课设低频正弦信号发生器

《课设低频正弦信号发生器》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、《电子技术》课程设计报告题目课设低频正弦信号发生器学院（部）班级学生姓名学号6月4日至6月13日共2周指导教师（签字）低频正弦信号发生器摘要低频正弦发生器是一种比较常见的信号发生器，他能产生频率，幅值可调的低频正弦波，在生活，科研，教育等领域得到广泛的应用。有数字电路构成的低频正弦波发生器，多有一些芯片构成。其低频信号性能比模拟信号好得多，并且体积小，方便，谐波较少。频率和振幅相对比较稳定，本文借助555定时器产生方波，在借助滤波电路，产生频率可调切输出稳定的正弦波。在产生稳定可调的正弦波后，本组借助A/D转换，用一些芯片

2、，将正弦波信号的幅值通过数码管显示出来，完成幅显功能。并且用一种数字电路中常用的十进制计数器芯片74LS160正弦波的频率通过数码管显示出来，完成频显功能。关键词低频正弦波滤波放大频率AD转换显示技术要求1.（小4号楷体）信号频率范围20HZ～20kHZ；2.输出信号电压幅度5；3.输出信号频率数字显示；4.输出电压幅度数字显示。一、系统综述（内容用小4号字宋体）正弦信号发生器又称正弦信号振荡器，可以有好几种方法来实现，下面介绍几种切实可行的方案：方案一：采用传统的直接频率合成法直接合成。利用混频器，倍频器，分频器和带通滤

3、波器完成对频率的算术运算。但由于采用大量的倍频，分频，混频和滤波环节，导致直接频率合成器的结构复杂，体积庞大，成本高，而且容易产生过多的杂散分量，难以达到较高的频谱纯度。方案二：用函数产生芯片直接产生所需信号。采用MAX038函数产生芯片，通过设置管脚参数的输入，可设计组成产生幅频精度很高且易于调整的波形信号，该波失真度很小，而且可实现的频率范围很大，在电路参数要求苛刻的工作场所能够得到较好的应用，用该芯片设计组成的信号产生电路集成度高，而且简单，容易控制。但是在Multisim中，没有MAX038芯片，所以，我们也不准备

4、采用此方案。方案三：采用RC选频率网络构成的振荡电路产生所需正弦波。RC振荡电路适用于低频振荡，结构简单,经济方便，一般用于产生1Hz~1MHz的低频信号。但RC振荡电路只能产生近似的正弦波，相比较而言，可靠性较差，误差较大，所以我们也不准备采用此方案。方案四：在数字电子技术中，我们学习了用555定时器产生方波的原理，基于熟悉的知识，我们决定用555定时器先产生频率可调的方波，再利用模拟电子技术中所学的滤波电路搭建一个多阶滤波电路（我们采用的是三阶可调滤波电路），利用方波产生的频率可调的正弦波。再利用数字电子技术所学的十进

5、制计数器74LS160和数码显示器DCD-HEX来完成频率的显示。由滤波电路产生的正弦波信号，经过一个放大电路放大后，形成幅值在-5v---+5v可调的正弦波信号，最后再利用我们没有学过的A/D转换装置，经过数码显示装置，完成幅值显示功能。对我们来说，以上方案虽然都是理论可行，但是有的方案要求对我们来说太高，操作太过复杂，特别是有的关于单片机的使用，超出了我们的能力范围，只能放弃，而有的的精确度又不够，达不到我们的要求，所以综上所述，我们采用了方案四。原理方框图如下：反向比例器二阶RC滤波电路555多谐振荡器方波正弦波DC

6、D-HEX频率显示74LS175D74LS160N构成的计数器555振荡器构成的时基电路DCD-HEX电压显示74LS160D与74LS161D构成的进制转换器ADC芯片进行转换采样控制电路图1方案四原理图二、单元电路设计（内容用小4号字宋体）1、正弦波的产生（小4号字宋体）关于正弦波的产生我们分为了大概两个模块，第一个是由555构成的多谐振荡器产生占空比为50%的频率可调的方波，即方波的产生模块;第二个是由方波经过二阶RC滤波电路，产生一个频率相同的正弦波，在经过反向比例器，最终形成一个幅值频率可调的正弦波。（1）方波产

7、生模块本次电路是以555为核心构成的电路，由数字电子技术我们知道，由555定时器我们可以构成单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器，在这里我们就以555构成的多谐振荡器产生的方波为基础，来形成我们需要的正弦波。方波产生电路图如下所示：图2方波产生电路图因为产生信号要求方波占空比为50%，于是我们设计了如上电路，可知电路充电时间T1与T2必须相等，我们便加上了二极管D1与D2，使得当电路充电时，R2被短路，则有：由计算可得：T1=0.7R1C1T2=0.7R2C1可知，当R1=R2时，则T1=T2；又有要求频率输出为20HZ

8、—20KHZ：f=1/T=1/(T1+T2)=1/0.7(R1+R2)C1设定C1=1uf，则可得R1=R2=35.7Ω—35.7KΩ由于本课设要求产生的是频率可调的波形，而且有以上可知R1=R2，则我们选取的R1与R2为总阻值为36KΩ的滑动变阻器，且需要R1与R2同时变动，便可满足要求。但是因为我们