基于常規(guī)芯片設(shè)計(jì)的波形合成電路

作者：時(shí)間：2010-12-22 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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3 電路設(shè)計(jì)
3．1 分頻電路的設(shè)計(jì)
首先由6 MHz的方波晶振通過(guò)74LS390的二分頻得到3 MHz，十分頻得到600 kHz；再將600 kHz的頻率二分頻得到300 kHz。再利用74LS161的異步清零功能實(shí)現(xiàn)對(duì)300 kHz進(jìn)行三分頻。經(jīng)此三分頻，信號(hào)從Q1輸出為100 kHz的頻率方波。再將這100 kHz頻率的方波信號(hào)送入到74LS39 0的分頻電路50 kHz、10 kHz的頻率了。用74LS390分頻可以直接得出二分頻、五分頻和十分頻的信號(hào)，電路簡(jiǎn)單。
3．2 濾波電路的設(shè)計(jì)
濾波電路就是將輸入的方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)頻率的正弦波信號(hào)。本系統(tǒng)采用TI公司的TLC04芯片。
TLC04具有最大平坦度、截止邊帶單調(diào)下降的巴特沃斯四階開(kāi)關(guān)電容濾波器。其截止頻率可隨時(shí)鐘編程。截止頻率的穩(wěn)定性依賴(lài)于時(shí)鐘的穩(wěn)定性，時(shí)鐘截止頻率比為50：1，該濾波器可外接TTL或CMOS時(shí)鐘，也可自產(chǎn)生時(shí)鐘。
根據(jù)時(shí)鐘截止頻率比為50：1這一特性，為輸出50 kHz的正弦波，可以在TLC04的時(shí)鐘增加上大于2．5MHz的信號(hào)；

由于本系統(tǒng)在前面實(shí)現(xiàn)了分頻，因此它所需要的時(shí)鐘頻率可以由前面分頻出來(lái)的3 MHz的時(shí)鐘頻率提供。
同理，輸出30 kHz的正弦波，可以在TLC04的時(shí)鐘端加上1．5 MHz的信號(hào)；輸出1O kHz的正弦波，理論上在TLC04的時(shí)鐘端加上500 kHz的信號(hào)，本設(shè)計(jì)中采用600 kHz的時(shí)鐘頻率。
信號(hào)經(jīng)過(guò)C3電容由8腳輸入，TLC04的時(shí)鐘輸入2腳接分頻出來(lái)的3 MHz、600 kHz和30 kHz。輸出正弦波從5腳引出。如圖2所示。

3．3 放大電路的設(shè)計(jì)
放大電路采用的是TL082構(gòu)成的運(yùn)算放大電路。通過(guò)調(diào)節(jié)它的反饋電阻改變其放大倍數(shù)。其作用就是將濾波出來(lái)的正弦波的幅值放大到6 V、2 V和1．2 V。
3．4 移相電路的設(shè)計(jì)
圖3為移相電路示意圖。

由正切三角函數(shù)半角公式可得：

通過(guò)調(diào)節(jié)電位器W，即可以改變正弦波的相位。
3．5 合成電路的設(shè)計(jì)
合成電路就是以1O kHz的正弦波作為基波，30 kHz和50 kHz的正弦波作為三次諧波和五次諧波，將它們合成一個(gè)近似的方波。除此以外，本設(shè)計(jì)也將產(chǎn)生的10 kHz、30 kHz等各個(gè)正弦信號(hào)，合成了一個(gè)近似的三角波形。如圖4所示，當(dāng)只有K1閉合時(shí)，將產(chǎn)生的10 kHz和30 kHz正弦波信號(hào)，作為基波和三次諧波，合成一個(gè)近似方波，波形幅度為5 V；當(dāng)K1和K2同時(shí)閉合時(shí)，將產(chǎn)生的10 kHz、30 kHz和50 kHz正弦波信號(hào)，作為基波、三次諧波和五次諧波，合成一個(gè)近似方波；當(dāng)只有K3閉合時(shí)，將產(chǎn)生的10 kHz和30 kHz正弦波信號(hào)，作為基波和三次諧波，合成一個(gè)近似三角波；當(dāng)K3和K4同時(shí)閉合時(shí)，將產(chǎn)生的10 kHz、30 kHz和50 kHz正弦波信號(hào)，作為基波、三次諧波和五次諧波，合成一個(gè)近似三角波。