号是非常重要的一种基础信号。
在本次课程设计中,我们将使用MATLAB软件设计一个正弦信号发生器。
设计步骤步骤一:信号采样我们的信号采样频率为fs,即每秒采样多少个点。
首先我们需要设置采样频率。
信号采样频率的选取需要满足采样定理,保证采样信号能够完全还原原信号。
我们使用MATLAB的“fs”命令设置采样频率。
假设我们的采样频率为10KHz,代码为:fs = 10000; % 设置采样频率为10KHz步骤二:生成时域正弦信号根据正弦波方程,我们可以生成时域上的正弦信号:f0 = 1000; % 正弦信号的频率为1kHzA = 1; % 正弦信号的幅度为1Vt = 0:1/fs:1; % 假设信号长度为1秒y = A * sin(2 * pi * f0 * t);代码中,我们生成了一个正弦信号,频率为1kHz,幅度为1V,信号长度为1秒,并将其存放在y变量中。
步骤三:对信号进行FFT变换为了验证我们生成的信号是否正确,我们需要对信号进行FFT变换。
FFT变换可以将一个时域信号转化为频域信号。
我们使用MATLAB的“fft”命令对信号进行FFT变换。
代码如下:Y = fft(y); % 对信号y进行FFT变换,得到频域信号YL = length(y); % 计算信号的长度P2 = abs(Y/L); % 取FFT变换结果的绝对值,然后除以长度LP1 = P2(1:L/2+1);P1(2:end-1) = 2*P1(2:end-1);f = fs*(0:(L/2))/L; % 生成频率坐标轴代码中,我们使用FFT变换对信号y进行变换,并将结果存放在Y变量中。
然后我们根据FFT变换结果,得到频率分量以及对应的幅度分量。
步骤四:绘制频域正弦信号最后,我们使用MATLAB的plot函数绘制频域信号采样结果图。
DSP原理及应用课程设计课题:正弦信号发生器的设计班级:通信0802姓名:学号:2008001322课题 正弦信号发生器一、 设计目的学会用ccs 集成开发软件,在开发环境下完成工程项目创建,程序编辑,编译,链接,调试和数据分析。
二、 设计内容用ccs 软件编写程序产生正弦波三、 设计实现正弦波信号发生器已被广泛地应用于通信、仪器仪表和工业控制等领域的信号处理系统中。
通常有两种方法可以产生正弦波,分别为查表法和泰勒级数展开法。
查表法是通过查表的方式来实现正弦波,主要用于对精度要求不很高的场合。
泰勒级数展开法是根据泰勒展开式进行计算来实现正弦信号,它能精确地计算出一个角度的正弦和余弦值,且只需要较小的存储空间。
本次主要用泰勒级数展开法来实现正弦波信号。
产生正弦波的算法正弦函数和余弦函数可以展开成泰勒级数,其表达式:取泰勒级数的前5项,得近似计算式:-+-+-=!9!7!5!3)sin(9753x x x x x x -+-+-=!8!6!4!21)cos(8642x x x x x ))))((((981761541321 !9!7!5!3)sin(22229753⨯-⨯-⨯-⨯-=+-+-=x x x x x x x x x x x )))(((87165143121 !8!6!4!21)cos(22228642⨯-⨯-⨯--=+-+-=x x x x x x x x x递推公式:sin(nx) = 2cos(x)sin[(n-1)x]-sin[(n-2)x]cos(nx) = 2cos(x)sin[(n-1)x]-cos[(n-2)x]由递推公式可以看出,在计算正弦和余弦值时,需要已知cos(x)、sin(n-1)x、sin(n-2)x和cos(n-2)x。
计算一个角度x的正弦值,可利用泰勒级数的展开式,采用子程序的调用方式来实现。
在调用前先在数据存储器d_xs单元中存放x的弧度值,计算结果存放在d_sinx单元中四、设计步骤1、CCS软件的操作:(1)建立工程:点击菜单project-new,在弹出的窗口中输入工程名,后缀是.pjt;(2)建立文件:点击菜单file-new-source file,建立汇编语言文件和链接命令文件;(3)将文件加入工程:点击菜单project-add files to project,选择要加入的文件添加到工程;(4)工程的汇编链接:点击菜单project-rebuild all,若汇编链接成功会生成.out文件;(5)装载可执行程序:点击菜单file-lode program,装载.out文件;(6)执行程序:点击菜单debug-run;(7)观察结果。
南京师范大学
电气与自动化工程学院
课程设计报告
(2018—2019学年第二学期)
题目:正弦信号产生电路的设计与制作学号:*********
*名:***
指导教师:***
专业:电气工程及其自动化
设计时间: 2019年4月16日
目录
一、设计任务与功能要求 (1)
1.任务 (1)
2.要求 (1)
二.设计原理概述 (1)
三.方案论证 (1)
1.正弦波发生器 (1)
2.调压单元 (2)
3.功率放大器 (3)
四.电路参数计算 (5)
1.正弦信号振荡电路 (5)
2.调压电路 (5)
五.电路系统总图 (6)
六.元件清单 (6)
七.测试结果 (7)
1.测试结果对比 (7)
2.误差分析 (7)
八.参考文献 (7)
课题一:正弦信号产生电路的设计与制作
一、设计任务与功能要求
1.任务
选择合适的集成运放设计、制作一个正弦信号产生电路。
2.要求
1. 正弦信号产生电路输出正弦信号V o的频率f0 =1kHz、幅值V P=2V~8V连续可调;要求电路在带负载R L=100Ω状态下工作稳定;
2. 仿真电路,给出仿真结果;
3. 焊接、制作所设计电路;
4. 调试、测试电路,记录输出波形V o,测量其最大不失真输出信号幅值;
5. 撰写完整报告(含理论设计和实践制作两部分)。
二.设计原理概述
图2-1总设计结构框图
如图2-1所示,由正弦波发生电路产生1kHz的正弦波并由调压单元转化为幅值为2V~8V连续可调的正弦波,由功率放大器提高信号的带负载能力。
所有运放和三极管的电源都由直流稳压电源将220V交流电转化为±12V
的直流电源供电。
三.方案论证
1.正弦波发生器
方案1:如图3-1.1所示,LC变压器式正弦振荡电路。
其LC变压器式振荡电路主要用来产生高频信号,其工作频率降低时,要求增大振荡回路的电感量和电容量。
大电感和大电容的体积大、笨重,因此LC振荡电路不适合用于低频一般在1MHz以,并且会产生高次谐波。
图3-1.1LC变压器式正弦振荡电路
方案2:如图3-1.2所示,RC串并联正弦振荡电路(文氏桥振荡电路)。
由其产生正弦信号,适用于低频振荡,一般用于产生1Hz~1MHz的低频信号,便于加负反馈稳幅,容易的到良好的振荡波形,相比于方案1和方案2,所以采用此方案。
图3-1.2RC正弦串并联振荡器
2.调压单元
方案1:如图3-2.1所示,采用电位器分压加电压跟随器的方式调压。
此结构电路简单,又因为后接了电压跟随器,其特点是输入阻抗非常大,输出阻抗非常小,可以提高电路的带负载能力。
图3-2.1 电位器后接电压跟随器
方案2:如图3-2.2所示,反向比例运算电路。
用其作为调压电路会使输出波形产生180度的相位变化,并且后面也要接电压跟随电路。
比较两个方案,方案一电路结构简单,使总电路使用的运放少,所以采用方案一。
图3-2.2 反向比例运算电路
3.功率放大器
方案1:如图3-3.1,采用乙类双电源互补对称功率放大电路,该电路管耗小,有利于提高效率,并且解决了普通乙类功率放大器件的半个波形被削掉的失真问题。
但是由于没有直流偏执,功率管的i B必须在V BE大于某一个数值时才有显著变化。
当输入信号低于这个数值时,负载上则无电流通过,出现一段死区,这种现象成为交越失真。
图3-3.1 乙类双电源互补对称功率放大电路
方案2:如图3.3-2所示,利用甲乙类互补对称功率放大电路中的两个二极管D1、D2上产生的压降为三极管提供了一个适当的偏压,使之处于微导通状态,从而克服交越失真。
所以,本设计采用方案2。
图3.3-2甲乙类互补对称功率放大电路
方案3:采用功率输出型集成运放,采用此方案可以与调压单元结合,在调压单元中的电压跟随器采用功率输出型集成运放,可以进一步减少电路所使用的元器件数量,从而简化电路。
经对比采用方案三。
四.电路参数计算 1.正弦信号振荡电路
图4-1 1kHz 正弦信号振荡电路
跟据图4-1,正弦信号发生器产生的正弦信号的频率ƒ=1
2πRC ,产生1kHz 的正弦信号时我们选用0.01uF 的电容,电阻选用16千欧(15千欧加1千欧)的电阻。
微弱的噪声信号经过放大,通过正反馈的选频网络,使输出幅度越来越大,最后受电路中非线性元件的限制(这里使用电位器进行调整),使振荡幅度自动地稳定下来,开始时,A v =1+RV 1/R 3略大于3,达到稳定平衡状态时,A
v =3,所以使R 3为1千欧,RV 1使用5千欧的电位器,开始起振时,使电位器略大于2千欧,然后使电位器为2千欧,从而达到稳定平衡状态。
2.调压电路
图4-2 调压电路
若考虑集成运放的损耗,则正弦波产生器产生的正弦波幅值约为10V ,为了使幅值在2V -8V 之间连续可调,跟据图4-2,R 5为2千欧,R 4为2千欧,RV 2为6千欧的电位器,当电位器从0调至6千欧时,输出波形的幅值便可以从2V 到8V 连续可调。
五.电路系统总图
图5-1 系统总图六.元件清单
表6-1
七.测试结果
1.测试结果对比
表7-1幅值理论值与测试值对比表
表7-2 频率理论值与测试值对比表
图7-1.1 2V测试图图7-1.2 8V测试图
图7-1.3 实际电路图
2.误差分析
由于实际焊接电路所采用的电阻误差为5%,从测试结果中可以看出误差在
可接受范围内,所以本设计的测试结果与理论设计值相符。
八.参考文献
1、康华光;电子技术基础模拟部分;华中科技大学电子技术课程组编;第六版; 北京;高等教育出版社;2013.12
2、赵建华雷志勇;电子技术课程设计;北京;中国电力出版社;2012.2。