第一篇：虛擬聲學信號采集系統設計論文

1虛擬聲學信號采集分析系統設計研究

1.1系統前面板的設計

虛擬儀器的前面板設計是否合理對虛擬儀器的使用效果有著重要的影響，它直接面向使用者，使用者對其分布的合理程度也有著很高的要求。

1.2系統的程序框圖設計

對各個的功能模塊進行分割編寫，采用模塊式的編寫方式逐個進行分割，然后將分割編寫的模塊整理集合以構成一個新的系統控制程序。程序模塊主要包括三個模塊，第一種是實時信號采集模塊；第二種是信號處理分析模塊；第三種是仿真信號模塊。這三種模塊對系統都有著很重要的影響，它們以不同的角色為系統提供服務，滿足用戶的需求，產生令用戶滿意的信號。另外，對這三種模塊的編寫整合構成新的程序框圖。

1.2.1實時信號采集模塊實時信號采集模式可以通過對信號的有效分析處理對所采集的數據進行系統的分析，并且實時信號采集模式可以根據用戶所設置的聲音格式從聲卡中得到相關數據，然后對數據進行保存。這種模塊在開始采集數據前要注意，參數的設置要根據實際的情況和參數設置好以后將信號選擇的按鈕調制實時信號檔上。開始設置各個快捷按鈕，如停止按鈕、退出按鈕、對信號的采集保存等按鈕。

1.2.2信號處理分析模塊設置完成應用信號處理分析模塊一般是對數據進行時域分析以及頻域分析。其中時域分析可分為對參數的測量、對諧波失真分析、最后是自相關分析。在對信號進行分析處理的過程中，如果單單只對信號進行頻域分析，信號所具有的全部特征并不能完全的顯示出來，也就是時域分析有時候不能完全滿足對信號的分析，這就需要對信號進行頻域分析，以更加全面完整的分析出信號所具有的全部性質。在LabVIEW中，如果要對信號進行頻域分析，就要以FFT為分析的基礎，才能進行具體分析。

1.2.3仿真信號模塊的完成應用仿真信號模塊的作用我們不可忽視，生活中并不是所有的信號都能用實際的儀器產生，當無法獲得實際的信號時，可以用仿真信號作為任意頻率的信號，也可以用仿真信號作為標準的信號源，對其產生的信號做信號的檢測系統。這種仿真信號模塊包含波形顯示以及噪聲的添加等功能。仿真信號可以產生一些日常生活中我們常見的信號，如正弦波、方波以及三角波等。并且用戶可以很據自身的需要對信號的頻率、幅值、以及采樣頻率進行調節，從而產生用戶所需要的信號。

2研究應用

整流電路中應用虛擬聲學采集分析系統研究采集系統的采集性能。在整流電路中應用虛擬采集分析系統時，應該注意采樣的頻率要保持20Hz~20kHz之間，如果想得到更加完整較好的波形，就可以將頻率控制在100Hz~15kHz之間。在整流點路中要進行對正弦先好進行整流的過程中，可應用二極管半波整流電路對其進行整流。輸出信號以后接入虛擬信號采集分析系統，可以得到一些波形。事實證明，虛擬儀器的信號采集分析系統的采集性能可以達到人們所需要的理想信號。實踐證明，虛擬儀器信號采集分析系統已經被廣泛的應用在噪聲監測、信號分析以及實驗教學當中。

3結語

當前，虛擬儀器已經被廣泛的應用到對各種信號的采集分析，作用不容小視。虛擬儀器與傳統儀器相比，優點遠遠比傳統儀器多的多。例如，與傳統儀器相比，虛擬儀器的智能化程度遠比傳統儀器的高，處理能力比傳統儀器的處理能力強；虛擬儀器的系統費用要比傳統儀器的系統費用低，并且虛擬儀器的復用性較強；從可操作性能上看，虛擬儀器的可操作性比傳統儀器的可操作性強。文中還對虛擬聲學信號采集系統做了研究，主要研究了系統前面板的設計和程序框圖設計，程序框圖設計中，對三種模塊進行編寫，最后組合成一個完整的新的程序框圖。隨著科技的不斷發展進步，虛擬儀器在各個領域會有更大的影響。

第二篇：信息采集系統設計說明書

信息采集系統概要設計

整體網絡拓撲

信息采集系統的總體網絡拓撲如下圖所示：

工程師站服務器公網采集站1采集站2...網絡結構說明

設備與采集站屬于廠區內的同一個私有網絡。

采集站/工程師站與公網直連，或者通過路由器間接地與公網連接。

終端狀態管理

工程師站可以看到采集站的在線狀態。選擇采集站后，可以看到采集站下各個終端的在線狀態。如果網絡連接正常，所有采集站和終端都應該是在線的狀態。采集站和終端注冊

為了顯示采集站和終端的在線狀態，用戶需要在工程師站上注冊所有的采集站以及采集站下的終端信息。

用戶在注冊采集站時，需要填寫采集站的標識符，該標識符不可重復，目的是讓用戶區分不同的采集站，且該標識符需要在采集站和工程師站上保持一致。

用戶注冊完采集站后，就可以在該采集站下添加終端信息。添加終端時需要填寫終端的標識符和描述信息。其中，唯一標識符應當是終端內部可以取到的，可以區分同一個采集站下的不同終端；描述信息的目的是幫助用戶區分不同的終端。

采集站和終端信息注冊完成后，需要上傳到服務器。當其他工程師站連接上服務器時，可以讀取到這些信息，無需重復注冊。

數據采集過程

本系統采集的數據有三種類型，分別是組態數據，運行數據和故障報警。其中，故障報警又分為實時故障和歷史故障。下面分別闡述這三種類型數據的采集過程。

組態數據

每個終端都有一份組態數據，用戶可以在終端上直接修改該組態。工程師站可以實時查看終端的最新組態信息，也可以修改并下發該組態信息。

查看終端組態

工程師站可以查詢某個終端的最新組態。查詢的詳細過程如下：

1.2.3.4.5.6.工程師站發送查詢命令給服務器

服務器從查詢命令中解析出目的采集站，并將查詢命令發送給采集站 采集站收到查詢命令后向指定終端查詢最新組態數據 終端回復最新組態數據

采集站將得到的組態數據回復給服務器

服務器將組態數據回復給發起查詢的工程師站

數據流如下所示：

1.工程師站發送組態查詢命令6.返回最新組態服務器工程師站2.服務器轉發組態查詢5.采集站返回最新組態采集站4.終端返回最新組態3.采集站向終端查詢最新組態終端

修改終端組態

工程查詢到終端的最新組態后，可以修改某些參數，然后將修改好的組態下發到終端設備。查詢的詳細過程如下：

1.工程師站發送寫組態的消息給服務器，消息中需要包含組態和終端標識，可以有多個終端，這些終端的組態將更新為同一份組態。注意，多個終端必須屬于同一個廠區，即由同一個采集站管理。

2.服務器從寫組態消息中解析出目的采集站，并將寫組態消息轉發給采集站。3.采集站收到寫組態的消息后，將組態下發給指定終端。4.終端回復組態更新結果給采集站。5.采集站將更新結果回復給服務器

6.服務器將組態更新結果轉發給工程師站 數據流如下所示：

1.發送寫組態消息6.返回組態更新結果服務器工程師站2.服務器轉發寫組態消息5.采集站返回寫組態結果采集站3.采集站向終端寫組態4.終端返回組態更新結果終端

運行數據

工程師站可以查詢指定終端的當前運行數據，以了解終端的運行狀態。查詢過程與組態查詢過程類似，此處不再贅述。

故障數據

終端運行過程中，如果發生故障，則需要將故障信息發送給采集站。采集站收到故障數據后，需要將此數據保存到本地數據庫中。如果采集站此時能連接上服務器，則需要將故障信息發送給服務器。服務器接收到此故障報警后，需要將此故障報警推送給當前在線的工程師站。如果沒有工程師站在線，則丟棄此條報警。

從上面的描述可知，工程師站被動接收到的故障報警都是實時故障報警。工程師站也可以通過歷史報警功能查詢歷史報警信息。

實時故障

實時故障由終端主動上報給在線的工程師站，故障上報流程如下： 1.終端檢測到故障，上報故障給采集站

2.采集站收到故障后，將故障信息發送給服務器

3.服務器查看是否有在線的工程師站，如果有，則將故障信息推送給工程師站，如果沒有在線的工程師站，則丟棄該條故障報警。數據流如下圖所示：

3.服務器推送故障報警服務器工程師站2.采集站上報該條故障報警采集站1.上報故障信息給采集站終端

歷史故障

用戶可以通過工程師站查詢終端的歷史故障信息，以了解終端的歷史運行狀態。歷史故障查詢時需要指定采集站和查詢的時間范圍，查詢得到的結果為指定采集站下所有終端的某一時間段內的歷史報警。

歷史故障查詢的詳細過程如下：

1.工程師站向服務器發起歷史故障查詢，查詢消息中包含了待查詢的采集站和查詢時間段。

2.服務器將查詢消息轉發到指定的采集站。

3.采集站根據查詢消息中的時間范圍查詢本地數據庫，采集站將查詢到的結果返回給服務器

4.服務器將查詢到的歷史故障轉發給發起查詢的工程師站 數據流如下圖所示：

2.將查詢命令轉發給采集站1.發起歷史故障查詢工程師站服務器3.服務器轉發查詢結果3.采集站返回查詢結果采集站 各組件功能設計

工程師站

操作界面

需要展示的信息有：

1.已注冊的采集站和終端的在線狀態 2.終端的組態數據、運行數據和故障數據 需要編輯的數據有：

1.采集站和終端的注冊信息 2.終端的組態數據

歷史故障查詢時需要指定時間范圍，時間范圍太長有可能會導致網絡響應緩慢。

信息讀寫和接收

用戶可以通過工程師站主動查詢指定設備的各類數據，包括組態數據、運行數據和歷史故障。可主動查詢的信息有：

1.2.3.4.5.各采集站的在線狀態

采集站下的終端的在線狀態 指定終端的組態數據 指定終端的運行數據 指定采集站下的歷史故障

實時故障由于對實時性要求比較高，需要由服務器主動推送給工程師站，工程師站接收到實時故障后，需要給用戶提示，用戶可以查看工程師站接收到的實時故障的詳細信息。終端信息注冊和組態修改

用戶編輯好后終端和采集站的信息后，通過網絡模塊將組態保存到服務器上。組態修改完成后，通過網絡模塊將組態下發到各個終端上。

采集站

采集站標識符

采集站的功能生效之前，需要在界面上輸入該采集站的標識符。該標識符需要與工程師站注冊采集站時所用的標識符保持一致，這樣工程師站才能將該采集站的信息正確的顯示出來。

終端狀態管理

采集站在啟動后，需要根據采集站標識符從服務器上下載該采集站下面所有的終端信息。采集站監測各終端的在線狀態，當狀態發生變化時，需要將此狀態更新到服務器，以便工程師站上可以實時反應出各終端的在線狀態。

故障報警

采集站收到終端的故障報警時，需要將此條故障報警保存在本地數據庫中，以備后續的歷史故障查詢。

組態模板

當工程師站向采集站下的某個終端發起過組態查詢時，采集站需要將此終端的組態保存到本地數據庫中，后續可能需要導出此組態信息，用于其他廠區的組態模板信息。

查詢響應

采集站需要響應服務器的查詢和下發命令。查詢的信息類型有：組態數據、運行數據和歷史故障。如果是組態數據和運行數據，采集站需要從終端中取得最新的結果，然后返回。歷史故障數據從數據庫中根據一定的條件返回。采集站還需要下發組態給終端。采集站與終端之間的交互接口

服務器

查詢中轉

工程師站查詢終端信息時，需要服務器將這些查詢指令轉發給對應的采集站；采集站將結果返回給服務器時，服務器需要再將結果轉發給工程師站。

報警推送

服務器接收到采集站的故障報警時，需要檢查當前是否有在線的工程師站，如果有，則需要推送故障報警到工程師站。如果沒有，則丟棄此條故障報警。

采集站注冊信息管理

工程師站上注冊好采集站和終端的信息后，需要保存到服務器中。當其他工程師站開啟時，需要從服務器上獲取到最新的采集站和終端注冊信息。

采集站狀態管理

每個廠區的采集站在上線時都要向中轉服務器匯報在線狀態，并開啟保活機制，一段時間后，如果保活失敗，則判定采集站的狀態為離線。

采集站下的終端在線信息發生變化時，需要將此信息發送給服務器。

網絡組件的接口

與工程師站之間的接口

工程師站的UI層通過網絡組件來實現數據采集和下發。網絡組件主要提供的功能包括終端在線狀態管理、組態讀寫、運行數據查詢、歷史故障查詢和實時故障接收這幾個方面，下面是這幾類功能的主要接口：

終端在線狀態管理

1.增刪采集站及終端信息 2.獲取所有采集站的在線狀態

3.獲取指定采集站中所有終端的在線狀態

組態讀寫

1.獲取指定終端的組態

2.寫入組態，可以指定采集站下的一個或者多個終端

運行數據查詢

1.獲取指定終端的運行數據

歷史故障查詢

1.獲取指定采集站下的歷史故障，查詢條件是時間范圍

實時故障接收

1.設置故障接收的回調對象（該回調對象有可能被頻繁調用，需要確認終端的故障推送間隔時間）

與終端之間的接口

采集站與終端之間的通信有下面四種：

1.2.3.4.采集站向終端讀取組態數據 采集站向終端寫入組態數據 采集站向終端讀取運行數據 終端推送故障報警給采集站

具體的通信協議待定。

第三篇：變電站信號采集與分類

一、信息分類原則 1.事故信號 2.異常信號 3.變位信號

4.遙測越限信號 5.告知信號

二、COS信號和SOE信號的區別？

COS信號：遙信變位（不帶時間標記）SOE信號：事件順序記錄(sequence of event)（分辨率不大于2ms），把事件（開關或保護動作）發生的時間按先后順序逐個記錄下來，這就是事件順序記錄。

三、為什么保護出口信號和開關位置信號要設置SOE 事件順序記錄主要用來提供時間標記，以利于對電力系統的事故分析。

四、為什么要設置事故總信號，沒有可以嗎？ 防止開關偷跳

五．某110kV變電站主變高壓側開關發SF6二級告警，運維人員如何處理？ 1．運維人員應立即匯報當班調度員；

2．運維人員按照調度指令加強對該開關的SF6氣壓監視，防止出現一級告警后閉鎖分合閘；

3．通知檢修人員到站檢查處理； 4．做好相關安全措施，帶電補氣。

六．某110kV變電站運行主變發過負荷告警，監控人員如何處理？ 1.監控人員應立即匯報調度；

2.監控人員應按照調度指令加強對過負荷主變油溫及負荷監視； 3.如有備用主變，則操作備用主變送電； 4.如無備用主變，按調度指令壓減負荷。

第四篇：函數信號發生器設計論文.

四川師范大學成都學院通信原理課程設計 目 錄

前言.....................................................................1 1 函數信號發生器設計任務................................................1 1.1 設計提議...........................................................1 1.2 方案論證與研究.....................................................1 2 方案設計..............................................................2 2.1 項目指標...........................................................2 2.1.1 電源參數.......................................................2 2.1.2 工作頻率.......................................................2 2.2 方案比較及選擇.....................................................2 3 設計理論..............................................................3 3.1 函數發生器的結構組成...............................................3 3.2 方波信號...........................................................3 如圖3.2-1由運算放大器和電容積分電路、Rf組成的，輸出電壓最終反饋到運

放反相輸出端，因此積分電路有負反饋和延遲的作用。........................3 3.3 正弦波信號.........................................................4 3.4 三角波信號.........................................................6 4 RC振蕩電路設計........................................................7 5 放大器功率及ICL8038介紹...............................................9 5.1 放大器功率.........................................................9 5.2 ICL8038原理介紹...................................................10 6 致謝..................................................................11 7 總結及體會............................................................12 附錄1 系統原理圖.......................................................13 附錄2 系統元件清單.....................................................14 附錄3 系統PCB圖.......................................................15 I 四川師范大學成都學院通信原理課程設計 參考文獻................................................................16 II 四川師范大學成都學院通信原理課程設計 函數信號發生器設計論文

前言

函數信號發生器的制作是以集成塊ICL8038為核心器件，制作的成本也相對較低。是適合學生學習、使用電子技術測量。ICL8038可以輸出具有多種波形的精

密振蕩集成電路，要想產生從0.001Hz～30KHz的低失真正弦波、三角波、矩形波等脈沖信號只需要個別外部元件。輸出波形的占空比和頻率還可以由電阻或電流控制。其次由于此芯片具有調制信號的輸入端，所以可以用作頻率調制，針對于低頻信號。

函數信號發生器有著不同的用途，其電路中使用的器件是分離器件的可以產生三種或多種波形的函數發生器；而產生正弦波、方波、三角波也有多種方案，是集成器件電路，如先產生正弦波，根據其周期性內部某種確定的函數關系，再將正弦波通過整形電路轉化為方波，最后三角波通過積分電路形成。也可以先產生方波或三角波，再將方波或三角波轉化成正弦波。隨著電子技術日益發展，新器材、新材料越發漸好，隨著期間可選性的增加，函數信號發生器開發出更多的新款式，比如在技術上很可靠的產生正弦波、三角波、方波的主芯片ICL8038。所以，可以選擇多種多樣的方案，原則上是可行的。1 函數信號發生器設計任務 1.1 設計提議

產品開發、工業生產、科學研究等領域都的使用函數信號發生器，它常用的基本測試信號有鋸齒波和正弦波、矩形波、三角波。常作為時基電路的鋸齒波信號在示波器等儀器中利用熒光屏顯示圖像。例如，想要通過示波器熒光屏上觀察到被測不失真地信號波形，通過產生鋸齒波電壓使的電子束在水平方向勻速搜出熒光屏。方波，三角波都有著不同的重要作用，而函數信號發生器是指一種能自發的產生方波、正弦波、三角波和鋸齒波階梯波等電壓波形的儀器或電路。因此，提議設計一種能產生三角波、正弦波、方波的函數信號發生器。1.2 方案論證與研究

函數信號發生器用途較多，其電路中使用的器件是分離器件的可以產生三種或多種波形的函數發生器；而產生正弦波、方波、三角波也有多種方案，是集成器件電路，如先產生正弦波，根據其周期性內部某種確定的函數關系，再將正弦波通過整形電路轉化 四川師范大學成都學院通信原理課程設計 為方波，最后三角波通過積分電路形成。也可以先產生方波或三角波，再將方波或三角波轉化成正弦波。隨著電子技術日益發展，新器材、新材料越發漸好，隨著期間可選性的增加，函數信號發生器開發出更多的新款式，比如在技術上很可靠的產生正弦波、三角波、方波的主芯片ICL8038。所以，可以選擇多種多樣的方案，原則上是可行的。2 方案設計

2.1 項目指標 2.1.1 電源參數

● 輸入：雙電源 +12V、-12v

● 輸出：方波電壓約等于12v，三角波電壓與約等于5v，正弦波電壓大于1v，幅 度可連續調，線性失真就會較小。2.1.2 工作頻率

頻率范圍：10HZ～100HZ,100HZ～1000HZ 2.2 方案比較及選擇

方案一：正弦振蕩是由文氏電橋產生，然后得到方波，三角波是方波積分得到的。此方案結構簡單，是一開環電路，產生的失真較小的正弦波和方波波形①。但于產生三角波則比較有麻煩，因為頻率覆蓋系數要求有1000倍，因此對于1000倍的頻率變化會有積分時間從而使輸出電壓振幅的1000倍變化。而這是不滿足電路要求的。幅度的穩定性幾乎難以達到要求。并且通過仿真實驗會發現積分器極易產生線性失真。

方案二：通過芯片ICL8038產生8083集成函數發生器。

該集成函數發生器是一種用途較多的波形發生器，可以產生方波、正弦波、三角波和鋸齒波，通過外加的直流電壓進行振蕩器調節，所以是電壓控制集成信號產生器。由于兩個電流源控制外接電容C的充、放電電流，所以電容C兩端電壓大小變化與時間成線形關系，從而可以輸出理想的三角波波形。8038電路中含正弦波變換器，因此可以將三角波轉化成正弦波輸出。另外還可以將三角波轉換成方波輸出通過觸發器。此方案的特點有： ◆ 穩定性好而且線性良好；

◆ 易調頻率，頻帶在幾個數量級范圍內，可以方便地、連續地改變頻率大小，而且 四川師范大學成都學院通信原理課程設計 ◆ 變頻率的同時，幅度是不會發生變的；

◆ 不會出現過渡過程，只要接通電源后就會立即產生穩定的波形圖； ◆ 方波和三角波在半周期內的時間是線性函數，容易轉換為別的波形。故由此，本次信號設計采用的是第二種方案。3 設計理論

3.1 函數發生器的結構組成

函數發生器是指能夠自動產生方波、正弦波、三角波的電壓波形的儀器或電路。可以采用由運放、分離元件及單片集成函數發生器構成電路形式。根據不同的用途，可以產生三種或多種不同波形的函數發生器，本次介紹的事不同函數信號發生器的方法。

函數信號發生器是由正弦波形發生電路和基礎的非正弦信號發生電路組合成的。下面我們將分別對方波、正弦波、三角波的發生進行分析，從而使在合成電路時電路更加的合理。3.2 方波信號

如圖3.2-1由運算放大器和電容積分電路、Rf組成的，輸出電壓最終反饋到運放反相輸出端，因此積分電路有負反饋和延遲的作用。

圖3.2-1 運算放大電路

電路如圖3.2-2所示，在接通電源時，電容兩端的電壓為零，且輸出電壓等于UZ，所以運放同相輸出端的電壓uP=UzR2=UZF。R1+R2 3 四川師范大學成都學院通信原理課程設計 此時uO=UZ向C充電，使運放反相端輸入電壓uN不斷上升。在uN小于uP以前，uO=UZ不變。在t=t1時，uN逐漸上升到略高于uP，使uO從高電平跳到低電平，變為-UZ。

此時通過Rf向C充電，使運放反相輸入端的電壓uNuP=-UZF，uO=-UZ時，逐漸增加。在uN大于uP以前，uO=-UZ大小保持不變。在t等于t2時，uN減小到稍低于uP，則uO從低電平跳到高電平，變為UZ，又回到最初狀態。如此重復，循環，從而產生振蕩，并輸出方波。

根據上面的分析，從而可以畫出如下圖uO與uC的波形：

圖3-2-2 uO與uC的波形

有圖波形，并取適當的R1、R2值，F=R2(R1+R2)，則T=2RfC，得到振蕩頻率為：

3.3 正弦波信號

即又被稱為文氏電橋振蕩器，如圖3-3-1所示其中是由同相運放電路組成的A放大器，如圖3.3-1，Av= VoR=(2+1)VdR1f0=11=T2CRf 4 四川師范大學成都學院通信原理課程設計

圖3.3-1 文氏電橋振蕩電路 圖3.3-2 同相運放電路

由RC串并聯組成網絡F，因為運放的輸入阻抗較大，所以輸出阻抗Ro就很小，對網絡F幾乎沒有影響影響，故忽略不計，根據圖3.3-3得 R VfjωRC+1Fv==1RVo++RjωC1+jωRC =R 1(jωRC+1+R)+RjωC=R1j(ωR2C-)+3RωC 5 四川師范大學成都學院通信原理課程設計 根據自激振蕩條件： AF =T=1故有AvFv=AvR=1 因此上式中分母12j(ωRC-)+3RωC 中的虛部必須等于零，即 R2Cw-1=0 ωC ?振蕩頻率ω0=1 CR

上式中實部為1，所以起振條件Av=3 圖3.3-2是同相運放，Av=R2+1 須滿足條件2R1=

R2 R1 圖3.3-3 RC串并聯

3.4 三角波信號

根據RC的積分電路輸出和輸入信號波形的關系可得，當輸入信號是方波時，則輸出的信號便是三角波，由此可知，三角波信號發生器是由RC積分電路和方波信號發生器組成。下圖3-2-3便是三角波信號發生器的電路組成。圖中的方波信號發生器是由A1運算放大器組成，RC積分電路是由A2組成。該電路的設計原理是：由方波信號發生器輸出方波。反相積分電路由圖中A1，A2和C、R4等組成。

分析可以畫出uO1和uO的波形，如圖3.4-1所示。6 四川師范大學成都學院通信原理課程設計

圖3.4-1 uO1和uO的波形

電壓uO的上升和下降幅度和時間變量相等，而且上升和下降的斜率的絕對值大小也相等。三角故波uO峰值為：

Uom= UZR2 R1 4R1R4C R2 則在調整三角波電路時，R1或R2應被先調整,使峰值達到所需要的值，最后再調整故振蕩周期： T=2(t2-t1)=R4或C，使頻率f0能滿足要求。4 RC振蕩電路設計

RC振蕩器電路的設計，就是根據給出的指標要求，選擇適合的電路結構形式，并確定和計算電路中各元件的參數，在所要求的頻率范圍內使它們滿足振蕩的條件，使電路產生正弦波形。RC振蕩器的設計的步驟為：

● 根據已知的指標參數，選擇適合的電路形式。● 計算并確定電路中的各元件參數。● 選擇運算放大器

● 為滿足電路指標要求可通過調試。四川師范大學成都學院通信原理課程設計

例如：設計一個振蕩頻為800Hz的RC正弦波振蕩器。設計步驟如下: 計算并確定電路中的各元件參數。● RC的值可根據振蕩器的頻率計算。RC= ● 確定R和C的值 1=1.99?10-4(s)2πf0

為了使選頻網絡不受運算放大器輸入和輸出電阻的影響。按：Ri >> R >> R0的關系確定R的值。其中：運算放大器同相端的輸入電阻Ri。為運算放大器的輸出電阻R0。

當R=20kΩ時，則：

1.99?10-4-7C==0.995?10F 320?10 ● 確定R3和Rf 的值（Rf=R4+Rw+rd//R5)根據振蕩的振幅條件，Rf應大于2R3，取Rf=2.01R3。從而減小波形失真。此外，為了滿足R等于R3并聯Rf的直流平衡條件，并減小運放輸入失調的影響。

由Rf=2.01R3和R=R3//Rf可求出：

R3= 取整數值: R3=30k Ω

所以:Rf=2.01R3=2.01?30?103Ω=60.3kΩ.為了是效果更好, Rf與R3的值還可以通過實驗調整后確定。● 確定其元件值及電路。

電路由R5和接法相反的二極管D1、D2并聯而成。

二極管D1、D2 應選用其元件值硅管，因其溫度穩定性較高。當然二極管D1、D2的特性必須保持一致，以確保輸出波形的正負半軸對稱。● R2與R5確定

由于二極管的非線性會導致波形失真，因此，可在二極管的兩端并上一個阻值與rd相近的電阻R5。用來減小非線性失真，然后再經過調整，達到最好效果。便可確定R5，再計算出R2。為了是效果更加明顯,電阻 R2可用50kΩ電阻和40 kΩ的電位器串聯。● 運放型號的選擇

運放選擇，要求輸入高阻、輸出低阻，而且滿足增益帶寬積：Auo? BW 大于3fo 的 3.13.1?20?103=29.8?103Ω R =2.012.01 四川師范大學成都學院通信原理課程設計

條件。因為fo=800Hz，所以選擇μA741集成運算放大器。5 放大器功率及ICL8038介紹 5.1 放大器功率

由多級放大器組成的便是電子電路。在工作過程中，電壓放大是由小信號放大電路對輸入信號進行的，再通過功率放大電路將功率放大，以便于控制或驅動負載電路工作。功率放大器就是以功率放大為目的的電路。低頻功率放大器也稱為功率放大器，是能使低頻信號功率放大的放大器。

如圖5.1-1 OTL 低頻功率放大器所示。其中由晶體三極管T1組成前置放大級（也稱推動級），T2、T3是一組參數對稱的PNP和NPN型晶體三極管，它們組成OTL功放電路。射極輸出器形式是由每一個管子接成的，因此輸出電阻低，負載能力較強等優點，適合功率輸出級。甲類狀態由T1管工作，此集電極電流IC1是通過電位器RW1進行調節。IC1 的一部分流經二極管D及電位器RW2，給T2、T3提供電壓。通過調節RW2，可以使T2、T3在甲、乙類狀態得到合適的靜態電流，以克服失的一端，因此可在電路中引入交、直流電壓并聯負反饋，一方面改善了非線性失真，同時也能夠穩定放大器的靜態工作點。R和C2構成用于提高輸出電壓正半周的幅度自舉電路，從而得到較大的動態范圍。C2和R 構成自舉電路，用于提高輸出電壓正半周的幅度，以得到大的動態范圍。主要性能指標是OTL 電路。

在輸出功率P0m的最大不失真理想情況下，在實驗中可測量RL 兩端的電壓有效值通過計算來得實際的

其中由晶體三極管T1組成前置放大級（也稱推動級），T2、T3是一對參數對稱的NPN和PNP型晶體三極管，互補推挽的OTL功放電路就由它們組成。由于射極輸出器形式是每一個管子連接成的，因此具有輸出低電 阻，負載能力較強等優點，適合作用于功率輸出級。甲類狀態T1管工作，通過調節電位器RW1來調節它的集電極電流IC1。IC1 的一部分流經二極管D及電位器RW2，給T2、T3提供偏電壓。為甲、乙類狀態在T2、T3得到合適的靜態電流，可通過調節RW2來實現，從而又由于RW1的一端接在A點，因此在電路中引入交、直流電壓并聯負反饋，一方面能夠穩定放大器的靜態工作點，同時也改善了非線性失真。9 四川師范大學成都學院通信原理課程設計

圖5.1-1 OTL 功率放大器實驗電路 5.2 ICL8038原理介紹

芯片ICL8038是單片集成函數發生器，如圖5-3s所示為其內部原理電路框圖。ICL8038由恒流電流源I1、I2，觸發器和電壓比較器C1、C2等組成。電壓比較器C1的門限電壓為2VR/

3、的為VR(VR= VEE+VCC)，可通過調節外接電阻確定電流源I1和I2的大小，并且I2必須大于I1。當觸發器Q端輸出電平低時，I2通過開關S的控制從而使電流源斷開。而電流源I1向外接電容C充電，電壓隨時間變化線性下降，當其下降到小于VC時，比較器C2輸出發生跳變，當VC上升到2VR/3時，比較器C1輸出波形會發生跳變，從而使觸發器輸出端Q由低電平變為高電平，電流源I2接通通過控制開關S。當其上升和下降時間相等時，產生的波形輸出到引腳3，而觸發器輸出的波形經緩沖器輸出到引腳9。三角波由正弦波變換器變成正弦波后由引腳2輸出。由此知ICL8038能輸出三角波、方波和正弦波等三種及三種以上的不同波形。其中，外部接入振蕩電容C，它是通過內部兩個恒流電源來完成充電、放電的過程。恒流源2的工作狀態是由恒流源1對電容器C持續充電，并增加電容電壓，從而達到改變比較器的狀態改變、輸入電平以及帶動觸發器翻轉來連續控制的。當觸發器使恒流源2處于關閉狀態，電容電壓值是比較器1輸入電壓規定值的2／3倍時，比較器1的狀態發生改變，使觸發器的工作狀態發生翻轉，此時將模擬開關K由B接到A點。因為恒流源2的電流值為2I，比恒流源1大，所以電容器處于放電狀態，在單位時間內電容器端電壓將將發生改變，為線性下降，當電容電壓值下降到比較器2的輸入電壓規定值的1／3倍時，比較器2狀態發生改變，使觸發器再次翻轉到原來的狀態，周而復始的完成此振蕩過程。四川師范大學成都學院通信原理課程設計 根據以上分析，上述基本電路中很容易獲得3種函數信號，倘若電容器在放電過程和在充電過程的時間常數相等，而且是在電容器充放電時，那么電容電壓輸出的就是三角波函數，從而三角波信號由此獲得。因為觸發器的工作狀態也是由電容電壓的充放電的過程決定的，因此，觸發器的狀態通過翻轉，就能夠產生方波函數信號，在芯片內部結構中，這兩種信號經過緩沖器功率的放大，并從管腳3和管腳9輸出可得。滿足方波函數等信號在頻率、占空比調節的全部范圍可適當的選擇外部電阻RA和RB和C。所以，對兩個電流源在I和2I電流不等的情況下，可以從最小到最大范圍中循 環調節，并任意選擇調整，因此，只需要使電容器充放電時間不相等，便可獲得鋸齒波等函數信號。

圖5.2-1 內部原理電路框圖 6 致謝

本課題在選題以及研究過程是在孫活老師的親切關懷和悉心指導下完成的。老師們多次詢問研究設計進程，并為我悉心指點迷津，幫助我開拓思路，耐心點撥、鼓勵。老師們嚴謹細致、一絲不茍的工作作風，嚴謹求實的態度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時三載，卻給以終生受益無窮之道。對老師的感激之情是無法用言語表達的。感謝帶過我的老師對我的教育培養。他們細心指導我的學習與研究，從課題的選擇到項目的最終完成，老師們都始終給予我細心的指導和不懈的支持。在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬并致以誠摯的謝意和崇高的敬意。

在此，我還要感謝我的5位室友，正是有你們的幫助、理解和支持，我才能克服一個一個的困難，直至順利的完成本文。當然也缺少不了一起愉快度過三年的大

學同學，他們給與我幫助，支持，我在此也由衷的表示感謝。最后我還要感謝含辛茹苦的把培養 四川師范大學成都學院通信原理課程設計 我長大的父母，謝謝您們!7 總結及體會

通過本次課程設計，加強了我們的思考、動手和解決問題的能力，經常會遇到不同的情況，心里總想著這樣的接法或許可以行得通，但實際接上電路后才發現不對，實現不了預想的效果，因此耗在這上面的時間用的比較多。

我覺得做課程設計的同時也鞏固和加強了課本知識，由于課本上的知識太多而且零散，平時課間的學習也并不能很好的理解并運用各個元件的功能，考試內容又比較有限，因此在這次課程設計過程中，我了解了很多元件的功能以及使用。平時看課本學習書本知識時，有時問題總是弄不懂，可做完設計，那些不是問題的問題就迎刃而解了。甚至還記住很多東西，受益匪淺。如一些芯片的功能及作用，平時看課本講解，看一次忘一次，沒從根本上理解。通過這次動手實踐讓我對各個元件印象深刻。所以認識、了解來源于實踐，實踐才是認識的動力和最終目的，實踐出真理。所以這次的設計對我的學習和幫助作用都非常大的。

通過該次設計，在理論學習時，很少會有實踐的機會，但我們學院可以，而且設計制作也是一個團隊的任務！一起的學習工作中可以讓我們團結一致，相互幫助，默契配合，多少歡樂在這里灑下。我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發揚團結合作的精神。這次實驗設計必將成為我人生旅途上的一個非常美好的回憶！

通過對此課程設計是我認識到，電路設計需要我們耐心，需要縝密的整套思維邏輯，要求我們學會分析。懂得只有理論知識是遠遠不夠的，只有將理論和實踐結合起來才能順利完成。我期盼在今后的學習過程中能讓學生更加的接近器材，獨立完成很多知識不能只看表面，要深究其真正作用才行，需要不斷積累經驗。所以說，坐而言不如立而行，對于這些電路還是得自己親自動手才能印象深刻。這次的課程設計終于順利完成了，在設計中也遇到了很多專業知識問題，最后通過老師的辛勤指導，終于迎刃而解了。經過老師的悉心指導，我們學也到了很多實用的知識，在次我表示深深感謝！同時，對給過我幫助和支持的所有同學及各位指導老師再次表示忠心的感謝！四川師范大學成都學院通信原理課程設計 附錄1 系統原理圖

圖1 系統原理圖 四川師范大學成都學院通信原理課程設計 附錄2 系統元件清單 四川師范大學成都學院通信原理課程設計 附錄3 系統PCB圖

圖2 信號發生器圖 四川師范大學成都學院通信原理課程設計 參考文獻

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第五篇：信號與系統

問題4：單側可導與單側連續、單側極限的關系？單側極限存在 并且極限值=函數值 可以推出單側連續可導必連續，連續未必可導那么 單側可導是否可以推出單側連續？請證明；反之，單側極限是否可以推出單側可導？請證明或舉反例。謝謝老師！

解答：單側可導可以推出單側連續，單側連續可以推出單側極限存在。

證：設函數f(x)在x0點的右側導數存在，即右導數存在，根據右導數存在的定義，lim?x?x0f(x)?f(x0)x?x0存在，由于x?x0時，分母x?x0趨于0，所以f(x)?f(x0)也要趨于0，否則這個極限是不存在的。所以lim?f(x)?f(x0)??0，即limf(x)?f(x0)，亦即f(x)在x0點右連續。??x?x0?x?x0

再證明單側連續可以推出單側極限存在。

設函數f(x)在x0點右連續，即limf(x)?f(x0)，這說明函數在x0點的右極限存在。?x?x0

由于連續未必可導，所以單側連續也是推不出單側可導的，具體例子見同濟六版課本P85，例9