《信号处理实验与设计》课程结题报告-音频信号源设计--MSP430硬件设计.docVIP

《信号处理实验与设计》 课程结题报告 题 目： 音频1 项目计划 3 1.1 方案可行性分析 3 1.1.1 音频信号源 3 1.1.2 MSP430硬件设计 3 1.2 项目执行计划 3 1.2.1 工作任务过程 3 2 项目说明 4 2.1 音频信号源理 4 2.1.1 文氏桥振荡 4 2.1.2 放大模块 5 2.2 项目执行计划 8 2.2.1 模拟开关选择模块 8 2.2.2 电源模块 8 3 调试说明 10 3.1 材料清单 10 3.2 调试方法及步骤 10 3.3 验收标准 11 4 参考文献 11 5 附录 11 5.1 原理图 11 5.2 PCB及装配图 11 项目计划 方案可行性分析 音频信号源 信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。 本设计中采用文氏桥式振荡电路,它由一个同相比例放大电路和RC选频网络所组成.由于放大电路的输出电压与输出电压同相,而RC选频网络对信号相移为零,且输出电压最大,故对信号能满足振荡的相位条件.只要放大倍数等于3即可满足振幅条件. MSP430硬件设计 随着社会的发展，电子仪表的普及，原先大体积、高功耗功能单一的仪表已经逐步向手持低功耗多用途仪表发展，而TI就是低功耗芯片设计制造的佼佼者，该产品就是一款基于TI的MSP430单片机集低功耗、低成本、高精度、多功能、超便携于一身的新型数字仪表。它不仅集成了一般的数字万用表的基本功能，还具有简单的图形显示功能，能够对较低频率的波形进行时时测量及波形显示功能，方便工程师在实际中的使用，市场前景十分乐观 项目执行计划 工作任务过程 第一阶段：文氏桥部分 2011.11.30 ~ 2011.12.4 首先分析题目“音频信号源”，大概确定主题分析方向。通过图书馆和互联网查询资料确定基本方案。 2011.12.5 ~ 2011.12.9 进行方案的市场分析和方案的可行性分析。 2011.12.9 ~ 2011.12.14 进行音频2011.12.14~2011.12.18 进行音频2011.11.30 ~ 2011.12.4 首先分析题目“MSP430硬件设计”，大概确定主题分析方向。通过图书馆和互联网查询资料确定基本方案。 2011.12.20 ~ 2011.12.21 进行方案的市场分析和方案的可行性分析。 2011.12.21 ~ 2011.12.23 进行MSP430硬件原理图的设计，期间进行仿真和实验得出确切方案。然后通过protel99se进行原理图和PCB的绘制。 2011.12.23~2011.12.24 进行MSP430硬件原理图的设计的项目报告的的编写。 项目说明 音频信号源理 文氏桥振荡 如图Z0820所示。它由两级共射电路构成的同相放大器和RC串并联反馈网络组成。由于φA= 0，这就要求RC串并联反馈网络对某一频率的相移φF＝2nπ，才能满足振荡的相位平衡条件。下面分析RC串并联网络的选频特性，再介绍其它有关元件的作用。??图Z0820中RC串并联网络在低、高频时的等效电路如图Z0821所示。这是因为在频率比较低的情况下，（1/ωC）R，而频率较高的情况下，则（1/ωC）R，前者等效于一节超前型移相电路，后者等效于一节滞后型移相电路。显然频率从低到高连续变化，相移从+90°到-90°连续变化，其中必存在一个中间频率f0，使RC串并联网络的相移为零。于是满足相位平衡条件。对此，可进一步作定量分析，由图Z0821（a）得：为调节频率方便，通常取R1 = R2 = R，C1 = C2 = C可见，RC串并联反馈网络的反馈系数是频率的函数。由式GS0821可画出的幅频和相频特性?? 图2-1-1 RC振荡电路 一般两级阻容耦合放大器的电压增益Au远大于3，如果利用晶体管的非线性兼作稳幅环节，放大器件的工作范围将超出线性区，使振荡波形产生严重失真。为了改善振荡波形，实用电路中常引进负反馈作稳幅环节。图Z0820中电阻Rf 和Re引入电压串联深度负反馈。这不仅使波形改善、稳定性提高，还使电路的输入电阻增加和输出电阻减小，同时减小了放大电路对选频网络的影响，增强了振荡电路的负载能力。通常Rf 用负温度系数的热敏电阻（Rt）代替，能自动稳定增益。假如某原因使振荡输出Uo增大，Rf上的电流增大而温度升高，阻值Rf 减小，使负反馈增强，放大器的增益下降，从而起到稳幅的作用。??从图Z0820可以看出，RC串并联网络和Rf、Re，正好组成四臂电桥，放大电路输入端和输出端分别接到电桥的两对角线上，因此称为文氏电桥振荡器。 图2