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  • 多种波形产生电路

    2018-12-27 20:21:20
    本课程设计要求设计一种多波形产生电路,该电路主要由信号的运算与处理电路, 它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。多种波形的产生就是使 用各种基本的电子元器件对电信号产生,运算,处理等电路...
  • 在模拟电路中,多种波形产生电路属于信号的运算与处理电路,主要由信号的产生,运算,处理电路构成。本电路是理论计算分析后,实现的电路,符合设计要求。
  • 多种波形产生电路.zip

    2019-11-08 20:14:35
    本课程设计要求设计一种多波形产生电路,该电路主要由信号的运算与处理电路, 它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。多种波形的产生就是使 用各种基本的电子元器件对电信号产生,运算,处理等电路...
  • 基本满足题目要求,用555产生方波20到50KHz作为信号源,产生方波,正弦波,三角波等波形
  • 多种波形发生电路图 如图所示电路可同时产生方波、三角波、正弦波并输出,特别适合电子爱好者或学生用示波器来做观察信号波形的实验。该信号发生电路简单、成本低廉、调整方便。555定时器接成多谐振荡器工作...
  • 波形发生设计 数电课程设计 数字电路课程设计
  • 用小规模555数字集成芯片设计一种波形发生器,要求能实现正弦波等多种波形的输出,并且输出波形符合论文设计要求,设计只给出正弦波的仿真图。
  • 基于89C51的多种波形发生器,内有C语言编程,总电路图,子程序流程图
  • 制作一个波形发生电路,可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号。
  • 2015 年电赛测评试题——多种波形发生器第一章 题目分析与方案设计1.1 题目分析1.1.1 明确题目要求1.1.2 分析框图1.2 方案设计第二章 多波形产生电路设计2.1 设计原理2.2 整体流程框图第三章 单元电路设计3.1 555 多...
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  • 设计并制作一个如下图所示,基于STM32F103单片机、74LS74D触发器、LM324运放等芯片组成能产生方波、三角波、正弦波等多种波形的最小电子系统,并能完成频率设定和显示。 设计制作要求 1.基本要求 (1) 要求...

    2019年杭州电子科技大学电子设计竞赛

    題目:多种波形发生器

    • 任务

    设计并制作一个如下图所示,基于STM32F103单片机、74LS74D触发器、LM324运放等芯片组成能产生方波、三角波、正弦波等多种波形的最小电子系统,并能完成频率设定和显示。

    • 设计制作要求

     

    1.基本要求

    (1) 要求单路+10V供电, 使用电源管理芯片,产生-10V、5V、3.3V等多路电压,能给多种波形发生器供电;

    (2) 使用74LS74触发器,产生输出频率10-20kHz可调,输出电压幅度峰峰值为3V的方波,此时触发器输入信号由信号发生器产生;

    (3) 使用74LS74触发器,产生输出频率5-10kHz可调, 输出电压幅度峰峰值为3V的三角波;

    (4) 产生输出频率10-30kHz可调, 输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波;

    要求以上输出波形无明显失真,频率和输出电压误差小于5%,每级负载电阻均为1KΩ。

    2.发挥部分

    (1) 要求用单片机产生输出20-50kHz的方波,输出电压幅度峰峰值为3V;

    (2) 单片机产生的方波频率可由”+”,”-“按键设定;

    (3) 单片机设定的方波频率和波形发生器输出的正弦波频率可由LCD显示;

    (4) 其他创新功能。

    三、说明

    1. 可选用学校提供的电路板或自己设计制作PCB板;
    2. 除PCB板上提供的集成电路芯片外, 不允许再增加另外芯片;损坏一片集成电路芯片扣2分;更换PCB板扣5分;
    3. 仅允许使用单路+10V电源给波形发生器供电;

    4、为方便测试,波形发生器制作时请合理布局及预留测试端口。

    .其它注意事项

    1.比赛时间为 5月18日8:00 至5月19日17:00。

    2.竞赛期间,可使用各种图书资料和网络资源,但不得在学校指定竞赛场地外进行设计制作,不得以任何方式与他人交流,包括教师在内的非参赛队员必须迴避,对违纪参赛队取消评审资格。

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  • 信号发生器在电子实验中作为信号源,通常用得多的是正弦波、三角波、方波以及用作触发信号的脉冲波。本次制作的是能产生九种波形的信号发生器。
  • 1、设计思路(示例) 波形信号发生器,正弦波、三角波、方波、矩形波等这几种较为常见信号的发生装置。该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号...波形信号发生器,能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、...

    1、设计思路(示例)

    波形信号发生器正弦波、三角波、方波、矩形波等这几种较为常见信号的发生装置。该发生器通过将滞回电压比较器的输出信号通过RC电路反馈到输入端,即可组成矩形波信号发生器。然后经过积分电路产生三角波,三角波通过低通滤波电路来实现正弦波的输出。其优点是制作成本低,电路简单,使用方便,频率和幅值可调,具有实际的应用价值。

    波形信号发生器能产生某些特定的周期性时间函数波形(正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号,频率范围可从几个微Hz到几十兆Hz函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途

    运算放大器:简称“运放”,是具有很高放大倍数的电路单元。实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。它是一种带有特殊耦合电路及反馈的放大器。其输出信号可以是输入信号加、减或微分、积分等数学运算的结果。运放的种类繁多,广泛应用于电子行业当中

    积分电路(积分器):使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路。最简单的积分电路由一个电阻R和一个电容C构成。若时间常数RC足够大,外加电压时,电容C上的电压只能慢慢上升。在t<<RC的时间范围内,电容C两端电压很小,输入电压主要降落在电阻R上,充电电流i≈ui(t)/R,输出电压

    滤波电路:尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分,保留其直流成分,使输出电压纹波系数降低,波形变得比较平滑。

     

    2、设计方案

    1.由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路。

    2.然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号。

    把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统,就构成三角波发 生器和方波发生器。比较器输出的方波经积分器可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波-方波发生器。通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化范围很小的情况下使用。

    2.1 方波-三角波发生电路原理

    该电路由滞回比较器和积分器组成,如下图所示:

    电路由集成运放与R1、R2及一个滞回比较器和一个充放电回路组成。稳压管和 R3 的作用是钳位,将滞回比较器的输出电压限制在稳压管的稳定电压值。滞回比较器的输出只有两种可能状态:高电平或低电平。滞回比较器的两种不同的输出电平使RC电路进行充电或放电,于是电容上的电压将升高或降低,而电容上的电压又作为滞回比较器的输入电压,控制其输出端状态发生跳变,从而使 RC 电路由充电过程变为放电过程或相反。如此循环往复,周而复始,最后在滞回比较器的输出端即可得到一个高低电平周期性交替的矩形波即方波 。

    滞回比较器输出的方波经积分器可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波,便构成了方波-三角波发生器。

    2.2 滤波电路的选择

    滤波电路分为有源滤波与无源滤波,也可分RC滤波电路、LC滤波电路等。

    2.2.1 RC滤波与LC滤波

    1, RC滤波器相对于LC滤波器来说,更容易小型化或者集成,LC相对体积就大多了;

    2, RC用在低频电路中,LC滤波器应用的频率范围为1kHz~1.5GHz.一般用在高频电路中,由于受限于其中电感的Q值,频率响应的截至区不够陡峭。

    3, RC滤波中的电阻要消耗一部分直流电压,R不能取得很大,用在电流小要求不高的电路中。RC体积小,成本低,滤波效果不如LC电路;LC滤波主要优点是高频环境下滤波效果好,缺点是体积大、笨重、成本高。用在要求高的电源电路中。

    2.2.2 无源滤波与有源滤波

    无源滤波电路:若滤波电路仅由无源元件(电阻、电容、电感)组成。由于电阻以及电感的阻抗存在,功耗在同等情况下还是比有源滤波器要高一些,而且电路的延迟要要大一些。如图3.2.3-1,为简单的RC无源滤波器。

    有源滤波电路:若滤波电路不仅由无源元件,还由有源元件(双极型管、单极型管、集成运放)组成。集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高,输出电阻小,构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。有源滤波器的功耗相对而言会小很多,而且在通带内不会有衰减,而通过设定滤波器的Q值,可以改变放大倍数。如下图,为简单的一阶RC有源滤波器:

    RC滤波器一般常与运算放大器组合使用,构成有源滤波器,多作为低频信号的滤波。

    2.2.3 滤波阶数的选择

    滤波级数越多效果也好,但是带来的是损耗和成本越高,所以不建议超过3级;

    综合以上所述并权衡各个因素,鉴于本设计只需要将高于某频率的谐波滤去,因而选择低通滤波电路,在多次仿真实验之后,决定选择三阶RC压控电压源有源低通滤波器,且电阻的值应尽量减小,以减少直流电压的损耗。采用三阶低通滤波的正弦波发生电路图,如下图:

    2.3 主要元件的选择

    ①选择集成运算放大器:

    其一,方波前后沿与用作开关的器件 U1A 的转换速率 SR 有关,因此当输出方波的重复频率较高时,集成运算放大器 A1 应选用高速运算放大器。集成运算放大器 U2B 的选择:积分运算电路的积分误差除了与积分电容的质量有关外,主要是集成放大器参数非理想所致。

    其二,为减小积分误差,应选用输入失调参数小、开环增益高、输入电阻高,开环带较宽的运算放大器。反相比例运算放大器要求放大不失真。因而选择信噪比低,转换速率 SR 高的运算放大器。经过芯片资料的查询,TL082 双运算放大转换速率 SR=14V/us。符合各项指标要求。

    ②选择稳压二极管稳压二极管Dz的作用是限制和确定方波的幅度,因此要根据设计所要求的方波幅度来选稳压管电压Dz。为输出对称的方波,通常应选用高精度的双向稳压管。

    ③电阻为 1/4W的金属薄膜电阻,电位器为精密电位器。 ④电容为普通瓷片电容与电解电容。

     

    2.4 电路设计及仿真

    波形发生器电路设计总电路图:

    2.4.1 方波-三角波实现电路

    2.4.2 正弦波发生电路

    2.4.3 占空比可调电路

     

     

    3、打板测试

    在做好以上准备后就可以画PCD以及打板了(如果觉得麻烦也可以使用洞洞板直接连接元器件)。利用以上方案做出来的波形发生器,经过试验能够正确显示需要的波形。

     

    4、元件清单

    名称

    型号

    数量

    作用

    变压器

    12Vx2

    1

    降压

    三端可调正稳压器

    LM317

    1

    可编程的电源输出

    二极管

    IN4007

    6

    保护电路/稳压

    电阻/RES

    R1/500Ω

    2

    调节电流电压

    电位器

    POT-LOG/5kΩ

    1

    调节电阻

     

    电容

    CAP/75nf

    1

     

    充放电/滤波

    CAP ELCE/2.2mf

    1

    CAP ELCE/100uf

    1

    CAP ELCE/2.2uf

    1

     

     

     

     

     

     

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  • 基于STM32的多种波形发生

    千次阅读 2019-05-20 15:53:35
    一、任务 设计并制作一个如下图所示,基于STM32F103单片机、74...(1) 要求单路+10V供电, 使用电源管理芯片,产生-10V、5V、3.3V等多路电压,能给多种波形发生器供电; (2) 使用74LS74触发器,产生输出频率10-20kHz可...

    一、任务
    设计并制作一个如下图所示,基于STM32F103单片机、74LS74D触发器、LM324运放等芯片组成能产生方波、三角波、正弦波等多种波形的最小电子系统,并能完成频率设定和显示。

    二、设计制作要求
    1、基本要求
    (1) 要求单路+10V供电, 使用电源管理芯片,产生-10V、5V、3.3V等多路电压,能给多种波形发生器供电;
    (2) 使用74LS74触发器,产生输出频率10-20kHz可调,输出电压幅度峰峰值为3V的方波,此时触发器输入信号由信号发生器产生;
    (3) 使用74LS74触发器,产生输出频率5-10kHz可调, 输出电压幅度峰峰值为3V的三角波;如何稳幅?
    (4) 产生输出频率10-30kHz可调, 输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波;正弦波产生?
    要求以上输出波形无明显失真,频率和输出电压误差小于5%,每级负载电阻均为1KΩ。
    2、发挥部分
    (1) 要求用单片机产生输出20-50kHz的方波,输出电压幅度峰峰值为3V;
    (2) 单片机产生的方波频率可由”+”,”-“按键设定;
    (3) 单片机设定的方波频率和波形发生器输出的正弦波频率可由LCD显示;
    (4) 其他创新功能。
    在这里插入图片描述
    首先理一下思路,电源由开关电源产生-10v,5v和3.3v由基准电源芯片产生。
    其次是STM32产生输出20-50kHz的方波,电阻分压得到3V的电压
    经过74LS74D触发器二分频率得到产生输出频率10-20kHz可调,输出电压幅度峰峰值为3V的方波
    再次二分频再用米勒积分电路产生使用74LS74触发器,产生输出频率5-10kHz可调, 输出电压幅度峰峰值为3V的三角波,幅值的稳定统一使用分压的方法,三角波出现了交越失真,通过提供偏置,将三角波抬高,同时上一级负载用1K滑动变阻器,其中间输出方波也有利于抬升三角波,运放电源加滤波电容可以提升波形质量。
    正弦波采用无源滤波加后级放大的方式,由于正弦波是三角波滤波后产生通过提高三角波频率范围使用低通滤波器,三角波在后面衰减严重,所以采用两级RC滤波分别放大避免后级放大不足和前级放大截止的现象,但是实际制作时发现截止频率设为30K时30K的波抖动严重而10K的波形很完美,所以采用两级滤波设置时提高截止频率第一级滤波器截止频率设为30KHz第二级设为60KHz
    创新为占空比可调
    最后完成题目所有指标
    仿真和实物如下图:

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    制作过程不小心把STM32给烧了,要抹点锡才能取下来最后感觉助焊剂真的很好用!

    展开全文
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多种波形产生电路设计