農用超聲波發(fā)生器的設計

在實(shí)驗中已知頻率和電容參數計算電感參數，由已知條件可得：Ll=L2=11257．9 nH；L3=112．58 nH。
由單片機輸出的信號頻率即在A(yíng)1點(diǎn)或A2點(diǎn)(0．03 MHz)經(jīng)由5倍頻放大后輸出的信號頻率應為輸入信號頻率的5倍即為A3點(diǎn)或A4點(diǎn)(O．15 MHz)，仿真結果如圖5所示。

2．3 整波電路的設計
在本實(shí)驗中運用的是CD4069集成非門(mén)電路，非門(mén)主要是將輸入信號波整合成方波以便于后面與門(mén)對波的進(jìn)一步處理。只要工作電壓達到非門(mén)的開(kāi)啟電壓經(jīng)過(guò)這樣的處理就可將輸入波整合成方波，如圖6所示。

由5倍頻放大器輸出的信號頻率即在A(yíng)3點(diǎn)或A4點(diǎn)(0．15 MHz)經(jīng)由兩個(gè)非門(mén)后(即在A(yíng)5點(diǎn)或A6點(diǎn))輸出的信號應為方波，仿真結果如圖7所示。
2．4 和頻電路的設計
在本實(shí)驗中運用的是CD4081集成與門(mén)電路，與門(mén)主要是將輸入的兩列方波信號相互作用后再輸出，而后進(jìn)入后面的5倍頻電路進(jìn)行進(jìn)一步的處理。在本實(shí)驗中與門(mén)起到了乘法器的作用，并且可以減少雜波的干擾，使實(shí)驗效果更加良好。
其中與門(mén)實(shí)現和頻的原理是實(shí)驗中的關(guān)鍵，下面就對此做出討論：設兩列占空比為1；1幅值為1的方波b(t)和x(t)的頻率分別為f0和f1= f0+△，其中f0為標準頻率，f1為待測頻率，設f1≥f0且1≤f1／f02(同理可證明f0≥f1且1≤f0／fl2的情況)，△max=max{△}f0。將兩方波b(t)和x(t)加到與門(mén)的輸入端(相乘)，則產(chǎn)生b(t)·x(t)的輸出。兩個(gè)方波按偶函數展開(kāi)為：

根據傅里葉有關(guān)定理知：設周期為2l周期函數f(x)滿(mǎn)足收斂定理條件，則它的傅里葉級數展開(kāi)式為：


假設有兩列波：
方波1可表示為：
sinω1t+(1/3)sin3ω1t+(1/5)sin5ω1t+…
方波2可表示為：
sinω2t+(1/3)sin3ω2t+(1/5)sin5ω2t+…
方波1乘以方波2就為ω1+ω2波。
本實(shí)驗中方波1(0．15 MHz)與方波2(0．15 MHz)經(jīng)過(guò)與門(mén)后就變成0．3 MHz(0．15MHz+0．15MHz)的方波，如圖8所示。

由非門(mén)輸出的信號頻率即在A(yíng)5點(diǎn)(0．15MHz)或A6點(diǎn)(0．15MHz)經(jīng)由與門(mén)后輸出的信號應為頻率為O．3 MHz的方波(即在A(yíng)7點(diǎn))，仿真結果如圖9所示。