3脚：OUT（或Vo）输出端。2脚：TR低触发端。6脚：TH高触发端。 4脚：R是直接清零端。当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：CO(或VC)为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。 7脚：D放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。电阻分压器由三个5kΩ的等值电阻串联而成。电阻分压器为比较器C1、C2提供参考电压，比较器C1的参考电压为2/3Vcc，加在同相输入端，比较器C2的参考电压为1/3Vcc，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组成。高电平触发信号加在C1的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器R端的输入信号；低电平触发信号加在C2的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器S端的输入信号。基本RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。
3.2.2方波产生电路的实现方案
图3-4 555定时器构成的多谐振荡器
用555定时器构成的多谐振荡器电路如图3-4所示：图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。定时器的触发
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输入端（2脚）和阀值输入端（6脚）与电容相连；集电极开路输出端（7脚）接R1、R2相连处，用以控制电容C的充、放电；外界控制输入端（5脚）通过0.01uF电容接地。
电路接通电源的瞬间，由于电容C来不及充电，V=0v，所以555定时器状态为1，输出Vo为高电平。同时，集电极输出端（7脚）对地断开，电源对电容C充电，电路进入暂稳态I，此后，电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。暂稳态Ⅰ的维持时间，即输出Vo的正向脉冲宽度T1≈0.7(R1+R2)C；暂稳态Ⅱ的维持时间，即输出Vo的负向脉冲宽度T2≈0.7R2C。
因此，振荡周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C，振荡频率f=1/T。正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比Ｄ，由上述条件可得D=（R1+R2）（/R1+2R2），若使R2>>R1，则D≈1/2，即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波（方波）。
方波电路输出仿真结果如图3-5所示
图3-5方波输出
第四章 信号处理
4.1 求和电路
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图4-1信号叠加电路
根据虚短﹑虚断的概念求得图4-1电路图的输出表达式为：
V0=
R7(R11?R12)Vi1R10(R11?R12)Vi2+ (4-1)
R11(R7?R10)R11(R7?R10)由（1）可以看出该电路的功能是将信号Vi1和Vi2叠加为一个信号输出，其
中Vi1为第三章产生的正弦波，Vi2为第三章产生的方波。Vo输出波形如图4-2所示
图4-2叠加电路输出
4.2 滤波放大电路的设计与分析
4.2.1 方案选择
滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率（通常是某个频率范围）的信号通过，而其它频率的信号幅值均要受到衰减或者抑制。这些网络可以由RLC元件或RC元件构成无源滤波器，也可以由RC元件和有源器件（如集成运放）构成有源滤波器。由集成运放、R、C组成的有源滤波有不用电感、体积小、重量轻的特点，此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出阻抗又低，构成有源滤波器后还具有一定的电压放大和缓冲作用，因此本次实验选择有源滤波器。
一个理想的滤波器应在要求的通带内具有均匀而稳定的增益，而在通带以外则具有无穷大的衰减。然而实际的带通滤波器距此有一定的差距，为此采用各种函数来逼近理想滤波器的频率特性。常用的逼近方法是巴特沃斯最大平坦响应和切比雪夫等波动响应，在不许带内有波动时，用巴特沃斯响应较好，在给定带内所允许的纹波差，则用切比雪夫响应比较好。
为了获得比较稳定的信号，选择具有巴特沃斯响应的二阶RC有源滤波器设计方案。具有巴特沃斯响应的二阶RC带通滤波器的常用电路有电压控制电压源电路
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和无限增益多路反馈电
路。电压控制电压源电路中的运放为同相输入，输入阻抗很高，输出阻抗很低，滤波器相当于一个电压源，故称电压控制电压源电路，其优点是电路性能稳定，增益易调。而无限增益多路反馈电路的中的运放为反相输入，输出端通过电容和电阻形成两条反馈支路，故称无限增益多路反馈电路，其优点是电路有倒相作用，使用元件较少，但增益调节对其性能参数会有影响。为了使所设计的滤波器具有较好的增益可调性，选择电压控制电压源电路。
又由于本滤波器的作用是为了提取图4-2V0中的正弦信号，经过傅里叶分析知，方波的频谱分布非常广泛，几乎包含整个频带范围。而正弦波的频谱分布较为集中，主要集中在正弦波的中心频率上。经过以上多方面的分析、比较，选出的方案为：设计一个具有巴特沃斯响应的二阶RC有源带通滤波电路。使得有源带通滤波器的通带包含正弦波的中心频率，这样便可有效的提取出正弦信号。
4.2.2二阶RC有源带通滤波器的设计
带通滤波器的原理是通过对电容、电阻参数的配置，使得模拟滤波器对频率在通带内的频率分量呈现很小的阻抗，而对频带外的频率分量呈现很大的阻抗，这样当负载电流信号通过该模拟带通滤波器的时候就可以把通带内的信号提取出来，把通带外的信号去除。
图4-3二阶有源滤波电路
图4-3所示电路为二阶有源带通滤波电路，图中R22、C13组成低通网络，R26、C10组成高通网络，两者串联就组成了无源带通滤波电路，图中在带通电路的输出端再加上一个电压跟随器，使之与负载很好的隔离开，三者构成了一个简单的二阶有源带通滤波电路，由于电压跟随器的输入阻抗很高、输出阻抗很低、并且有电压放大功能的特性，将其改为同相比例放大电路如原理图4-3中所示的接法即可实现对滤出的信号的电压进行放大，通过改变R22、C13、R26、C10的值，可以调整带通滤波电路的中心频率，通过改变R23、R25的值可以调整带通滤波电路的品质因素、增益和带宽。
原理图4-3所示电路有：电路简单，元件参数少，电路稳定性好，增益可调等
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特点。
4.2.3 二阶RC有源带通滤波器的性能参数及器件参数的选取
同相比例放大电路的电压增益就是带阻滤波器的通带电压增益，即AUF=AVF=1+
R23。 R252带通滤波器的中心角频率?0?111?(?)。 2R22R24R26?C带通滤波器的带宽：BW=fp2-fp1=2(2-AUF)?f0
品质因数，它的大小影响带阻滤波器在截止频率处幅频特性的形状。Q=
f01=。 BW2(2?Aup）f0本次带通滤波器设计的目的是将中心频率为2KHz的正弦信号从正弦波与方波的叠加波中提取出来。故带通滤波器的中心频率为2KHz。根据中心频率选择电容，因为中心频率在1KHz至10KHz的范围内，因此选择电容值为C?0.01uf的电容。根据所选的实际电容值以及公式K=
100
（其中f0的单位为Hz；C的单位为f0?C
μF）计算出电阻换标系数K的大小，通过计算，K=5。再由参考资料《基础电子电路设计与实践》中的表4.5.5 二阶带通滤波器（巴特沃斯响应）设计表、滤波器参数和电阻换标系数，选择电阻，如图4-3所示。
最后，选择的集成运算放大器为TL082CD。TL082CD的功能介绍为：TL082CD芯片具有高输入阻抗，低输入偏置电流，谐波失真0.003%，增益带宽积3MHz，开环增益106Db，转换速率13V/us。综合考虑集成运算放大器TL082CD芯片的各方面特性，其正好符合有源带通滤波电路所需要的功能，故选择它作为电路中的同相比例放大电路。
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信号处理电路的设计
