1.求正弦波振荡电路毕业论文(主要是讲RC正弦波振荡电路)
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正弦振荡电路 在电子工程中,常常用到正弦信号,作为信号的源的振荡电路,主要的要求是频率准确度高、频率稳定性好、波形失真小和振幅稳定度高等,但对高频能源的振荡电路有以下几种: (1)LC振荡电路:它适用于几十千赫至几百兆赫的频率范围(高频率和超高频) (2)RC振荡电路:适用于声频和超声频范围(从几赫至1赫) (3)晶体振荡电路:用于生产频率稳定度较高的振荡电路,频率低于3千赫时常用音叉振荡电路代替,而频率高于几十兆赫时常用泛音晶体振荡电路,随着集成化技术的发展,已有多种晶体振荡器的集成电路,如国产的ZWB-1和ZWB-2型等。 相位和振幅平衡条件: 反馈式的振荡电路主要是由基本放大器和反馈网络组成,如图91所示,因此,振荡电路实际上是一个闭环的正反馈电路,其闭环增益为: Kf=Uf/Ui=KF= 要使电路产生振荡,则必须反馈电压Uf和输入电压Ui同相,所以本位平衡条件为 Φk+Φf=2nπ------------------------------------式一 (n=0,1,2,。
.. 而且,要求|Uf|≥|Ui|,所以振幅平衡条件为: KF≥1-----------------------------------------式二 如果满足了这两个平衡条件,则电路产生振荡,由于振荡器的晶体管工作在非线性区域,所以包含了丰富的谐波成分,而只有某一频率才能满足上述的两个平衡条件,从而产生了单一频率的正弦振荡。
图1 图2 一、变压器反馈式振荡电路 图2(a)为变压器反馈振荡电路,其正反馈过程是:若输入Ui为上正下负,对于振荡频率,回路谐振的并联阻抗为电阻性,所以输出电压Uo与Ui反相,即Uo为上负下正,由于同名端决定了Uf为上正下负,Uf正好与Ui同相,只要晶体管的β足够大和变压器的匝数比合适,电路一定能够振荡,还可以证明电路的起振条件和振荡频率分别为: β≥rbeRC/M------------------------式3 f≈1/2π-----------------------式4 式中:rbe为基极与射极度之间的交流等效电阻,R为次级折算到初级的等效电阻,M为互感系数。 二、三点式振荡电路 1、三点式电路相位条件的判别法 图3(a)为三点式振荡器的交流等效电路,从相平衡条件可以推论出:凡与晶体管发射极相接的电抗Xbe、Xce应性质相同,而不与发射极连接的另一电抗元件,Xcb的性质应与前两者相反。
可以从相量图来检查上述结论的正确性,设Xbe、Xce为容性,Xcb为感性;因振荡时回路谐振于振荡频率,回路呈电阻性:所以Uo、Ui反相及Ic、IL反相;又因Xbe、Xce为容性,故IC比UO超前90度。因Xcb为感性,所以Uf比IL滞后90度,其相量图如图3(b)示,从图可见,Uf与Ui同相,上述结果得到证明。
图3 图4 2、电容三点振荡电路(考毕兹电路) 图4(a)为三点振荡电路及其交流等效电路,从图4(b)看出,与发射极相接为电容,集电极与基极之间接电感,服从于共射三点振荡电路对电抗性的要求,故能振荡,该电路的起振条件和振荡频率为: β≥C2/C1----------------------------------式5 f≈-(1)/ --------------------------式6 一般反馈系数F=C1/C2取0.5-0.01之间,由于该电路的输入端接电容,而容抗又随频率增加而减小,所以输入电压中的高次谐波分量将明显地受到抑制,使输出波形良好,该电路的缺点是:用调节电容来改变频率时,会使反馈系数改变,所以通常用改进型的电容三点振荡电路。
2.求波形发生器设计的毕业论文
基于EPP工作模式下的任意波形发生器的设计 摘要:本文介绍一种基于微机打印口EPP工作模式下的任意波形发生器。
它采用复杂可编程逻辑件、高速D/A转换和可编程平滑滤波等技术设计完成,具有软件设置信号频率、波形和输出电平的功能,操作简单,使用方便,有较强的实用价值。 关键词:任意波形发生器;EPP工作模式;平滑滤波器1 引言 任意波形发生器(Arbitrary Waveform Generator,AWG)是随着众多领域对于复杂的、可由用户定义的测试波形的需要而形成和发展起来的,它的主要特点是可以产生任何一种特殊波形,输出信号的频率、电平以及平滑低通滤波的截至频率也可以作到程序设置,因此在机械性能分析、雷达和导航、自动测试系统等方面得到广泛的应用。
而对AWG的控制、数据传输、输出信号的频率和电平设置都可以通过微机打印口在EPP(增强并行接口)工作模式下设计完成。这样不仅具有设计简单,占用微机资源较少的优点,而且操作简单,使用方便,易于硬件升级。
2 总体框图及设计原理 所设计的AWG可以产生多种任意波形模拟信号,包括正弦波、方波、三角波、梯形波、抛物线波、SINC波和伪随机信号等。信号的产生采用直接数字合成的设计思想,所不同的是DDS产生的信号是固化在 ROM中的正弦波,通过波形查询表和数模转换器产生不同频率的正弦波,而AWG中存储波形的存储器是可以随机写入的,这样才可以真正产生任意波形。
此外,AWG的工作方式可以分为连续方式和突发方式。连续工作方式是指存储在存储器中的数据在时钟的作用下连续不断的送给数模转换器,以获得周期的模拟信号;突发工作方式则是在特定的触发条件下,信号只输出一次。
触发条件包括软件内部触发和外部触发,外部触发又包括外部触发信号的上升沿、下降沿、正电平和负电平触发等。AWG的总体设计框图如图1所示。
AWG的设计可以分为两部分:EPP接口电路和波形产生电路。EPP接口电路是软件控制程序和波形产生电路的数据传输通道。
它采用ALTERA公司的复杂可编程逻辑器件EPM7128设计完成,负责并口和波形存储器之间的缓冲隔离、总线收发控制和地址产生。波形产生电路主要任务是在EPP接口电路控制下产生任意波形信号。
来自并口的波形数据通过EPP写操作顺序写入波形存储器。波形数据存储完后,由软件决定采用何种触发条件和工作方式,进而产生相应的控制信号。
时钟产生电路产生频率可控的时钟信号,作为波形存储器、地址发生器以及数模转换器的时钟。在控制信号的控制下,地址发生器产生地址,读出和地址相对应的波形点数据送高速数模转换器产生模拟信号,最后对该模拟信号进行平滑滤波后输出符合用户需要的波形。
3 主要硬件电路设计 3.1 EPP接口电路 计算机并行口的工作方式可设置为SPP、EPP和 ECP三种工作方式。EPP是一种与 SPP兼容且能完成双向数据传输的外围接口模式。
EPP最高传输速率可以达到2MBPS,并可双向工作,接近于PC机ISA总线的数据传输率。它提供四种数据传输周期:数据写周期、数据读周期、地址写周期及地址读周期,数据读写和地址读写在微机中所占用的地址不同。
数据读写产生 DATASTB信号,地址读写产生 ADDRSTB信号。例如,数据写的工作过程为(1)WRITE信号保持低电平,若WAIT信号为低,数据选通信号DATASTB有效(低电平)。
(2)等待WAIT信号变高,变高后数据线上数据生效。(3)DATASTB信号由低变高。
(4)等待 WAIT信号由高变低,WAIT的上升沿释放数据线,结束读周期。本文阐述的EPP任意波形发生器要用到数据写和地址写两个操作周期,其时序如图2所示。
EPP接口电路的设计由复杂可编程逻辑器件(CPLD)设计完成,负责AWG的逻辑控制和数据分配。由图1可以看出所设计的AWG可以输出两路模拟信号,因此来自并口的波形数据应当分别写入两个波形存储器中,完成数据分配。
具体实现上是在CPLD为两个波形存储器分配不同的地址,首先由地址写操作决定后续的数据写入哪个地址端口,随后顺序将波形数据写入指定的波形存储器。此外,整个电路的控制命令、输出波形电平设置以及平滑滤波器的截至频率设置也是由软件通过并口完成的,因此在CPLD中也应为其分配地址端口。
CPLD内部数据分配电路设计如图3所示。 并口数据端口的数据究竟是控制命令还是某个波形存储器的数据由其地址决定。
图3描述了地址产生的方法,从而完成了数据分配,具体工作过程如下:首先,地址选通信号(ADDRSTB)和数据选通信号(DATASTB)与写信号(WRN)相或,产生写地址选通信号(ADDRSTB_WRN)和写数据选通信号(DATASTB_WRN),从而区分读地址周期和读数据周期的操作;然后,发出地址写操作,决定后续数据发往哪个地址;最后是数据写操作。从图3可以看出控制命令端口地址为0,而波形存储器A和波形存储器B的端口地址分别是1和2,波形电平设置端口地址为3和4,而平滑滤波器设置端口为5和6。
3.2 高速D/A转换电路 高速D/A转换电路不仅负责将波形存储器中的数据转换为模拟信号,还负责输出信号的电平设置,。
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