正弦波与方波的相互转换(10页).doc
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1、-物理与电子工程学院课题设计报告课题名称:正弦函数发生器设计 组 别:20组 组 长:2011级 杨会 组 员:2011级 胡原彬 组 员:2011级 廖秋伟 2013年7月10日目录一设计要求3二总体设计3三设计方案3用运算放大器产生1000HZ的正弦信号3 将正弦波转换为方波3将方波转换为正弦波4还原波形4四设计步骤及参数的确定4用运算放大器产生1000HZ的正弦信号4正弦波转换为方波4方波转换为正弦波5还原波形5整体电路原理图6五实验仿真结果6正弦波产生且换为方波再换为正弦波的波形6用放大器放大振幅还原后的波形7六电路板的制作7画图7元器件清单8实物焊接8七电路的调试8电路连接8波形测量
2、8数据的记录8八总结9设计过程中遇到的问题9心得体会10正弦函数发生器一设计要求1. 用运算放大器产生一个1000HZ的正弦波信号。2. 将此正弦波转换为方波。3. 再将此方波转换为正弦波。4. 限用一片LM324和电阻、电容。二总体设计总体设计大体上可分为四个模块:1. 用振荡电路产生1000HZ的正弦波信号;2. 用一个过零比较器把正弦波变为方波;3. 用RC滤波电路从方波中滤出正弦波;4. 检测波形用放大器还原振幅。振荡电路产生正弦波转换为方波转换为正弦波放大还原正弦波过零比较器滤波电路同向放大器三设计方案用运算放大器产生1000HZ的正弦信号用RC和一个运放组成文氏电桥振荡电路,调节R
3、C选频电路来产生1000HZ的正弦波。 将正弦波转换为方波用一个运放接成过零比较器就可以把正弦波转换为方波。但会存在少许误差。将方波转换为正弦波用电阻和电容组成RC滤波电路,选择合适的数据参数就能实现把方波变为正弦波。还原波形用一个同相放大器把波形的幅度放大还原。四设计步骤及参数的确定用运算放大器产生1000HZ的正弦信号用电阻、电容、二极管和一个运放组成文氏电桥振荡电路,电路图如下。参数选择中最重要的是R6和C2的值选择,因为它们是选频电路。f=1/2RC 。f=1000HZ,所以可以确定RC的值。正弦波转换为方波用一个运放接成过零比较器如下图,通向端接信号输入,反向端接地。只要输入信号电压
4、大于或小于零,信号就发生跳变,可以把正弦波转换为方波。方波转换为正弦波用电阻和电容接成RC滤波电路。在R2和C3过后的节点处波形是三角波,最后输出是正弦波。还原波形1.在RC滤波电路输出的正弦波,幅度变小了约9倍的样子,用一个同向放大器放大它的幅度。2.因为同向放大器的放大倍数为:A=1+R12/R11 。所以确定R11=8k欧姆,R12=1k欧姆。整体电路原理图五实验仿真结果正弦波产生且换为方波再换为正弦波的波形注:红色为震荡产生的正弦波,蓝色为正弦波转换成的方波,白色为方波转换成的正弦波。振荡电路产生的正弦波:振幅:9.8V , 频率:1000HZ 。由方波转换的正弦波:振幅:1.1V 频
5、率1000HZ。用放大器放大振幅还原后的波形 放大还原后的正弦波:幅度:9.8V;频率:1000HZ。六电路板的制作画图 在DXP软件中画出上面已近仿真成功的原理图,选择封装,转换成PCB模式。整理PCB版面上的元件布局,尽量避免导线的交叉。元器件清单元器件名称型号参数(欧姆)数量(个)电阻5.1K12.7K11K210K2电容15nF233nF21uF1电位器10K320K1二极管1N40012芯片LM324N1实物焊接按照上面的布局排列实物电路板,依据PCB板的线路分布焊接电路。注意焊接时不要短路和外接电源、接地的接口的焊接,并把要测试的信号用导线引到排针上方便测试。七电路的调试 电路连接
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