信号波形合成实验电路-毕业设计 - 图文(4)

2019-09-01 14:12

信号波形合成实验电路

入端。74 LS194引脚图如3-5所示

图3-5 74LS194引脚图

3.3.2分频模块电路

在分频电路中,利用4位双向移位寄存器74LS194做了六分频和二分频电路,分频电路如图3-6及图3-7所示:

图3-6 六分频电路 图3-7 二分频电路

74LS194移位寄存器的控制输入端S1和S0是用来进行移位方向控制的,S0为高电平时,移位寄存器处于向左移位的工作状态,二进制数码在CP脉冲的控制下由高到低逐位移入寄存器,因此可以实现串行输入;在S1为低电平时,移位寄存器处于向右移位的工作状态,二进制数码在CP脉冲的控制下逐位移出寄存器(低位在前,高位在后)。 在串行输入、并行输出的转换中,若将四位二进制数码全部送入寄存器内(四位寄存器)。由于每个CP脉冲移位寄存器只移一位,四位二进制数码需要四个CP脉冲。但若四位二进制数码还含有其它检验码(如奇偶校验码),则总数码有几位就需要几个CP脉冲。

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3.4滤波模块

滤波电路是一种能使有用频率信号通过,同时抑制无用频率成分的电路。滤波电路种类很多,由集成运算放大器、电容和电阻可构成有源滤波器。由于有源滤波器不用电感,体积小,重量轻,谐振频率、增益和品质因数容易控制等而获得广泛应用。有源滤波电路有低通、高通、带通和带阻等型式。低通滤波电路指低频信号能通过而高频信号不能通过的电路,高通滤波电路则与低通滤波电路相反,带通滤波电路是指某一频段的信号能通过而该频率以外的信号不能通过的电路,带阻滤波电路与带通滤波电路作用相反。

3.4.1主要元件介绍

美国TI公司生产的巴特沃斯四阶开关电容低通滤波器TLC04作为滤波电路的主要组成部分,采用施密特触发器振荡器自定时的双电源供电。 1、TLC04的性能介绍

TLC04是TI公司推出的通频带内具有最大平坦度、截止边带单调下降的巴特沃斯四阶开关电容滤波器。该滤波器的截止频率可随时钟编程的改变而改变,截止频率稳定性依赖于时钟的稳定性,时钟截止频率比为50:1,该滤波器可外接TTL或CMOS时钟,也可自产生时钟。TLC04芯片功能图如图3-8所示:

图3-8 TLC04芯片功能图

芯片内部由时钟整形电路,时钟电平移位电路,无重叠时钟发生器及巴特沃斯四阶开关电容滤波器组成。 2、TLC04管脚介绍

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TLC04引脚图如图3-9所示:

图3-9 TLC04引脚图

脚1(CLKIN):CMOS电平输入端。当用于自产生时钟时,CLKIN与CLKR之间接电阻,CLKIN接电容到地,LS接VSS。

脚2(CLKR):TTL电平时钟输入端。TTL电平输入时将LS接VDD与VSS的中间电位,CLKIIN接VDD或VSS。

脚3(LS):电平移位选择端。

当采用CMOS电平时钟或自产生时钟,接VSS; 当采用TTL电平时钟时,接VDD与VSS的中间电位。 脚4(VSS):负电源端。

脚5(FILTER OUT):滤波器输出端。 脚6(AGNI):模拟地,接VDD的中间电位。 脚7(VDD):正电源。

脚8(FILTER IN):滤波器输入端。

TLC04外围电路结构简单、工作电源灵活、抑制纹波干扰能力强、滤波器性能稳定,可取代一般运算放大器构成的低通滤波器。

3.4.2滤波模块电路

fclock?11.69R9C3,截

滤波电路图如图3-10所示,滤波频率由R1、C1决定,电路止频率有一定调节范围。

图3-10 滤波电路图

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对于10KHz信号,截止频率取在10KHz-30KHz中间(如果截止频率选在10KHz,基波会存在-3dB的衰减),做到10KHz无衰减,完全滤除方波在30KHz上的3次谐波以及以后更高级的谐波,得到10KHz的正弦波。同理选择合适的截止频率,可获得30KHz和50KHz的正弦波。

3.5基本运算模块

1、放大电路及增益的介绍

放大电路的主要性能指标有放大倍数、输入电阻、输出电阻等。

放大倍数是衡量电路放大能力的指标,它有电压放大倍数、电流放大倍数和功率放大倍数等表示方法,其中电压放大倍数应用最多。

放大电路的输出电压与输入电压之比,称为电压放大倍数。 放大电路的输出电流与输出电流之比,称为电流放大倍数。 放大电路的输出功率与输入功率之比,称为功率放大倍数。

工程上常用分贝来表示放大倍数,称为增益,他们的定义分别为电压增益,电流增益和功率增益。

2、反馈简介

反馈是电子技术领域中的一个重要概念,它有正负之分。在放大电路的设计中,通常引入负反馈来改善放大器的性能,通过正反馈构成各种振荡器,产生各种波形信号。在许多实际的电子电路中均存在着某种类型的反馈,反馈的概念和理论在工程领域得到了日益广泛的应用。

放大电路引入负反馈的一般原则

(1)欲稳定某个量,则引入该量的负反馈 (2)根据对输入输出电阻的要求来选择反馈类型 (3)根据信号源和负载来确定反馈类型 3、跟随器

电压跟随器,顾名思义,就是输出电压与输入电压是相同的,就是说,电压跟随器的电压放大倍数恒小于且接近1。

电压跟随器的显著特点就是,输入阻抗高,而输出阻抗低,一般来说,输入阻抗要达到几兆欧姆是很容易做到的。输出阻抗低,通常可以到几欧姆,甚至更低。

在电路中,电压跟随器一般做缓冲级及隔离级。因为,电压放大器的输出阻抗一般比较高,通常在几千欧到几十千欧,如果后级的输入阻抗比较小,那么信号就会有

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相当的部分损耗在前级的输出电阻中。在这个时候,就需要电压跟随器来从中进行缓冲。起到承上启下的作用。应用电压跟随器的另外一个好处就是,提高了输入阻抗,这样,输入电容的容量可以大幅度减小,为应用高品质的电容提供了前提保证。

电压跟随器的另外一个作用就是隔离,在HI-FI电路中,关于负反馈的争议已经很久了,其实,如果真的没有负反馈的作用,相信绝大多数的放大电路是不能很好的工作的。但是由于引入了大环路负反馈电路,扬声器的反电动势就会通过反馈电路,与输入信号叠加。造成音质模糊,清晰度下降,所以,有一部分功放的末级采用了无大环路负反馈的电路,试图通过断开负反馈回路来消除大环路负反馈的带来的弊端。但是,由于放大器的末级的工作电流变化很大,其失真度很难保证

4、加法运算电路

加法是对多个信号进行求和。根据输出信号与求和信号反相还是同相分为反相加法运算和同相加法运算。

3.5.1主要元件介绍

1、OP07的功能介绍:

OP07芯片是一种低噪声,非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压(对于OP07A最大为25μV),所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。

2、OP07特点:

1) 低的输入噪声电压幅度0.35μVP-P(0.1Hz~10Hz) 2) 极低的输入失调电压10μV 3) 极低的输入失调电压温漂0.2μV/℃ 4) 具有长期的稳定性0.2μV/MO 5) 低的输入偏置电流±1nA 6) 高的共模抑制比126dB 7) 宽的共模输入电压范围±14V 8) 宽的电源电压范围±3V~±22V 9) 可替代725、108A、741、AD510等电路

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