方波发生器和音调识别器的设计及对策探究.docVIP

方波发生器和音调识别器的设计 陈如 通信052 0562201 【摘要】 本设计是关于方波发生器和音调识别器的设计，以NE567音调解码器为基础器件，配上其它适当的零部件，在试验箱上进行电路的设计连接。本文详细介绍了LM567的内部结构、工作原理、性能指标和选择参数μA的输出电流及对脉冲信号有强的抗干扰性等特点。 1、NE567各引脚的功能 1脚为输出滤波引脚。使用中此引脚与一个外部滤波电容相连。输出低通滤波器的作用是衰减在检测频带之外的频率以减小寄生输出。1脚所连电容用于设定输出低通滤波器的截止频率，如果这个电容太小，则位于检测频带范围以外的频率随拍频将使输出不稳定，或在输出管导通时刻引起通断脉冲而使输出电平变化不明显。1脚所连电容之值一般取2脚所连电容值的2倍或更大一些。 2脚为锁相环低通滤波引脚。使用中此脚与一个滤波电容相连。这个电容的作用是确定整个电路的通频带。3脚为输入信号馈入引脚。应用中一般此脚通过一电容与输入信号相连。4脚为电源电压加入引脚。使用中直接将直流供电电源引入此脚。 5脚、6脚为定时R1、C1，这几个引脚所连的阻容元件之值决定567内部可控电流振荡器的振荡频率f0之大小，即f0=1.1/R1*C1。R1一般在2一20kΩ之间，当R1选定后即可据图所给的曲线直接查得C1之值。 7脚为该电路的公共接地端。8脚为电路的逻辑输出端。无信号输入或输入信号在电路的通频带之外时8脚输出为高电位。当3脚输入信号在电路的通频带之内时，8脚即输出低电位。 2、 567的五个输出 567 的五个输出端子，其中二个（引脚5 和6）提供振荡器的输出波形，而第三个输出端子引脚 8为567 的主要输出口。其余的二个输出端为此解码器的引脚1 和2。 引脚2 与锁相环的相位检波器输出端相接，在内部被静态偏置到3.8V。当567 接收到带内输入信号时，此偏置电压随之改变，且在典型的0.95至1.05 倍振荡器自由振荡频率范围内，偏置电压的变化与输入信号频率呈线性关系。其斜率为每频偏百分之一有 20mV（即20mV/%0f f0）。 二、方波发生器和音调开关的设计 1、用LM567设计的频率调制器（方波发生器）。 图所示为如何使567产生精密的方波输出。从引脚6处可以获得非线性锯齿波，但其用途有限，不过，在引脚5上可获得性能极佳的方波此方波的峰到峰幅值等于电源电压减去1.4V。这种方波发生器和负载特性极佳，任何大于1KΩ的电阻性负载均不会影响电路的功能。另外，此方波发生器的输出也可以加至低阻抗负载，引脚8输出端的峰值电流高达100mA，但波形略差。Ω，电容C1：104（10×104）PF，电容C2：33μF，电容C3：4.7μF。 利用振荡频率和电容计算公式f0＝1.1×（R1×C1）引脚2上加一控制电压图所示为567用作音调开关时的基本接线图。的基本工作状况有如一个低压电源开关，当其接收到一个位于所选定的窄频带内的输入音调时，开关就接通。Ω， 电容C1：104（10×104）PF，电容C2：33μF，电容C3：4.7μF。 实验取f0为1KHZ，Vi为 带宽BW=1070*（Vi/f0*C2）? 得BW为 输入音调信号通过电容器C4交流耦合到引脚3，这里的输入阻抗约为20KΩ。插接在电源正电源端和引脚8之间的外接输出负载电阻RL与电源电压有关，电源电压的最大值为15V，引脚8可以吸收达100mA的负载电流。引脚7通常接地，面引脚4接正电源，但其电压值需最小为4.75V，最大为9V。如果注意节流，引脚8也可接到引脚4的正电源上。振荡器在引脚6上产生一个指数型锯齿波，而在引脚5上则产生一个方波。此音调开关的带宽则由C2及567内部的一个3.9KΩ电阻共同确定。而此电路的输出开关延迟则由C3及集成电路内的一个电阻共同确定。带宽的确定　　当567被用作音调开关时，其带宽（中心频率的百分数）的最大值约为14%。此值与25至250mV均方根值的带内信号电压成正比。但是，当信号电压由200变至300mV时，则不影响带宽。同时，带宽反比于中心频率f0和电容器C2的乘积。实际带宽为：　　BW＝1070　　BW的单位为中心频率的百分数（%），而且，Vi≤200mVRMS。式中Vi的单位为V-RMS，C2的单位为uF。　　通过试探和误差处理来选择C2，一开始可选择C2的值为C1的2倍。随后可增加C2的值以减小带宽，也可减小C2的值以增加带宽。检测带宽的对称性　　所谓检测整容的对称性就是测量此带宽与中心频率的对称程度。对称性的定义如下：　　（fmax＋fmin－2f0）/2f这时fmax和fmin是相应于所检测频带二边沿的频率。　　如果一个音调开关的中心频率为100KHz，而带宽为10KHz