基于脉冲信号(方波)的正弦信号产生电路的设计

基于脉冲信号（方波）的正弦信号产生电路的设计（方波的正弦信号产生电路方案进行电路设计。该电路可产生脉冲信号（方波）频率（9kHz）奇数倍的固定频率的正弦信号Ⅰ、Ⅲ（9kHz27kHzMultisim11.0仿真。本文对正弦信号产生电路的设计有一定的参考价值。【关键词】脉冲信号（方波）;正弦信号;带通滤波器BasedonPulseSignal（SquareofSineSignalGeneratingPhysicsandElectronicScienceCollegeofChuxiongNormalUniversityLIShun-jiangLIJia-wangsignaliswidelyusedincircuittestandcontrolarevarietyofcircuitdesigncanproducesinesignal.Inthispaper，basedonpulsesignal（squarewave）designofsinesignalgeneratingcircuit.ThecircuitcangeneratepulsesignalwithafixedfrequencyfundamentalwaveⅠ9kHzthreeharmonicII27kHzsomehoandsignalqualityisbetter.Thetestshowedthat：thefrequencyandamplitudeofsinusoidalsignalsandpulsesignalsofFourierexpansionresultsarebasicallyconsistentwith.ItadoptedMultisim11.0simulationinthedesignprocess.Inthispaper，thesinesignalcircuitdesignhasacertainreferencevalue.Keywords：Thepulsesignal（square）;Sinesignal;Bandpassfilter引言正弦信号广泛应用于电路系统测试与控制中，有多种电路设计方案可产生正弦信号。本文基于脉冲信号（方波）的正弦信号产生电路方案进行电路设计，对正弦信号产生电路的设计有一定的参考价值。电路的设计思想1.1所示。图1.1脉冲信号的波形根据脉冲信号的傅里叶级数展开表达式：展开式中是脉冲信号的峰-峰值，，第一项是脉冲信号的直流分量;第二项是脉冲信号的基波，其频率或周期与脉冲信号相同正弦信号（正弦波）;第三项是脉冲信33倍的正弦信号（正弦波。电路工作原理基于脉冲信号（方波）的正弦信号产生电路原理框图如图1.2NE5559kHz的脉冲信号（方波）分别送到由LM3249kHz（方波）中滤波出正弦信号Ⅰ（基波：9kHz）和Ⅲ（3次谐波，其频率是脉冲信3倍的正弦信号（正弦波。基于上述原理：可从频率为9kHz的脉信中通过带通滤波器滤波获取固定频率的正弦信号Ⅰ、Ⅲ（9kHz，三次谐27kHzLM324构成中心频率的带通滤波器通过一次滤波，发现滤出图1.2电路原理框图主要电路模块介绍NE555构成的脉冲信号产生电路NE5552.1NE555R1、D2、R3、R4C2R3R4D1R2进行放电，充放电支路中元器件的取值决定了该电路的频率和占空比，取R1=R2，是R4在中间位置使其50%，R3可改变其频率。若先调整占空比再50%9kHz的脉冲信号（波。获取出正弦波的滤波电路LM324f01=9kHz2.2LM324f02=27kHz2.3所示。f，中心频率（f）ABw（fH-fLQ：选定电容C的值，依据以下公式可确定带通滤波器电阻参数。2.22.33.电路特性仿真与测试带通滤波器特性的仿真电路采用Multisim11.0进行了仿真。输入带通滤波器的脉冲信号频率为9.03kHz时，从中心频率为的带通滤波器输出端获得的仿真波形图如图3.1（a）所示;从中心频率为的两级带通滤波器输出端获得的仿真波形图如图3.1（b）所示。从形图可看出，电路仿真输出的正弦信号Ⅰ、Ⅲ波形质量较好。3.1所示。（f=9.03kH，峰VOPP=1031mV。表3.1电路产生的正弦信号Ⅰ、Ⅲ的傅里叶级数展开与仿真结果情况电路特性的测试NE555定时器构成的多谐振荡电路使其输出峰-1V，频率为9.03kHz50%的脉冲信号送到带通滤波器的输入端，中心频率为的带通滤波器输入、输出端观察到的波形如图3.2（a）所示;中心频率为的两级带通（UT2202C200MHz;电路输出端带600Ω纯电阻负载可看出，电路产生的正弦信号Ⅰ、Ⅲ波形质量较好。3.2所示。（f=9.03kH，峰VOPP=1031mV。表3.2电路产生的正弦信号Ⅰ、Ⅲ的傅里叶级数展开与实测结果情况图4电路实物图3.2级数展开式中得到的正弦信号频率和峰-峰值均有一些差异，但频率差异较小，4.结论基于脉冲信号（方波）产生正弦信号Ⅰ、Ⅲ（27kHz）是可行的，且产生的正弦信号波形质量较好。的正弦信号频率和峰-峰值基本一致，频率差异较小，幅值差异稍大，该设计证明了脉冲信号（方波）傅里叶级数展开式的正确性。设计中采用了Multisim11.0计有一定的参考价值。参考文献康华光.（模拟部分[M].200（1：3-5.郑君里.信号与系统（第三版）[M].张卫刚.[M].274-283..（译者）.拟集成电路的电路设计[M].西安：交通大学出版社，2009，2.[5]（美国）ArthurB电子滤波器设计出版