标题: 2019年全国大学生电子设计大赛综合测评 [打印本页]

作者: 苦撑a    时间: 2021-2-28 09:49
标题: 2019年全国大学生电子设计大赛综合测评
本帖最后由 苦撑a 于 2021-2-28 09:53 编辑

一、方案设计


二、详细电路


1、产生方波Uo1




多谐振荡器的振荡周期为:
T=1.4RC
故振荡频率
f=1/1.4RC
取电容C=0.1uF,要求产生19kHz-21kHz的方波,可计算得电阻R=340欧姆-375欧姆,选择500欧姆量程的电位器即可。
注:Multisim中电容需要设置0时刻的初始条件,不然就属于理想器件,没办法自激振荡,这个算是这个软件中的潜规则。

2、产生正弦波Uo3

因为题目中只提供了单电源+5V,且要处理的信号为高频信号,无需考虑直流分量,所以这里将输出信号进行了隔直和偏置处理以使得运放正常工作。

3、产生占空比可调窄脉冲Uo2
根据题目中给出的整体原理框图,本级需要产生一个与Uo1同频的窄脉冲信号,即要求可以调整方波的占空比至非常小。而题目中未给出二极管非线性器件,此时可以由方波Uo1积分产生一个三角波,然后使用模拟比较器将该三角波与一个直流电平进行比较输出,则可以生成一个占空比可调的窄脉冲信号。


使用一个LM324搭建有源积分电路生成与Uo1同频的三角波。使用到了一个运算放大器作LM324为模拟比较器使用。使用R18和R20分压产生一个直流电平,通过改变该直流电平的电压可以改变输出的窄脉冲占空比。
比较器输出端的U7A和U8A为两个级联的与非门,相当于一个缓冲器。该缓冲器的作用是使输出的窄脉冲信号的上升沿和下降沿更陡峭,起整形作用。
4、产生与正弦正交的余弦波Uo4
根据题目中给出的整体原理框图,本级需要产生一个相对Uo3正弦信号有90°相移的余弦信号。而有源积分和微分电路均可以完成90°的相移,根据题意,本级使用LM324运放搭建了有源积分电路将Uo3正弦波信号转换为余弦信号。



C4为隔直电容,仅容许交流信号(正弦信号)传入积分器的输入端。R9C5为积分器的主要元件。R12R22C11为电路提供一个直流偏置时运放在单电源供电的条件下正常工作。











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