基于51單片機的超聲波發(fā)生器設計方案

　　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{△}

　　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。