方波发生器和音调识别器的设计

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1、方波发生器和音调识别器的设计陈如通信0520562201【摘要】本设计是关于方波发生器和音调识别器的设计，以NE567音调解码器为基础器件，配上其它适当的零部件，在试验箱上进行电路的设计连接。本文详细介绍了LM567的内部结构、工作原理、性能指标和选择参数以及用其所设计的频率调制器（方波发生器）和音频信号识别器（音调控制开关）。【关键字】音调解码器，锁相环，工作频率，带宽。一、NE567音调解码器的构成及工作原理NE567的基本组成为锁相环、直角相位检波器（正交鉴相器）、放大器和一个输出晶体管。锁相环内包含一个电流控制振荡器（CC0）、一个鉴相

2、器和一个反馈滤波器。此器件是8脚DIP封装的567型产品。图1为该器件的封装引脚图，图2为内部框图。567电路的主要功能是:一旦输入信号的频率在它的检测范围内时就能够驱动负载工作。该电路具有频率范围宽、中心频率稳定性高，带宽控制极为简单、噪声抑制能力强，具有吸收能力为100µA的输出电流及对脉冲信号有强的抗干扰性等特点。1、NE567各引脚的功能1脚为输出滤波引脚。使用中此引脚与一个外部滤波电容相连。输出低通滤波器的作用是衰减在检测频带之外的频率以减小寄生输出。1脚所连电容用于设定输出低通滤波器的截止频率，如果这个电容太小，则位于检测频带范围以

3、外的频率随拍频将使输出不稳定，或在输出管导通时刻引起通断脉冲而使输出电平变化不明显。1脚所连电容之值一般取2脚所连电容值的2倍或更大一些。2脚为锁相环低通滤波引脚。使用中此脚与一个滤波电容相连。这个电容的作用是确定整个电路的通频带。3脚为输入信号馈入引脚。应用中一般此脚通过一电容与输入信号相连。4脚为电源电压加入引脚。使用中直接将直流供电电源引入此脚。5脚、6脚为定时R1、C1，这几个引脚所连的阻容元件之值决定567内部可控电流振荡器的振荡频率f0之大小，即f0=1.1/R1*C1。R1一般在2一20kΩ之间，当R1选定后即可据图所给的曲线直接

4、查得C1之值。7脚为该电路的公共接地端。8脚为电路的逻辑输出端。无信号输入或输入信号在电路的通频带之外时8脚输出为高电位。当3脚输入信号在电路的通频带之内时，8脚即输出低电位。2、567的五个输出567的五个输出端子，其中二个（引脚5和6）提供振荡器的输出波形，而第三个输出端子引脚8为567的主要输出口。其余的二个输出端为此解码器的引脚1和2。引脚2与锁相环的相位检波器输出端相接，在内部被静态偏置到3.8V。当567接收到带内输入信号时，此偏置电压随之改变，且在典型的0.95至1.05倍振荡器自由振荡频率范围内，偏置电压的变化与输入信号频率呈线

5、性关系。其斜率为每频偏百分之一有20mV（即20mV/%0ff0）。二、方波发生器和音调开关的设计1、用LM567设计的频率调制器（方波发生器）。图3所示为如何使LM567产生精密的方波输出。从引脚6处可以获得非线性锯齿波，但其用途有限，不过，在引脚5上可获得性能极佳的方波。此方波的峰到峰幅值等于电源电压减去1.4V。这种方波发生器和负载特性极佳，任何大于1KΩ的电阻性负载均不会影响电路的功能。另外，此方波发生器的输出也可以加至低阻抗负载，引脚8输出端的峰值电流高达100mA，但波形略差。电路参数为：电阻R1：0~20KΩ，电容C1：104（1

6、0×104）PF，电容C2：33µF，电容C3：4.7µF。利用振荡频率和电容计算公式：f0＝1.1×（R1×C1）电容C1已知，实验取方波频率为1KHZ计算得电阻R1=9KHZ。引脚2开始先悬空，待示波器测得引脚5输出为方波波形后，引脚2上加一控制电压（正弦压控信号），然后再观察输出波形。2、音频信号发生器（音调控制开关）图4所示为LM567用作音调开关时的基本接线图。它的基本工作状况有如一个低压电源开关，当其接收到一个位于所选定的窄频带内的输入音调时，开关就接通。电路参数如下：电阻R1：0~20KΩ，电容C1：104（10×104）PF，电

7、容C2：33µF，电容C3：4.7µF。实验取f0为1KHZ，Vi为带宽BW=1070*（Vi/f0*C2）½得BW为输入音调信号通过电容器C4交流耦合到引脚3，这里的输入阻抗约为20KΩ。插接在电源正电源端和引脚8之间的外接输出负载电阻RL与电源电压有关，电源电压的最大值为15V，引脚8可以吸收达100mA的负载电流。引脚7通常接地，面引脚4接正电源，但其电压值需最小为4.75V，最大为9V。如果注意节流，引脚8也可接到引脚4的正电源上。振荡器在引脚6上产生一个指数型锯齿波，而在引脚5上则产生一个方波。此音调开关的带宽则由C2及LM567内部

8、的一个3.9KΩ电阻共同确定。而此电路的输出开关延迟则由C3及集成电路内的一个电阻共同确定。三、在设计中应主意的事项1、带宽的确定　　当LM567被用