2010年TI杯方波三角波合成实验报告.doc

全国大学生电子设计竞赛 2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题 信号波形合成实验电路（C题） 一、任务二、要求 1基本要求 信号经分频与滤波处理，同时产生频率为10kHz和30kHz的正弦波信号，这两种信号应具有确定的相位关系2．发挥部分 ②移相电路通过参考模电课本，知可以用全通滤波器实现移相，以保证进入求和电路的三路正弦信号是同相的。然而通过单片机产生的方波分别经过低通滤波器虑得的正弦波在实际中的相位差不大，我们决定使用0~180度的移相电路而不需要使用0~360度的移相电路。 ③为保证移相电路与求和电路阻抗匹配，在其之间加了一级电压跟随器。 ④因题目要求所合成方波为正的0~5V，而反向放大及移相后为负的正弦波，故决定采用反向求和电路对三路正弦波求和。又因前级的三角波进入时均带有1.65V直流偏置，经反向放大后直流偏置也进行了反向放大，即当输出为0~-6V,0~-2V,0~-1.2V的正弦波信号时，直流偏置也变为了其输出幅值的一半，即-3V,-1V,-0.6V，那么反向放大输出端直流偏置为-4.6V，经反向求和电路（增益为1）后，直流偏置也反向为4.6V，交流为V的方波，则实际方波理论峰值为4.6V+2.5V=7.1V。但题目要求方波为0~5V,故需增设2.1V的负偏置。 总电路图： 4、ADC采样及液晶显示 仿真结果 1、反向放大 2、移相电路 3、求和电路 六、实测结果 1、三路正弦信号合成方波： 2、三路正弦信号合成三角波： 实验中遇到的问题 1）调第一块合波成方的电路板时， 1、刚开始出来的波形全是噪声，输入是好的，经过一个电阻后就全是噪声，于是想在输入级加一个滤波电容，滤去噪声，但无用。经调节第一级滑变，输出噪声包络发生变化，于是想看看是否能移相，又调节了后级的移相电路的滑变，前级的输出会改变并且噪声就消失了。发现调节后级可对前级造成影响，可好可坏。 2、接上电源后，电源输出电流过大，芯片不一会就发烫，后来发现，若将后级移相电路滑动变阻器由10k换成100k，电流由原来的0.037左右稳定在0.006A左右，芯片不再发热。仍能说明后级会影响前级。 3、前级放大器输出为0，有两个原因，一是放大倍数太小，二是与前级阻抗不匹配。发现是前者，调节滑变即有了第一级的输出。 4、跟随器中使用了10k电阻时，产生了噪声，换0值电阻后变好。 2）调第二块合成三角波的电路板时， 1、短路报警，短路时看电源输出电压，-VCC为0V,后来发现-VCC与地间接的滤波电容下面短路了，还有一个运放的-VCC没供电，而VCC却供电了，使得-VCC=0，VCC=5。 2、前级放大出来是方波，调节滑变波形不变，用万用表在滑变端一段一段测试电阻值，发现是因为反馈段断路了，使得运放工作在电压比较器的非线性状态，输出为方波。 3、第一级有输出后，调节移相电路电位器发现输出但不移相，万用表测了电路电位器之间电阻，然而扭滑变阻值不变，故换了电位器，成功！ 经验：万用表电阻档测电路中是否有断路，测各芯片是否供电正常，测滑变是否是好的。