《信号处理电路的研究与设计-毕设论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《信号处理电路的研究与设计-毕设论文（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、南京师范大学中北学院毕 业 设 计（论 文）（ 2013 届）题 目： 信号处理电路的研究与设计 专 业： 电子信息工程 姓 名： 学 号： 指导教师： 职 称： 教授 填写日期： 2013-05-20 南京师范大学中北学院教务处 制摘 要目前，信号产生与处理电路应用非常广泛。例如，在测量、遥控、通信、自动控制、和超声波电焊等加工设备之中，都有正弦波振荡器的应用；在工程应用中，例如在实验用的低频及高频信号产生电路中，往往要求正弦波震荡电路的震荡频率有一定的稳定度，有时要求震荡频率十分稳定，如通讯系统中的射频振荡电路、数字系统的时钟产生电路等。非正弦波在一些电子系统中有着日益广泛的应用，如数字系
2、统需要的特殊信号，如方波三角波都可以通过非正弦波产生电路来得到。此外，在电信装备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。基于TL082CD，本设计介绍了正弦波信号的产生，以及基于555定时器构成的多谐振荡电路的探究与设计。同时也介绍了信号处理的相关内容，其中包括信号的叠加和二阶有源滤波放大电路的探究与设计。使用Multisim电路仿真软件对其进行仿真，用来验证电路理论设计的正确性和可行性。关键词：正弦波信号产生 方波信号产生 信号叠加 二阶有源滤波放大 Abstract Currently, the signal gen
3、eration and processing circuit is widely used. For example, in the measurement, remote control, communication, automatic control, and ultrasonic welding and other processing equipment into, has a sine wave oscillator is applied; in engineering applications, for example in the experiment with the low
4、 and high frequency signal generating circuit, it is often sine-wave oscillation frequency of the oscillator circuit has a certain degree of stability, sometimes requires the oscillation frequency is very stable, as the radio communication system oscillation circuit, a digital system clock generatin
5、g circuit. Non-sinusoidal in some electronic systems has become increasingly wide range of applications, such as digital systems require a special signal, such as a square wave triangle wave are available through the non-sinusoidal wave generating circuit to get. In addition, various types of teleco
6、mmunications equipment and control systems, the filter wide range of applications; filter will directly determine the merits of products, so the research and production of the filter has always been valued by all countries. Based TL082CD, this design introduces the sine wave signal generation, and o
7、n the 555 timer consisting of multivibrator circuit inquiry and design. Also introduced the signal processing, including the signal superposition and second-order active filter amplifier circuit of inquiry and design. Its use Multisim circuit simulation software simulation, circuit theory is used to
8、 verify the correctness and feasibility of the design.Key words: Sine wave signal generator Square wave signal generation Signal superimposed Second-order active filter amplifier 目 录 第一章 绪论41.1 课题的意义和应用背景41.2 本课题的研究内容4第二章 信号处理电路的系统方案52.1系统方案介绍52.2系统框图5第三章 信号产生电路的分析及设计63.1正弦波产生电路的分析及设计63.1.1正弦波振荡电路原理
9、63.1.2设计方案及比较63.1.3正弦波产生电路的实现方案63.2方波产生电路的分析及设计93.2.1 555定时器的电路结构和逻辑功能93.2.2方波产生电路的实现方案10第四章 信号处理114.1 求和电路114.2 滤波放大电路的设计与分析124.2.1 方案选择124.2.2二阶RC有源带通滤波器的设计134.2.3 二阶RC有源带通滤波器的性能参数及器件参数的选取14第五章 结果分析15结束语15致谢16参考文献16附录16附录一 信号处理的电路原理图17附录二 信号处理的PCB电路图18第一章 绪论1.1 课题的意义和应用背景 在现代电子学中信号产生与处理应用于各个领域，其中信
10、号产生可以分为正弦波振荡电路与非正弦波振荡电路，正弦波振荡电路在通信广播电视系统中应用广泛，常常用作载波。非正弦波在数字系统中得到日益广泛的应用，如方波、三角波等。在电子电路设计中常常需要对产生的不同波形和频率的信号进行处理，例如滤除信号中的噪声干扰或将信号进行合成以及将信号变换成容易处理、传输分析与识别的形式等，以便提取出有用信号。1.2 本课题的研究内容设计制作能产生两个不同频率（记为f1，f2），不同波形信号的电路，将这两个信号合成得到另一个信号，将其通过滤波电路，使得频率为f1的信号能够通过，而频率为f2的信号不能够通过，还原出频率为f1的信号并将其放大。第二章 信号处理电路的系统方案
11、 2.1系统方案介绍整个电路由两大部分电路组成，第一部分为信号产生，产生一个频率为2kHz正弦波和10Hz的方波。第二部分为信号处理，将产生的正弦波和方波叠加，并设计滤波电路，滤除叠加波中的方波而输出正弦波。2.2系统框图系统框图如图2-1所示。通过框图，可以清晰的看出系统的各个模块的功能。 正弦波产生电路 求和叠加电路 二阶有源滤波放大电路 方波产生电路 图2-1 系统框图 第三章 信号产生电路的分析及设计3.1正弦波产生电路的分析及设计3.1.1正弦波振荡电路原理正弦波振荡电路是一个没有输入信号，依靠自激振荡产生正弦波输出信号的电路。正弦波振荡电路也称为正弦波振荡器，其实质是放大器引正反馈
12、的结果。正弦波振荡电路一般由放大电路、选频网络、正反馈电路、稳幅环节四部分组成。选频网络通常不是独立存在，有时和正反馈网络合二为一，有时和放大电路合二为一。其基本原理如下：在直流电源闭合的瞬间，频率丰富的干扰信号串入振荡电路的输入端，经过放大后出现在电路的输出端，但是由于幅值很小而频率又杂，不是所要求的信号。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。3.1.2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
13、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
14、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。3.1.3正弦波产生电路的实现方案 图3-1 RC文氏桥式振荡电路原理图如图3-1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0.01uF,R3和R4构成反馈网络，R4阻值取2k,R5、D1、D2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
