信号处理电路的研究与设计毕业论文(编辑修改稿)

信号处理电路的研究与设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

此信号再经过选频及正反馈网络把某一频率信号筛选出来（而其他信号被抑制），再送回放大电路的输入端，整个电路的回路增益应略大于 1，这样不断循环放大，得到失真的输出信号，最后经稳幅环节可输出一个频率固定、幅值稳定的正弦波信号。 设计方案及比较 正弦波振荡电路的类型根据选频网络的组成元件可大致分为 RC 正弦波振荡电路、 LC 正弦波振荡电路、石英晶体正弦波振荡电路三种。 其中 RC 正弦波振荡电路一般用来产生 1Hz 到 1MHz 范围内的低频信号，而 LC 和石英晶体正弦波振荡电路则一般用来产生 1MHz 以上的高频信号。 对于产生高频信号的 LC 正弦波振荡电路，主要有变压器耦合式 LC 振荡器和三点式 LC 振荡器两大类。 其中变压器耦合式 LC 振荡器又可分为共发射极 LC 振荡器和共基极 LC 振荡器；而三点式 LC 振荡器又可分为电感三点式 LC 振荡器和电容三点式 LC 振荡器。 而对于产生低频信号的 RC 正弦波振荡电路，主要有 RC文氏桥振荡电路和双 T 型 RC 振荡电路两类。 RC 正弦波振荡电路 没有 LC 正弦波振荡电路 那样尖锐的选择性，振荡波形没有 LC 振荡器那 样纯，但 RC 网络简单、便宜。 RC 振荡电路的振荡频率一般在 200KHz以下 ， LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可以产生高频振荡 (几百千赫以上 )。 由于高频运放价格较高，所以一般用分离元件组成放大电路。 根据本设计的设计要求，产生 2kHz 的正弦波，选用 RC 文氏桥式振荡电路便能达到设计要求。 正弦波产生电路的实现方案 第 7 页 图 31 RC 文氏桥式振荡电路原理图 如图 31 所示， RC 串并联构成选频网络，其中 R1 与 R2 阻值相等，均为 8k，C1 与 C2 容值相等，均为 ,R3 和 R4 构成反馈网络， R4 阻值取 2k,R DD2 构成稳幅电路， R4 阻值取 2k,调节 R3 可改变反馈系数，从而改变放大电路的电压增益满足振荡的幅度条件， 二极管 利用其稳压特性来 限制输出幅度，改善输出波形，避免失真。 由图所示 RC 串并联电路 令 其中 R2=R1=R , C2=C1=C 令 其中 , 2V 为运放正相端的电压， 1V 为运放的输出电压， 则得  21 2v ZZ ZF。 RCCR RC   j31 j 222 ）（ =)1(j31RCRC  (31) 1j 111 CRZ 2j122j122CRCRZ12v VVF 。 第 8 页 当上式分母中虚部系数为零时， RC 串并联网络的相角为零。 满足这个条件的频率可由式 (31)求出： RC10 或RC2 1f0  （ 32） 将（ 32）代入（ 31）中有 。 vF）（  00j31 （ 33） 由式（ 33）可知，当  0 RC1 或 RC2 1f0  （ 34） 幅频响应的幅值为最大，即 。 vF 31 而相频响应的相位角为零。 起振条件： |A F|≥ 1 ， A≥ 3，其中， A 为放大电路的增益， F 为反馈系数。 图 31 中两个二极管的作用是起稳定幅度的作用，利用二极管导通电阻的非线性可控制负反馈的强弱，从而控制放大器电压放大倍数以达到稳定幅度的目的。 当震荡刚建立时，振幅较小，流过二极管的电流也小，其正向电阻大，负反馈减弱，保证了起震时振幅增大；但当振幅过大时，其正向电阻变小，负反馈加深，保证了震幅的稳定。 也可以用其它的非线性元件来自动调节反馈的强度，以稳定震幅。 如：热敏电阻，场效应管等。 电路仿真结果如图 32 所示 图 32 正弦波输出 第 9 页 方波产生电路的分析及设计 多谐振荡方波发生器在各理工科实验中具有广泛的应用，同时在生活中的数字设备、家用电器、电子玩具等许多领域也有需求。 方波信号是一种应用极为广泛的信号，它在科学研究、工程教育及生产实践中的使用非常普遍。 它通常作为为标准信号，应用于电子电路的性能试验或参数测量。 另外，在许多测试仪中也需要用标准的方波信号检测一些物理量。 所以研究多谐振荡方波发生器具有非常重要的现 实意义。 本节设计是基于 555 定时器设计方波产生电路 555 定时器 的电路结构和逻辑功能 图 33 555 定时器的电路结构 由图可知 555 电路由电阻分压器、电压比较器、基本 RS 触发器、放电管和输出缓冲器 5 个部分组成。 它的各个引脚功能如下： 1 脚： GND(或 Vss)外接电源负端 VSS 或接地，一般情况下接地。 8 脚： VCC(或 VDD)外接电源 VCC，双极型时基电路 VCC 的范围是 ～ 16V，CMOS 型时基电路 VCC 的范围为 3～ 18V。 一般 情况下选 用 5V。 第 10 页 3 脚： OUT（或 Vo）输出端。 2 脚： TR 低触发端。 6 脚： TH 高触发端。 4 脚： R 是直。