图7 加法电路
3.1.7 峰值检波电路
峰值检波电路就是要对信号的峰值进行采集并保持。设计的峰值检波电路由运放构成的电压跟随器和二极管电容构成,当输入信号为正半周时,二极管导通对电容充电,一直充电到峰值;当输入电压为负半周时,D2二极管截止,D1二极管与运放构成电压跟随,电容不放电,保持电压(峰值电压),这样电容两端电压一直处于峰值。
图8 峰值检波电路
3.2 程序设计
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图9 程序流程图
4 测试方案与测试结果
4.1 测试方案
测试仪器:示波器,型号:DXO-X2002A
TL084芯片?12V供电,其他芯片均为+5V供电。用示波器测试所要求的各信号端点即可。
4.2 测试数据 TTL波频率 频率=300KHz 分频10KHz 频率=10KHz 分频30KHz 频率=30KHz 分频50KHz 频率=50KHz 10KHz滤波 幅度=1.09Vpp 频率=10KHz 30KHz滤波 幅度=1.47Vpp 频率= 30KHz 50KHz滤波 幅度=1.22Vpp 频率=50KHz 30KHz相位调整 -180~ +180可调 50KHz相位调整 -180~ +180可调 10KHz正弦波幅度= 6Vpp 误差=0% 30KHz正弦波幅度= 2.01Vpp 误差=0.5% 50KHz正弦波幅度= 1.2Vpp 误差=0% 合成方波 合成方波幅度= 6Vpp 频率=10KHz 对称 占空比=50% 起伏电压1:起伏电压2:起伏电压3= 1:1:1 下降时间= 7.5us 上升时间=7.5us 10KHz正弦波幅度= 6Vpp 误差=0% 30KHz正弦波幅度= 667mVpp 误差=1.95% 合成三角波 50KHz正弦波幅度= 237mVpp 误差=1.25% 合成三角波幅度=6.9Vpp 频率=10KHz 占空比=50% 4.3 测试结果分析
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图10 合成方波
图11 合成三角波
最终合成的方波和三角波如图10、图11所示。总体效果较好,但合成方波的起伏电压之比达不到理想的2:1:2。这是由于幅度和相位调节的不够准确造成的,有待于进一步改进。
5 结束语
本设计是基于三个正弦波合成方波与三角波等非正弦周期信号的电路。采用6M晶振分频产生300KHz的方波,后以74LS161分频实现形成10KHz、30kHz、50kHz的方波信号,经滤波后得到正弦基波分量。经调幅移相加法电路后最终得到合成的方波和三角波。利用二极管峰值包络检波电路获得正弦信号的幅度,用单片机对正弦信号进行采样,完成液晶实时显示测量信号幅度值的功能。最终合成的方波和三角波效果较优。在系统设计的过程中,我们遇到了一些问题,通过小组成员间的交流最终得以解决。在这个过程中,我们深刻地体会到共同协作和团队精神的重要性,并且也提高了自己发现问题、解决问题的能力。
参考文献
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