通信用多种时钟信号的产生

74LS04是一个数字控制开关芯片简单来说里面就是几个电子开关电路由外部 信号控制内部开关状态， 在电路中起反相的作用，两个74LS04级联起缓冲 的作用。最后与74LS74双D触发器级联，用74LS74的Q与D端连接，形成二 分频电路，输出频2.048MHZ，占空比为50%的方波二分频信号。
模块1产生的波形
1.3研究现状和发展趋势
时钟信号产生电路在通信方面的应用非常广泛，通常用作各种脉冲和数 字系统电路的信号源电路。通常产生稳定性高的电路通常为非正弦波发生电 路，通常非正弦波电路有矩形波发生电路，三角波发生电路，锯齿波发生电 路等。 测量仪器从宏观上来说分为两类，即激励与检测。激励仪器主要是各类 信号发生器，早在1980年以前，信号发生器全部属于模拟方式，借助电阻电 容，电感电容，谐振腔，同轴线作为振荡回路，产生正弦或其他波形，频率 的变动由机械可变元件，如电容器或谐振腔完成。往往调节范围受到限制， 因而分为音频，高频，超高频，射频，和微波等信号发生器。随着无线电应 用领域的扩展，针对广播，电视，雷达，通信等的专用信号发生器亦得到发 展。1980年以后，随着数字电路的发展，信号发生器不再采用机械驱动而采 用数字电路完成。从一个频率基准由数字合成电路产生可变频率信号。调制 方式更加复杂，至正交调制到宽频数字调制。 数字合成技术使信号发生器变为非常轻便，覆盖频率范围宽，输出动态范围 大，容易编程，适用性强的激励源。过去测量1GHZ以上的射频信号，需几个 信号发生器的组合，以及几种测量顺序，还要动手操作，而现在，一台机器 足以完成全部程控操作，当然激励源只是测量过程中的一个组成部分，另外 还需要检测被测元件响应特性的仪器。为此，在射频和微波频段的激励和检 测仪器往往构成一体化系统，
系统中伪随机码发生器的电原理图中三个触发器U105A、U105B、 U 1 0 6 A( 7 4LS7 4 ) 构成 三级 移 位寄 存器 ， 模二 加法 器 由异 或门 U027A:74LS86构成。为防止全零状态出现，将三级D触发器的Q端 分别连到与非门U105:A(74LS10)的三个输入端，与非门的输出端 连到D触发器U105:B(74LS74)的第四端（该端为置“1”端）。这 样，一旦出现三级D触发器的输出端为全零状态时，与非门的输出 端立即输出低电平，使D触发器的Q端输出置“1”，电路回复正常 工作，即电路不可能处于Q2Q1Q0=000的状态，从而保证了状态转 移图在7个非“0”状态下循环。
VCC
C2
C
Hale Waihona Puke C VD1RL2 60 VD2 9012 103 1.2K W10 1 6800 P
CD4 040
683 C102
683 3 C103 2
U004 DA 1 10K R106 TL08 4 10K R107 U004 CB 5 7 6 TL08 4 R109 R108 27K 47K W10 2 104 E101
伪随机序列状态变化图
伪随机序列仿真波形
1
2
3
4
5
6
VCC
U101 AA 1 74LS04 R101 1K D C101 103 R102 1K U101 AB 4 74LS04 3 2
1
R1 U101 AA 6 150 R2 C1 Q 5 74ls7 4 10UF VD1 VT1
CD
Q
3 2 J101 4.096 MHZ
1.2 课题研究的目的和意义
信号产生电路的作用是产生具有一定频率和幅度的时钟信号，是很 多重要电路实现的前提，因此信号的技术参量就显得尤为重要，因此 信号发生电路是非常重要的，所以要特别注意信号的稳定性。 对通信用多种时钟信号的产生这个课题研究的目的是因为时钟产生 电路的应用十分广泛，通常用作各种脉冲和数字系统电路的信号源电 路。数字合成技术使信号发生器变为非常轻便，覆盖频率范围宽，输 出动态范围大，容易编程，适用性强的激励源。过去测量1GHZ以上的 射频信号，需几个信号发生器的组合，以及几种测量顺序，还要动手 操作，而现在，一台机器足以完成全部程控操作，当然激励源只是测 量过程中的一个组成部分，另外还需要检测被测元件响应特性的仪器。 为此，在射频和微波频段的激励和检测仪器往往构成一体化系统。 因此研究这个课题有着非常深远的意义，时钟产生电路在数字电 路方面的应用非常广泛。一个好的信号产生电路将会为以后的数字电 路的发展起着很好的推进作用，也会让我们更好的接触到新技术的革 新。
模块二产生波形
3.3 正弦波产生电路
让2KHZ和1KHZ 的时钟信号通过开关K102(3PIN)送到由二阶高通 滤波器和四输入运算放大器U004D(TL084)处和由二阶低通滤波器和 四输入运算放大器U004C处滤波。通过滤波的方法产生正弦波信号。
模块3产生波形图
用时钟2KHZ产生7位周期的伪随机序列
1.4 设计要求
(1) 产生4.096MHZ,2.048MHZ频率稳定的时钟信号,要求输 出电流0.5A。 (2) 要求输出1.024MHZ,512KHZ,256KHZ,128KHZ,64KHZ， 32KHZ,16KHZ,8KHZ,4KHZ,2KHZ,1KHZ频率大小的时钟信号， 并要求输出电流0.2A. (3) 要求采用滤波法产生1KHZ,2KHZ的正弦波信号，要求输 出电流0.1A。 (4) 用时钟2KHZ产生7位周期的伪随机序列
VCC
R6
+12
-12V
4
100K R110 9013 BG1 01
B
11
10UF R111 47K R112 E102 80
R103 10K 47K R105
B
6800 P C105 27K R104
10UF
+5V VCC
U108 AA 12 74LS10
13 2 1
10
4
SD
SD
D
Q
D
Q
D
SD
2 3
U105 AA 5
12 11
U105 BB 9
4
2 3
Q
U106 AA 5
CLK
CLK
CLK
CD
CD
Q
6 74LS74
Q
8 74LS74
CD
Q
6 74LS74
1
A 3
U107 AA 2 Title 1 74LS86 Size B Date : File: 1 2 3 4 5 17-Ju n-2012 D:\M y Docum ents\My Design2. ddb Shee t of Draw n By : 6 Num ber Revision
实际中，根据用途和性能要求，信号发生器的结构可能有不同组 合，例如模拟和数字电路，见解和直接合成，DSP和内部PC，简单和 复杂调制等等。用户选择信号发生器主要根据仪器是否可以有合适的 测量参数。 在未来数年里，时钟信号产生电路将以先进的数字合成法直接合 成DSP，直接在基准频率的准确相位控制中获得合成频率输出，随着 频率控制输入的增长，输出合成频率亦增加，相位累加器的宽度增加 时，输出频率的准确度增加，频率变换取决于累加器和模数转换器的 开关时间，显然比模拟电路速度快很多。因此，数字电路的应用将为 信号发生电路的发展起很大作用。
第2章 系统框图
本设计采用内时钟信号源晶振产生稳定度较高的固定频率 4.096MHZ的方波信号，从而产生生各种不同要求的时钟信号。 对应于要求1的电路要求，设计框图如下：
1.024MHZ,512KHZ,256KHZ,128KHZ,64KHZ,32KHZ,16KHZ, 8KHZ,4KHZ,2KHZ,1KHZ频率大小的时钟信号，并要求输 出电流0.2A.
13
1
A
Thank you !
CLK D
SD
VCC
1.2K
D
4
24 RL VD2 VT2
1.5K R3 10UF 10 11 CLK RST Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q12 9 7 6 5 3 2 4 13 12 14 15 1 1024 KHZ 512K HZ 256K HZ 128K HZ 64KH Z 32KH Z 16KH Z 8KH Z 4KH Z 2KH Z 1KH Z 1.2K R4 150 R5 9013 12V -12V
要求采用滤波法产生1KHZ,2KHZ的正弦波信号， 要求输出电流0.1A。
用时钟2KHZ产生7位周期的伪随机序列
3.1 4.096MHZ时钟信号的产生电路
电路由倒相器U214:A、B（74LS04）二分频器U211:B（74LS74）等 电路组成。电路加电工作后，在测试点TP210处可侧出4096KHz方波 信号，分别作为收、发电路的突收、突发工作时钟信号 .采用输出 固定频率4.096MHZ的石英晶体谐振器J101，得到4.096MHZ的方波信号，
4096KHZ
2048KHZ
3.2 10次二分频电路
CD4040是12位二进制串行计数器，所有计数器位为主从触发器。计数 器在时钟下降 沿进行计数，CR为高电平时，对计数器进行清零。由于在 时钟输入端使用斯密特触发器，对脉冲上升和下降时间无限制。所有输入 和输出均经过缓冲。CD4040可以用在分频电路中，CD4040有12个分频输出 端,分别为Q1~Q12，最大分频系数为4096.
通信用多种时钟信号的产生
08级电子信息工程01
李敏
第1章 绪论
1.1 课题背景 时钟信号是其它各级电路的重要组成部分，在 通信电路及其它电路中，若没有时钟信号，则电 路基本工作条件将的不到满足而无法工作。信号 产生电路的作用是产生具有一定频率和幅度的信 号，所产生的信号有正弦波，矩形波，锯齿波， 三角波等等，信号产生电路是通信电路中应用非 常广泛的电路，因此此课题具有很大的发展研究 空间。