(完整版)信号处理电路的研究与设计毕业设计

南京师范大学中北学院毕业设计（论文）（2013届）题目：信号处理电路的研究与设计专业：电子信息工程姓名：学号：指导教师：职称：教授南京师范大学中北学院教务处制摘要目前，信号产生与处理电路应用非常广泛。

例如，在测量、遥控、通信、自动控制、和超声波电焊等加工设备之中，都有正弦波振荡器的应用；在工程应用中，例如在实验用的低频及高频信号产生电路中，往往要求正弦波震荡电路的震荡频率有一定的稳定度，有时要求震荡频率十分稳定，如通讯系统中的射频振荡电路、数字系统的时钟产生电路等。

非正弦波在一些电子系统中有着日益广泛的应用，如数字系统需要的特殊信号，如方波﹑三角波都可以通过非正弦波产生电路来得到。

此外，在电信装备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。

基于TL082CD，本设计介绍了正弦波信号的产生，以及基于555定时器构成的多谐振荡电路的探究与设计。

同时也介绍了信号处理的相关内容，其中包括信号的叠加和二阶有源滤波放大电路的探究与设计。

使用Multisim电路仿真软件对其进行仿真，用来验证电路理论设计的正确性和可行性。

关键词：正弦波信号产生方波信号产生信号叠加二阶有源滤波放大AbstractCurrently, the signal generation and processing circuit is widely used. For example, in the measurement, remote control, communication, automatic control, and ultrasonic welding and other processing equipment into, engineering applications, for example in the experiment with the low and sine-wave oscillation frequency of the oscillator circuit degree of stability, sometimes requiresthe oscillation frequency is very stable, as the radio communication system oscillation circuit, a digital systemclock generating circuit. Non-sinusoidal in some electronicsystems -sinusoidal wave generating circuit to get. Inaddition, various types of telecommunications equipmentand control systems, the filter wide range of applications;filter will directly determine the merits of products, so theresearch and production of the filter valued by all countries.Based TL082CD, this design introduces the sinewave signal generation, and on the 555 timer consisting of multivibrator circuit inquiry and design. Also introducedthe signal processing, including the signal superpositionand second-order active filter amplifier circuit of inquiryand design. Its use Multisim circuit simulation software simulation, circuit theory is used to verify the correctnessand feasibility of the design.Key words: Sine wave signal generator Squarewave signal generation Signal superimposedSecond-order active filter amplifier目录第一章绪论.................................................1.1 课题的意义和应用背景 ..........................................1.2 本课题的研究内容 ..............................................第二章信号处理电路的系统方案 .............................2.1系统方案介绍...................................................2.2系统框图.......................................................第三章信号产生电路的分析及设计 .............................3.1正弦波产生电路的分析及设计.....................................3.1.1正弦波振荡电路原理.......................................3.1.2设计方案及比较...........................................3.1.3正弦波产生电路的实现方案.................................3.2方波产生电路的分析及设计.......................................3.2.1 555定时器的电路结构和逻辑功能...........................3.2.2方波产生电路的实现方案...................................第四章信号处理.............................................4.1 求和电路......................................................4.2 滤波放大电路的设计与分析 ......................................4.2.1 方案选择 ................................................4.2.2二阶RC有源带通滤波器的设计..............................4.2.3二阶RC有源带通滤波器的性能参数及器件参数的选取 ..........第五章结果分析............................................结束语......................................................致谢........................................................参考文献....................................................附录........................................................附录一信号处理的电路原理图 .......................................附录二信号处理的PCB电路图 .......................................第一章绪论1.1 课题的意义和应用背景在现代电子学中信号产生与处理应用于各个领域，其中信号产生可以分为正弦波振荡电路与非正弦波振荡电路，正弦波振荡电路在通信﹑广播﹑电视系统中应用广泛，常常用作载波。

非正弦波在数字系统中得到日益广泛的应用，如方波、三角波等。

在电子电路设计中常常需要对产生的不同波形和频率的信号进行处理，例如滤除信号中的噪声﹑干扰或将信号进行合成以及将信号变换成容易处理、传输﹑分析与识别的形式等，以便提取出有用信号。

1.2 本课题的研究内容设计制作能产生两个不同频率（记为f1，f2），不同波形信号的电路，将这两个信号合成得到另一个信号，将其通过滤波电路，使得频率为f1的信号能够通过，而频率为f2的信号不能够通过，还原出频率为f1的信号并将其放大。

第二章信号处理电路的系统方案2.1系统方案介绍整个电路由两大部分电路组成，第一部分为信号产生，产生一个频率为2kHz正弦波和10Hz的方波。

第二部分为信号处理，将产生的正弦波和方波叠加，并设计滤波电路，滤除叠加波中的方波而输出正弦波。

2.2系统框图系统框图如图2-1所示。

通过框图，可以清晰的看出系统的各个模块的功能。

图2-1 系统框图第三章信号产生电路的分析及设计3.1正弦波产生电路的分析及设计3.1.1正弦波振荡电路原理正弦波振荡电路是一个没有输入信号，依靠自激振荡产生正弦波输出信号的电路。

正弦波振荡电路也称为正弦波振荡器，其实质是放大器引正反馈的结果。

正弦波振荡电路一般由放大电路、选频网络、正反馈电路、稳幅环节四部分组成。

选频网络通常不是独立存在，有时和正反馈网络合二为一，有时和放大电路合二为一。

其基本原理如下：在直流电源闭合的瞬间，频率丰富的干扰信号串入振荡电路的输入端，经过放大后出现在电路的输出端，但是由于幅值很小而频率又杂，不是所要求的信号。

此信号再经过选频及正反馈网络把某一频率信号筛选出来（而其他信号被抑制），再送回放大电路的输入端，整个电路的回路增益应略大于1，这样不断循环放大，得到失真的输出信号，最后经稳幅环节可输出一个频率固定、幅值稳定的正弦波信号。

3.1.2设计方案及比较正弦波振荡电路的类型根据选频网络的组成元件可大致分为RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路、石英晶体正弦波振荡电路三种。

其中RC正弦波振荡电路一般用来产生1Hz到1MHz 范围内的低频信号，而LC和石英晶体正弦波振荡电路则一般用来产生1MHz以上的高频信号。

对于产生高频信号的LC正弦波振荡电路，主要有变压器耦合式LC振荡器和三点式LC振荡器两大类。