四川师范大学成都学院通信实验教研室

高频电路课程设计报告书

作品名称：音频信号发生器

 

1  系统结构框图

1.1  音频信号发生器设计方案

                        

图1.1—1  总体方案

1.2  方案论证及其工作原理简述

如果一个放大器的输入端没有外加的任何信号，而在它的输出端却有一个稳定的高频或低频正弦震荡波形，这就是自激震荡现象。这里介绍的音频信号发生器是一个正弦波自激振荡器。

图2所示是音频信号发生器电路。电路中由晶体管VT1组成一个反相放大器，它的输出电压与输入电压相位差为180度，这就使电路成为一个正反馈电路。简单的RC电路最大移相只能接近90度，而且此时信号输出的幅值已接近为0。所以需要三节RC移相电路来完成再移相180度这个任务。音频信号发射器就是根据这个原理做成的。

图中的放大器是晶体管VT1等结构的共发射极单管放大电路。电阻R5和R6是VT1的直流偏置电阻，R7是放大器的负载电阻，R8是发射极反馈电阻，使电路工作的更稳定。电容器C5是发射极旁路电容。振荡器的反馈电路由三节相位超前的RC电路组成，它们包括电阻R2 R4 R6和电容C1 C2 C3.。

本电路音频信号发射器的频率设置了两档，电阻RR是为了改变振荡器的振荡频率而设置的。当开关S2、S3断开时，音频信号发射器的输出频率为400Hz；当开关S2、S3闭合时，电阻R1和R3分别并联在电阻R2和R4上，使RC电路的时间常数减小，音频信号发射器的输出频率1000Hz。为了减小振荡器输出的负载对振荡器频率特性的影响，在电路中加了一级射极输出器，由晶体管VT2.电阻R9和电位器BP等组成。电容器C4 C6是耦合电容器。输出信号的大小由电位器来调节。

这台音频信号发射器的最大输出幅度将近3V，信号失真为5%。如果能用双联电位器代替电阻R1 R3，就可以实现输出频率的连续调节。

这台音频信号发射器的最大输出幅度将近3V，信号失真为5%。如果能用双联电位器代替电阻R1 R3，就可以实现输出频率的连续调节。

2    系统硬件原理图

2.1  音频信号发生器设计

图2  音频信号发生器原理图

2.2 音频信号发生器制作流程

2.2.1  选定符合理论与实际的音频信号发生器的方案，设计出电路图，准备好相应原件。

2.2.2  按照电路原理图将对应元器件焊接到多功能板的对应位置，注意避免虚焊。

2.2.3  将焊好后的实物加上工作电压，用示波器观察波形是否符合理论波形。

表2.2.3—1  元器件清单

 

2.3音频信号发生器输出波形

S3开S1关S2关  f=400.8HZ                   S3开S1关S2开 f=675.7HZ

S3开S1开S2关  f=684.1HZ                 S3开S1开S2开  f=1087HZ

图2.3-1  输出波形

3  课程设计实物图

图3—1  音频信号发生器

4  结束语

通过我们应用自己所学到的只是设计了一套音频信号发生器电路的方案。音频信号发生器的控制系统主要由于振荡电路、放大电路。

所有电阻均采用碳膜电阻，也可以使用金属膜电阻，这样电路的工作就更稳定。电路中的晶体管VT1的放大倍数应在50万左右，晶体管VT2的放大倍数应大于100.三个条轮电容的容量应尽量一致。

   电路装好后需要进行调试，用万用表的直流电压挡测量晶体管VT1的集电极电压，最好在3V左右。否则要改变电阻R5的值。需要注意VT1基极电压的变化对振荡器频率的影响较大，基极电压升高，振荡器频率也升高。晶体管VT2的发射极电压，也要在3V左右，如果不合适，应调整电阻R9的数值！

通过了为期几周的课程设计，我们应用了数模电的知识顺利完成了这个音频信号发生器制作与设计，在此期间，我们查阅了很多相关的资料，也咨询了很多实验室老师，从中学到了许多关于电子方面的知识，并用它们设计了符合该设计的电路。不仅巩固了课堂知识，也提高了我们的理论结合实际的意识。

5  致谢

最后，我要感谢我们的指导老师段老师和孙老师，在这几个周内他们一直耐心的指导我们做设计，为我们解答各种疑难问题,并严格要求我们，使我在这几个周内迅速的成长并学到了很多的知识和很多做人的道理。

经过半个月的设计，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要坚定的信念和十足的信心，而且还得大家齐心合力，互相帮助，共同努力。此次的设计并不奢望一定能成功，但一定要对已学的各种电子知识能有一定的运用能力，我们做设计的目的是希望能检查下对所学知识的运用能力的好坏，并且开始慢慢走上创造的道路，这是非常可贵的一点。我们做的音频信号发生器电路不一定能成功运行，但是我们一定会发扬这种吃苦精神，将来在生活中有所运用。希望各位评委老师和同学给予指正与建议。

参考文献：

[1] 曾兴雯、刘乃安、陈健：高频电路原理和分析，西安电子科技大学出版社，2009.9

[2] 张万忠、刘明芹：电器与PLC控制技术，化学工业出版社，2009.6

 

第二篇：FSK PSK ASK数字调制系统电路设计与制作报告书

广西交通职业技术学院信息工程系

期考作品报告书

题 目：FSK、PSK、ASK数字调制系统的设计

课 程 电子电路设计与制作 班 级 电信07-2班

学 号 2007403064 组 长 刘桂米 组 员 刘桂米、覃小红、陈锡莉 任课教师 成世龙

二OO 九 年 六 月

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《电子电路设计与制作》期末作品考试报告书

目录

? 设计目标-------------------------3

1-1产生小频率

1-2调制电路

1-3调制后的电路

1-4创新功能

? 设计方案论证与比较----------3

2-1 第一方案

2-2第二方案

2-3结论

? 设计内容及制作步骤----------4

3-1---设计内容

3-2—制作步骤

3-2-1产生频率电路

3-2-2分频电路

3-2-3滤波电路

3-2-4三路二选一开关电路

? 调试过程分析-------------------5

? 设计制作总结-------------------5

5-1制作

5-2总结

? 提交及演示----------------------6

? 参考资料--------------------------7

? 附录一：系统电路图----------------7 ? 附录二：作品流程图----------------8 ? 附录三：电路元件清单-------------9 ? 总结--------------------------------------10

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一、设计目标

1-1使用2KHZ和4KHZ的正弦波做载频信号，500HZ的方波做被调信号 1-2自行设计能产生①中所要求的载波信号和被调制信号的电路

1-3要求调制后的2FSK、2PSK、2ASK等波形不能有明显的失

1-4其他创新功能（注：创新功能必须充分考虑创新意义及创新成本）

二、设计方案论证与比较

2-1

第一设计方案：

根据题目要求1，要产生一个2KHz、4KHz的正弦波载频信号，和产生一个500Hz的方波被调信号。我们选择了一个4.096M的晶振和三个反相器，一个找静态工作点的电阻，一个反馈电容构成的振荡电路。

再根据题目要求2，选择了两块4024芯片级连构成十四分频，对要求1做出的产生4.096的频率进行分频，分别得出了2KHz、4HKz、500Hz的频率。

最后据题目要求3，在电路中用741芯片构成了一个滤波电路。再在滤波电后用4053构成选择电路。就得到了题目要求的波形。

2-2

第二设计方案：

根据题目要求1，要产生一个2KHz、4KHz的正弦波载频信号，和产生一个500Hz的方波被调信号。我们选择了一个4.096M的晶振和三个反相器，一个找静态工作点的电阻，一个反馈电容构成的振荡电路。

再根据题目要求2，选择了两块4024芯片级连构成十四分频，对要求1做出的产生4.096的频率进行分频，分别得出了2KHz、4HKz、500Hz的频率。

最后据题目要求3，在电路中用OP07芯片构成了一个滤波电路。再在滤波电后用4053构成选择电路。就得到了题目要求的波形。

2-3

结论：

根据两种电路比论证，最后选择了设计方案2。

4

三、设计内容及制作步骤

3-1、设计内容

本次我们设计的作品题目是《FSK，PSK，ASK数字调制系统的设计》，FSK称频移键控，它是利用载频频率的变化来传递数字信息。PSK称相移键控，它是利用载频相位的变化来传递数字信息。ASK称幅移键控，它是利用载频幅度的变化来传递数字信息。

在电路中，我们直接用晶振和74LS04构成多谐振荡器产生的频率进行分频，然后滤波，再经过三路二选一选择器，最后用显滤器显示出波形。

3-2、制作步骤

本电路主要由四个部分组成：一，产生频率电路，二，分频电路，三，滤波电路，四，三路二选一开关电路。

3-2-1、频率产生电路如图1所示我们是用两个反相器还有一个晶振构成一个多楷振荡电路产生。输出一个和晶振频率一样的方波，即4.096M的方波信号。

3-2-2、分频电路，本次设计采用的是两个7级二进制计数器CD4042级联来实现分频。晶振的4.096M频率经过一个反相器缓冲，接入CD4024的输入脉冲端。选择输出的4KHz、2KHz、500Hz分别作为CD4053的输入频率和载波信号。

3-2-3、在把4KHz、2KHz、500Hz信号接入CD4053之前，要经过一个滤波电路，因为由反相器构成的非对称多谐振器，产生了丰富的高次谐波，它主要是滤去高次谐波。还有提高放大倍数的作用。

3-2-4，三路二选一开关电路，主要是用作输入频率和输入载波信号，然后 5

输出通过示波器观察其波形。通过开关的断开和闭合来选择三种方式。

以上就是我们组本次设计的电路的基本步骤。

四、调试过程分析

把焊好的电路版接上电源。首先，运放部分的电路接的是正负12V的电压，其它芯片接的是正负5V的电压。在接好电源以后，在输出端接上示波器用于显示波形。

第一次调电路时，为看一下整体效果，直接在输出端接上示波器，看是否可以得出波形，但第一次没有得出结果。

为了查出问题出在哪个部分的电路，接上电源后，首先用示波器检测产生频率的电路，发现实际产生频率和理论产生的频率有偏差，把电路修改后得到了题目要求的2K和2K的频率。在确定第一级电路无误后，再直接接输出端观察电路，还是没有得到波形。再接上第二部分的滤波电路，经滤波出来的波形都是出现干扰波，也确定该部分电路也存在问题。经最后推论，把之前用741构成的滤波电路用OP07代替。

五、提交及演示

用直流稳压电源提供+5V，+12，-12V，地线电压分别接入电路板相应的+5V，+12，-12V，地线的位置。输出通过显波器显示出来。对应的显波器显示出来的FSK，ASK，PSK的波形大致分别如下图所示：

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六、参考资料

1 黄强、科学出版社《模拟电子技术》2003、 《百度网》

之前焊接的电路图

老师给的参数

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附录一：系统电路图

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附录二：作品程序图

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10

总结

我们所做的是：FSK，PSK，ASK数字调制系统的设计。

数字信号的频带传输：和模拟调制相似，数字调制所用的载波一般也是连续的正弦型信号，但调制信号则为数字基带信号。理论上讲，载波形式可以是任意的（比如三角波、方波等），只要适合在带通信道中传输即可。之所以在实际通信中多选用正弦型信号，是因为它具有形式简单、便于产生和接收等特点。

幅度键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。所谓“键控”是指一种如同“开关”控制的调制方式。由于调制信号有三个状态，调制后的载波参量也相应的有三个取值，其调制过程就像用调制信号去控制一个开关，从这三个具有不同参量的载波中选择相应的载波输出，从而形成已调信号。“键控”就是这种数字调制方式的形象描述。

本次是以组的形式进行作品设计，我们组共有三个成员，实行分工合作方式。在组长的带领以及组员共同商量后，明确了个人在组里面的责任，工作及作用，能够有效地分工合作，相互照应，以快速敏捷的运作有效地发挥角色所赋予的最大潜能，收到良好成效。

作品的设计与制作不仅考核了我们的专业知识的一些掌握情况，可以加深和巩固所学内容，还团结了同学，再次让我们体会到了团结合作的重要性

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