2015年电子设计大赛综合测评题课程设计解析汇报
2015年电子设计大赛综合测评题课程设计报告书
2015年电子设计大赛综合测评试题电子技术课程设计题目： 2015年电赛测评试题姓名：王苗龙专业班级：电信13-01学号： 4院（系）：电子信息工程学院指导教师：卫锋泽会完成时间： 2015年10月 29日轻工业学院课程设计任务书题目 2015年电子设计大赛综合测评试题专业电信工程13-1 学号 4 王苗龙主要容、基本要求、主要参考资料等：主要容1．阅读相关科技文献。
2．学习电子制图软件的使用。
3．学会整理和总结设计文档报告。
4．学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ；2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ；3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波；4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ；5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。
频率误差不大于5%；通带输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。
主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，大学，2010年8月2．福安，电子电路设计与实践，科学技术，2001年10月3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学，1999年10月4．银华，电子线路设计指导，航空航天大学，2005年6月5．康华光，电子技术基础，高教，2006年1月完成期限： 2015年10月30日指导教师签章：专业负责人签章：2015 年 10月26日2015年电子设计大赛综合测评试题摘要模拟电路中，多种波形产生电路属于信号的运算与处理电路，它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，可通过一定数目的电容、电阻构成多谐振荡器。
关于2015年全国大学生电子设计竞赛控制类赛题分析
关于2015年全国大学生电子设计竞赛控制类赛题的分析一笔丹青QQ：2990731899从今天大赛组委会公布的元器件清单来看，今年控制类赛题依然是两个：1、多旋翼飞行器；2、机械控制类装置。
以下是我个人对此次电赛控制类赛题的具体分析。
1.多旋翼飞行器相比于2013年明确规定飞行器为“四旋翼飞行器”，今年放宽为“多旋翼飞行器”，一般多旋翼飞行器泛指：四旋翼飞行器、六旋翼飞行器和八旋翼飞行器，之所以放宽，最大的原因应该是让参赛队充分发挥自己的聪明才智，设计制作出比较亮眼的作品。
另外，今年同样出现了瑞萨半导体公司赞助的R5F100LEA型单片机，这款单片机和13年为同一型号。
2013年这款单片机被指定为四旋翼飞行器赛题必选MCU，结果，在南京举办的全国决赛中，几乎没有一支队伍能够完成所有指标。
大家对这款单片机不熟悉是一方面的原因，更核心的问题是不能熟练应用控制算法，当然，这个题本身也有问题（黑线的识别没有很好的办法）。
今年飞行器是否还会指定瑞萨单片机呢？？我个人觉得可能性很大，原因如下：一、R5F100LEA型单片机硬件资源丰富，为16为高性能MCU，独特的开发环境使得硬件配置只需点击鼠标便可以解决，完全适用于多旋翼飞行器；二、2013年的配套教学视频中专门讲述了与四旋翼飞行器有关的PWM、SPI、IIC 硬件配置，大家已经对瑞萨有一定认识；而今年这款原来并不在国内零售的单片机开始零售，有志于参加电赛的同学早有接触，且国内对四旋翼飞行器的研究如火如荼，各种电子设计类赛事中均有出现，早已不存在2013年那样的技术壁垒，应该说真正意义上开展竞赛的时机已然成熟。
综上，今年出现四旋翼飞行器的可能性不容忽视。
1.1具有AV端子输出的彩色摄像头（彩色制式不限）看到摄像头，大家想首先想到的是航拍，可能用到四旋翼飞行器上。
不过，强调摄像头必须是能输出彩色图像和具备AV端口的要求似乎暗示，摄像头可能并不是机载的。
AV端子也称AV接口，音频（Audio ）和视频（Video ）的简称，涉及视频和音频，数据量瞬间上升，这不是一般单片机能够处理的！！即便是飞思卡尔智能车比赛中用到的摄像头也只是数据量较小的CCD，并非AV制式。
2015年全国大学生电子设计竞赛双向DCDC电源设计报告
2013年全国大学生电子设计竞赛双向DC-DC变换器（A题）2015年8月12日摘要本系统以Buck和Boost并联，实现双向DC-DC交换，以STM32为核心控制芯片。
Buck降压模块使用XL4016开关降压型转换芯片，通过单片机闭环实现恒流输出控制。
放电回路选择Boost升压模块，以UC3843作为PWM控制器，组成电压负反馈系统，通过调整PWM的占空比，实现稳压输出。
系统能自动检测外部电源电压变化，在负载端电源较高时自动切换成充电模式，反之切换为放电状态。
系统具有过流、过压保护功能，并可对输出电压、电流进行测量和显示。
关键字：DC-DC交换；Buck；Boost；PWM控制AbstractThe system is Buck and Boost parallel, to achieve two-way DC-DC exchange, STM32 as the core control chip.The Buck Buck module uses the XL4016 switch Buck converter chip, takes the current signal in the output, controls the feedback of XL4016, completes the closed-loop control, and realizes the constant current output. Boost boost module uses UC3843 as the PWM control chip, according to the output voltage negative feedback signal to adjust the PWM signal, the closed-loop control is carried out, in order to achieve the regulator output.System can automatically switch charge and discharge mode, can also be manually switch. The system has the function of over current and over voltage protection, and can measure and display the output voltage and current.Key words: bidirectional DC-DC converter, Buck, boost, PWM control目录1系统方案 (1)1.1 升、降压电路的论证与选择 (1)1.2 系统组成及控制方法 (1)2系统理论分析与计算 (2)2.1 电路设计与分析 (2)2.1.1 提高效率的方法 (2)2.1.2 控制回路分析 (2)2.2 控制方法分析 (2)2.3 升压、降压电路参数计算 (3)2.3.1 元件选取 (3)2.3.2 电感计算 (3)3电路与程序设计 (4)3.1电路的设计 (4)3.1.1系统总体框图 (4)3.1.2 充电系统原理 (4)3.1.3 放电系统原理 (5)3.2程序的设计 (5)3.2.1程序功能描述与设计思路 (5)3.2.2程序流程图 (5)4测试方案与测试结果 (6)4.1测试方案 (6)4.2 测试条件与仪器 (7)4.3 测试结果及分析 (7)4.3.1测试结果(数据) (7)4.3.2测试分析与结论 (7)附录1：电路原理及实物 (8)附录2：主要程序片段 (9)双向DC-DC变换器（A题）【本科组】1系统方案系统要求效率，所以恒压输出、稳流输出都应采用开关电路，鉴于本题目要求的功能，系统主要由恒压控制模块、恒流控制模块组成，另为了灵活调整输出参数并实时监控系统工作状态，运用单片机控制技术，还有支持系统控制系统工作的辅助电源。
2015年电子设计大赛综合测评题课程设计解析
郑州轻工业学院电子技术课程设计题目： 2015年电赛测评试题*名：***专业班级：电信13-01 学号： ************ 院（系）：电子信息工程学院指导教师：曹卫锋谢泽会完成时间： 2015年10月 29日郑州轻工业学院课程设计任务书题目 2015年电子设计大赛综合测评试题专业电信工程13-1 学号 541301030134 姓名王苗龙主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容1．阅读相关科技文献。
2．学习电子制图软件的使用。
3．学会整理和总结设计文档报告。
4．学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ；2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ；3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波；4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ；5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。
频率误差不大于5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。
主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2010年8月2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2006年1月完成期限： 2015年10月30日指导教师签章：专业负责人签章：2015 年 10月26日2015年电子设计大赛综合测评试题摘要模拟电路中，多种波形产生电路属于信号的运算与处理电路，它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。
2015年全国大学生电子设计大赛F题技术报告
1.2 频率/周期测量模块的论证与选择
方案一：时间门限测量法，包括直接频率测量和直接周期测量。测频法即在一定的 时间门限 T 内，若测得输入信号的脉冲数为 N，则待测信号的频率
f
x
N / T ，通过改
变 T 即可改变所测频率范围，但此法在频率较低时误差较大；而测周法恰与测频相反， 即被测信号用来控制闸门电路的开关，标准时基信号作为计数脉冲。若时基信号的周期 为 T 0 ，则被测信号周期
fpga频率计等精度测量verilogiii目录目录11信号放大整形模块的论证与选择12频率周期测量模块的论证与选择13单片机控制及显示模块的论证与选择21前置放大整形电路的分析22各被测参数测量方法的分析221信号频率周期测量的分析222同频率方波时间间隔测量的分析223矩形波占空比的分析23提高仪器灵敏度措施的分析31电路的设计311系统总体框图312信号整形子系统框图313信号参数测量子系统框图314单片机控制及显示子系统框图315电源32程序的设计321程序功能描述与设计思路322程序流程图1041测试方案1042测试条件与仪器1143测试结果及分析11431测试结果数据11432测试分析与结论13附录1
III
数字频率计（F 题） 【本科组】 1 系统方案
本系统主要由如下三部分组成：信号整形、信号参数测量、单片机控制及显示。其中， 信号参数测量又可细分为频率/周期测量，时间间隔测量，占空比测量等模块，下面分别 论证这几个子系统的选择。
1.1 信号放大整形模块的论证与选择
方案一：采用分立元件实现前置放大整形功能，用两只三极管对信号放大后送入反 相器整形。设计电路详见附录图 6.1.1，通过仿真发现当被测信号幅度较小，频率较高 时所得到的波形品质较差，而频率超过 50MHz 时输出信号完全无法满足要求。另外，此 方案需要大量采用分立元件，系统设计复杂，调试困难，尤其是增益的定量调节很难， 而且，稳定性差，容易自激震荡也是该电路另外一个缺点。 方案二： AD811 同比例放大电路放大小信号， 大信号直接输入比较器， 由于 AD811 带 宽积太小放大高频信号的时候衰减严重。 方案三：AD8099 同相比例放大电路，迟滞比较器，输入输出阻抗匹配；这种电路放 大电路的输出信号杂波较多，放大器的输出信号波形较粗，适当调节迟滞比较器的门限 电压可以有效抑制杂波对后级比较器的影响， 这样输入信号为方波时信号的频率以及有 效值的范围都比题目要求宽，输入为正弦波时也能满足题目要求。 综合以上三种方案，选择方案三。
2015年全国大学生电子设计竞赛双向DCDC电源设计报告概论
2013年全国大学生电子设计竞赛双向DC-DC变换器（A题）2015年8月12日摘要本系统以Buck和Boost并联，实现双向DC-DC交换，以STM32为核心控制芯片。
Buck降压模块使用XL4016开关降压型转换芯片，通过单片机闭环实现恒流输出控制。
放电回路选择Boost升压模块，以UC3843作为PWM控制器，组成电压负反馈系统，通过调整PWM的占空比，实现稳压输出。
系统能自动检测外部电源电压变化，在负载端电源较高时自动切换成充电模式，反之切换为放电状态。
系统具有过流、过压保护功能，并可对输出电压、电流进行测量和显示。
关键字：DC-DC交换；Buck；Boost；PWM控制AbstractThe system is Buck and Boost parallel, to achieve two-way DC-DC exchange, STM32 as the core control chip.The Buck Buck module uses the XL4016 switch Buck converter chip, takes the current signal in the output, controls the feedback of XL4016, completes the closed-loop control, and realizes the constant current output. Boost boost module uses UC3843 as the PWM control chip, according to the output voltage negative feedback signal to adjust the PWM signal, the closed-loop control is carried out, in order to achieve the regulator output.System can automatically switch charge and discharge mode, can also be manually switch. The system has the function of over current and over voltage protection, and can measure and display the output voltage and current.Key words: bidirectional DC-DC converter, Buck, boost, PWM control目录1系统方案 (1)1.1 升、降压电路的论证与选择 (1)1.2 系统组成及控制方法 (1)2系统理论分析与计算 (2)2.1 电路设计与分析 (2)2.1.1 提高效率的方法 (2)2.1.2 控制回路分析 (2)2.2 控制方法分析 (2)2.3 升压、降压电路参数计算 (3)2.3.1 元件选取 (3)2.3.2 电感计算 (3)3电路与程序设计 (4)3.1电路的设计 (4)3.1.1系统总体框图 (4)3.1.2 充电系统原理 (4)3.1.3 放电系统原理 (5)3.2程序的设计 (5)3.2.1程序功能描述与设计思路 (5)3.2.2程序流程图 (5)4测试方案与测试结果 (6)4.1测试方案 (6)4.2 测试条件与仪器 (7)4.3 测试结果及分析 (7)4.3.1测试结果(数据) (7)4.3.2测试分析与结论 (7)附录1：电路原理及实物 (8)附录2：主要程序片段 (9)双向DC-DC变换器1系统方案系统要求效率，所以恒压输出、稳流输出都应采用开关电路，鉴于本题目要求的功能，系统主要由恒压控制模块、恒流控制模块组成，另为了灵活调整输出参数并实时监控系统工作状态，运用单片机控制技术，还有支持系统控制系统工作的辅助电源。
全国大学生电子设计竞赛D题设计报告
2015年全国大学生电子设计竞赛（瑞萨杯）增益可控射频放大器（D题）2015年8月15日摘要高频信号在生活中随处可见，有时需要将微弱的高频信号放大，需要制作高频放大器，本课题主要实现了一个增益可控的放大器。
本课题要设计的是增益可控的射频放大器，使其电压增益不小于52dB，-3dB 通频带不窄于40MHz至200MHz，并且在50MHz至160MHz的频率范围内增益波动不大于2dB，当输入电压有效值不高于5mV时其输出电压有效值不低于2V。
设计的放大器的增益可调节范围是-5dB至+57dB，在40MHz至200MHz的范围内可以保证增益波动不大于1.2dB，其-3dB通频带范围为30MHz至250MHz，步进控制的步长可调节为 1 2 4 8 16 32（dB），显示屏可以实时同步显示电路的总增益，并且可以显示电路中可调部分的当前值。
该放大器将在中频放大方面显示出它独特的优越性。
关键词：通频带较宽；增益较大；数显；可控目录一、方案论证与选择...................................................1、放大系统的论证与选择.................................................................................................2、电源系统的论证与选择.................................................................................................3、控制系统的论证与选择.................................................................................................3、控制系统的论证与选择………………………………………………………二、系统理论分析与理论值计算.........................................1、放大系统的分析 ..............................................................................................................2、放大倍数的计算 ..............................................................................................................三、电路与程序设计...................................................1、电路的设计 .......................................................................................................................2、程序的设计 .......................................................................................................................四、测试方案与测试结果...............................................1、测试方案............................................................................................................................2、测试条件与仪器 ..............................................................................................................3、测试结果及分析 ..............................................................................................................五、结论与心得.......................................................六、参考文献.........................................................增益可控射频放大器（D题）【本科组】一、方案论证与选择本系统主要由放大模块、电源模块、单片机控制模块、滤波模块、组成，下面分别论证这几个模块的选择。
2015年电子设计大赛综合测评题课程设计
郑州轻工业学院电子技术课程设计题目： 2015年电赛测评试题*名：***专业班级：电信13-01 学号： ************ 院（系）：电子信息工程学院指导教师：曹卫锋谢泽会完成时间： 2015年10月 29日郑州轻工业学院课程设计任务书题目 2015年电子设计大赛综合测评试题专业电信工程13-1 学号 541301030134 姓名王苗龙主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容1．阅读相关科技文献。
2．学习电子制图软件的使用。
3．学会整理和总结设计文档报告。
4．学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ；2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ；3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波；4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ；5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。
频率误差不大于5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。
主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2010年8月2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2006年1月完成期限： 2015年10月30日指导教师签章：专业负责人签章：2015 年 10月26日2015年电子设计大赛综合测评试题摘要模拟电路中，多种波形产生电路属于信号的运算与处理电路，它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。
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郑州轻工业学院电子技术课程设计题目： 2015年电赛测评试题姓名：王苗龙专业班级：电信13-01 学号： 541301030134 院（系）：电子信息工程学院指导教师：曹卫锋谢泽会完成时间： 2015年10月 29日郑州轻工业学院课程设计任务书题目 2015年电子设计大赛综合测评试题专业电信工程13-1 学号 541301030134 姓名王苗龙主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容1．阅读相关科技文献。
2．学习电子制图软件的使用。
3．学会整理和总结设计文档报告。
4．学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求1、使用555时基电路产生频率20kHz-50kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅰ；2、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度为1V的方波Ⅱ；3、使用数字电路74LS74，产生频率5kHz-10kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的三角波；4、产生输出频率为20kHz-30kHz连续可调，输出电压幅度峰峰值为3V的正弦波Ⅰ；5、产生输出频率为250kHz，输出电压幅度峰峰值为8V的正弦波Ⅱ；方波、三角波和正弦波的波形应无明显失真（使用示波器测量时）。
频率误差不大于5%；通带内输出电压幅度峰峰值误差不大于5%。
主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2010年8月2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2006年1月完成期限： 2015年10月30日指导教师签章：专业负责人签章：2015 年 10月26日2015年电子设计大赛综合测评试题摘要模拟电路中，多种波形产生电路属于信号的运算与处理电路，它主要由信号产生电路、信号运算电路、信号处理电路构成。
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，可通过一定数目的电容、电阻构成多谐振荡器。
74ls74是一种上升沿双D触发器芯片，可以对信号分频处理。
LM324为四通道运放集成芯片，可以构成信号基本运算电路。
本课程设计的基本目标：使用555多谐振荡器产生方波作为信号源，由74ls74对信号进行四分频处理，由LM324四运放芯片对信号分别独立进行积分运算、低通滤波运算，带通滤波运算从而得到所需波形。
通过理论计算分析，最终实现规定的电路要求，并做成实物，经过反复检测，符合设计要求。
关键词：波形产生分频信号运算信号处理目录1 设计方案 (1)1 设计方案 (1)2 多波形产生电路设计 (2)2.1 设计原理 (2)2.2 整体流程框图 (2)3 单元电路设计 (3)3.1 555多谐振荡器 (3)3.2 74ls74分频电路 (3)3.3 积分电路 (4)3.4 低通滤波器 (5)3.5 带通滤波器 (6)4 元件参数选择 (8)4.1 555多谐振荡器 (8)4.2 74ls74分频电路 (8)4.3积分电路 (8)4.4低通滤波器 (9)4.5带通滤波器 (9)5 结论 (10)6 个人总结 (11)参考文献 (12)附录1 电路原理图及元件清单 (13)附录2 PCB及实物照片 (14)1 设计方案1 设计方案使用555和外围电路构成多谐振荡器，产生20kHz-50kHz的方波作为信号源，利用此方波作为基本信号。
将基本信号通过电阻分压可得到电压幅度1V、20kHz-50kHz连续可调的方波I；将基本信号通过74ls74双D触发器进行四分频，然后电阻分压得到5kHz-10kHz连续可调电压幅度为1V的方波II；将方波II通过由LM324四通道运放构成的积分电路，得到5kHz-10kHz连续可调电压幅度峰峰值为3V的三角波；将方波I通过由LM324四通道运放构成的低通滤波器，得到20kHz-50kHz连续可调电压幅度峰峰值为3V的正弦波I；将基本信号固定频率，然后通过由LM324四通道运放构成的带通滤波器，得到250 kHz左右的正弦波，再通过由LM324四通道运放构成的低通滤波器，得到250k峰峰值8V的正弦波II。
2 多波形产生电路设计2.1 设计原理555多谐振荡器：电源接通时，555的3脚输出高电平，同时电源通过R1R2向电容c充电，当c上的电压到达555集成电路6脚的阀值电压（2/3电源电压）时，555的7脚把电容里的电放掉，3脚由高电平变成低电平。
当电容的电压降到1/3电源电压时，3脚又变为高电平，同时电源再次经R1R2向电容充电。
这样周而复始，形成振荡。
74ls74四分频：74LS74是个双D触发器，把其中的一个D触发器的Q非输出端接到D输入端，时钟信号输入端CLOCK接时钟输入信号，这样每来一次CLOCK 脉冲，D触发器的状态就会翻转一次，每两次CLOCK脉冲就会使D触发器输出一个完整的方波，这就实现了二分频。
把同一片74LS74上的两路D触发器串联起来，其中一个D触发器的输出作为另一个D触发器的时钟信号，这就实现了四分频。
LM324:四通道运算放大器，与一定数目的电阻电容可以构成积分电路、低通滤波器、带通滤波器，从而实现信号的运算处理。
2.2 整体流程框图图2-1 多波形产生器设计框图如图2-1展示了此多波形产生电路的基本工作流程，经过仿真验证证明此电路的可行性。
3 单元电路设计3.1 555多谐振荡器由555定时器和外接元件R1、R2和C构成的多谐振荡器，2脚与6脚直接相连，电路没有稳态，只有两个暂稳态，电路也不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向电容C充电，使电路产生震荡，电容在1/3VCC和2/3VCC 之间充电和放电，其仿真波形如图3-2所示，实测波形如图3-3所示。
图3-1 555多谐振荡器调节电位器R2的阻值就可以调整所产生方波的频率。
外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，该电路用少量的元件就可以获得高精度震荡频率和较强的功率输出能力，输出的方波经过电阻分压就得到了稳定的20kHz-50kHz连续可调的方波I。
所以该电路符合设计要求。
图3-2 仿真波形3-3 实测波形3.2 74ls74分频电路一个74ls74 集成芯片有两个D触发器，一个D触发器可以组成一个二分频电路，把其中的一个D触发器的Q非输出端接到D输入端，时钟信号输入端CLOCK 接时钟输入信号，这样每来一次CLOCK脉冲，D触发器的状态就会翻转一次，每两次CLOCK脉冲就会使D触发器输出一个完整的正方波，这就实现了信号二分频。
二分频电路输入信号过零上升沿每到来一次二分频器状态翻转一次便可得到二分频，把两个D触发器串联起来，就是四分频电路。
于是基本方波信号就被分频成了5kHz-10 kHz的方波，然后经过分压电路，就得到5kHz-10 kHz的方波幅值为1V的方波II。
74ls74四分频电路原理如图3-4所示，仿真效果如图3-5所示，实测效果如图3-6所示图3-4 分频电路原理图3-5 仿真波形图3-6 实测波形3.3 积分电路积分电路可以用来进行波形变换，由于交流信号需要和偏置电压复合，以偏置电压为参考点，交流信号分别位于正负半周，为了使积分输出的波形更稳定，也为了使电路输出振幅符合题意要求，需要设置参考电压。
这里设置的参考电压为2.5V，由于只有10V单电源供电，选用5V稳压管，将电压稳到5V，然后进行分压，从而得到2.5V参考电压，其电路如图3-7所示。
积分电路是使输出信号与输入信号的时间积分值成比例的电路，积分电路可将矩形脉冲波转换为三角波，积分电路原理如图3-8所示。
图3-7 参考电压图3-8 积分电路电路将5kHz-10kHz连续可调的方波进行积分，得到5kHz-10kHz峰峰值3V 的三角波，其仿真波形如图3-9所示，实测波形如图3-10所示。
图3-9仿真波形图3-9实测波形3.4 低通滤波器低通滤波器由两节RC滤波电路和同相比例放大电路组成，其中同相比例放大电路具有输入阻抗高，输出阻抗低的特点。
低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。
低通滤波器的作用是抑制高频信号，通过低频信号。
简单理解，可认为是通低频、阻高频。
低通滤波器包括有源低通滤波器和无源低通滤波器，无源低通滤波器通常由电阻、电容组成，也有采用电阻、电感和电容组成的。
有源低通滤波器一般由电阻、电容及运算放大器构成，这里所用的是有缘低通滤波器。
低通滤波器电路图如图3-10。
图3-10低通滤波器任何周期信号，都可以看作是不同振幅，不同相位正弦波的叠加。
而贯穿时域与频域的方法之一，就是传中说的傅里叶分解。
此处20kHz-30kHz的方波信号就可以用低通滤波器将其中的正弦波分离出来然后得到电压峰峰值为3V、连续可调的20kHz-30kHz正弦波信号I。
仿真信号如图3-11，实测信号如图3-12。
图3-11 仿真波形图3-12实测波形3.5 带通滤波器带通滤波器是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备，也就是通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器。
任何一个周期信号都可以展开成傅里叶级数，也就是若干次正弦波之和，根据这一原理，可以用带通滤波器，将频带设置在250kHz左右就可以。
本电路将通频带设置在250kHz+20Hz之间，得到谐波分量，然后再用低通滤波器将高于250kHz的谐波分量滤除，即得到250kHz的正弦波分量。
此处带通滤波器和低通滤波器共同工作对50kHz的方波进行选择分离，得到固定频率250kHz峰峰值8V 的正弦波。
电路如图3-13所示。
图3-13 正弦波选频电路图3-14 仿真波形 图3-15 实测波形4 元件参数选择4.1 555多谐振荡器555电路要求R1、R2均应大于或等于1kΩ，但R1+R2应小于3.3MΩ。
其输出信号的时间参数是：T=tw1+tw2tw1=0.7(R1+R2)*Ctw2=0.7R2*Cf=1/T所以调节R2的阻值，就可以调节所产生方波的频率，然后调节输出端的滑动变阻器就可以调节所产生方波的幅值。
4.2 74ls74分频器分频就是用同一个时钟信号通过一定的电路结构转变成不同频率的时钟信号。
四分频就是通过有分频作用的电路结构，在时钟每触发4个周期时，电路输出1个周期信号。
用一个脉冲时钟触发一个计数器，计数器每计4个数就清零一次并输出1个脉冲，那么这个电路就实现了四分频功能。
Cp接时钟，Q=1,D=/Q=OUT,R=S=0(接地)，就是Q端接高电平，D端接Q非，值位复位端都接地。
这就组成了一个二分频D触发器，两个D触发器串联，就构成了四分频器。