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2019年全國大學生電子設計大賽綜合測評

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本帖最后由 苦撐a 于 2021-2-28 09:53 編輯

一、方案設計


二、詳細電路


1、產生方波Uo1




多諧振蕩器的振蕩周期為:
T=1.4RC
故振蕩頻率
f=1/1.4RC
取電容C=0.1uF,要求產生19kHz-21kHz的方波,可計算得電阻R=340歐姆-375歐姆,選擇500歐姆量程的電位器即可。
注:Multisim中電容需要設置0時刻的初始條件,不然就屬于理想器件,沒辦法自激振蕩,這個算是這個軟件中的潛規則。

2、產生正弦波Uo3

因為題目中只提供了單電源+5V,且要處理的信號為高頻信號,無需考慮直流分量,所以這里將輸出信號進行了隔直和偏置處理以使得運放正常工作。

3、產生占空比可調窄脈沖Uo2
根據題目中給出的整體原理框圖,本級需要產生一個與Uo1同頻的窄脈沖信號,即要求可以調整方波的占空比至非常小。而題目中未給出二極管非線性器件,此時可以由方波Uo1積分產生一個三角波,然后使用模擬比較器將該三角波與一個直流電平進行比較輸出,則可以生成一個占空比可調的窄脈沖信號。


使用一個LM324搭建有源積分電路生成與Uo1同頻的三角波。使用到了一個運算放大器作LM324為模擬比較器使用。使用R18和R20分壓產生一個直流電平,通過改變該直流電平的電壓可以改變輸出的窄脈沖占空比。
比較器輸出端的U7A和U8A為兩個級聯的與非門,相當于一個緩沖器。該緩沖器的作用是使輸出的窄脈沖信號的上升沿和下降沿更陡峭,起整形作用。
4、產生與正弦正交的余弦波Uo4
根據題目中給出的整體原理框圖,本級需要產生一個相對Uo3正弦信號有90°相移的余弦信號。而有源積分和微分電路均可以完成90°的相移,根據題意,本級使用LM324運放搭建了有源積分電路將Uo3正弦波信號轉換為余弦信號。



C4為隔直電容,僅容許交流信號(正弦信號)傳入積分器的輸入端。R9C5為積分器的主要元件。R12R22C11為電路提供一個直流偏置時運放在單電源供電的條件下正常工作。






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