CN206595904U - 一种波形转换信号处理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种波形转换信号处理电路，包括正弦交流电源，还包括依次连接的整流桥、波形转换电路和滤波放大电路；所述整流桥为全波整流桥，整流桥的两个输入端与正弦交流电源的两端相连，整流桥的一个输出端接地，另一个输出端与波形转换电路的输入端相连，波形转换电路的输出端与滤波放大电路的输入端相连。本实用新型的波形转换电路使用的电子器件较少，结构简单，转换效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电路结构，具体涉及一种波形转换信号处理电路。
背景技术
信号处理是指对各种类型的电信号按各种预期的目的及要求进行加工过程的统称。对模拟信号的处理称为模拟信号处理，对数字信号的处理称为数字信号处理。所谓“信号处理”，就是要把记录在某种媒体上的信号进行处理，以便抽取出有用信息的过程，它是对信号进行提取、变换、分析、综合等处理过程的统称。人们为了利用信号，就要对它进行处理，例如，电信号弱小时，需要对它进行放大；混有噪声时，需要对它进行滤波；当频率不适应于传输时，需要进行调制及解调；信号遇到失真畸变时，需要对它均衡；当信号类型很多时，需要对它进行识别。
信号处理最基本的内容有变换、滤波、调制、解调、检测以及频谱分析和估计等。而信号的变换主要包括信号波形变换，例如，在测量、遥控、通信、自动控制和超声波电焊等加工设备中，都有正弦波振荡器的应用，在数字系统需要某些特殊信号时，又会用到方波、三角波、锯齿波等非正弦波信号。而方波、三角波、锯齿波等非正弦波信号又可以通过正弦波信号得到，这就涉及到信号的波形转换。此外，在电信装备和各类控制系统中，滤波器的应用也极为广泛，滤波器的优劣直接决定了产品的优劣。
传统的正弦交流电信号变锯齿波电信号的电路往往结构复杂，失真严重，且锯齿波信号的频率与正弦交流电信号的频率不同步。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，目的在于提供一种波形转换信号处理电路，其通过设置结构简单的整流桥和波形转换电路，再在滤波放大电路的作用下进行信号的滤波放大，使本实用新型电路结构简单，性能良好，经济实用。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种波形转换信号处理电路，包括正弦交流电源，还包括依次连接的整流桥、波形转换电路和滤波放大电路；所述整流桥为全波整流桥，整流桥的两个输入端与正弦交流电源的两端相连，整流桥的一个输出端接地，另一个输出端与波形转换电路的输入端相连，波形转换电路的输出端与滤波放大电路的输入端相连；所述波形转换电路包括第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第一电容，所述第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端接地，第一电阻与第一三极管相连的一端还与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端作为波形转换电路的输入端，第一三极管的集电极同时与第三电阻的一端和第二三极管的基极连接，第三电阻的另一端同时与第二电阻作为输入端的一端和第四电阻的一端连接，第四电阻的另一端与第二三极管的集电极连接，第四电阻与第三电阻相连的一端接地，第二三极管的集电极与第一电容的一端连接，第一电容的另一端接地，第二三极管的集电极作为波形转换电路的输出端，同时也是本实用新型的输出端。使用本实用新型时，先由整流桥将正弦交流电源的正弦波信号整流成脉动直流信号，该脉动直流信号的频率是正弦波信号频率的两倍，直流电压经分压后为第一三极管提供一个基极电流，通过设置合适的第一电阻值和第二电阻值，使在一段时间内，第一电阻的分压大于第一三极管的门限电压，则第一三极管饱和导通，此时第一三极管的集电极与发射极之间的压降很小，第二三极管处理截止阻断状态，与此同时，直流电压经第四电阻给第一电容充电，第一电容上的电位便按照RC积分特性曲线上升，并达到直流电压峰值的0.631 倍为止，由此构成锯齿波电压的正程(正方向)；当第一电阻的分压下降到小于第一三极管的门限电压时，第一三极管由导通转为截止，第二三极管由截止转为导通，第一电容这时会快速放电，使第一电容上的电位由0.631倍直流电压迅速降至0.4V(三极管的集电极与发射极间的饱和压降)，这一过程便是锯齿波电压的逆程(反方向)，从而完成从正弦波交流信号到锯齿波交流信号的转变，整个过程使用的电子器件较少，结构简单，转换效率高；得到的锯齿波信号最后经过滤波放大电路进行滤波和放大，使最终得到的锯齿波信号更加真实和准确。
进一步地，所述波形转换电路还包括第二电容，所述第二电容串联在第四电阻接地的线路上。第二电容可以对电路信号进行初步滤波，减少后面电路的工作量，延长电路电子器件的使用寿命。
进一步地，所述波形转换电路还包括二极管，所述二极管串联在第三电阻与第二电阻相连的线路上，且二极管的正极与第二电阻相连，二极管的负极与第三电阻相连。本实用新型通过设置二极管，可以限制电流方向，有利于提高波形转换时的真实度。
进一步地，所述滤波放大电路包括放大器、第五电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第三电容；所述放大器的同相输入端与第五电阻的一端连接，第五电阻的另一端作为滤波放大电路的输入端，第三电容的一端与第五电阻相对作为滤波放大电路输入端的另一端相连，第三电容的另一端接地，放大器的反相输入端同时与第七电阻和第八电阻的一端连接，第七电阻的另一端接地，第八电阻的另一端与放大器的输出端相连，放大器的输出端作为滤波放大电路的输出端，第九电阻的一端与放大器的输出端相连，第九电阻的另一端与第五电阻相对作为滤波放大电路输入端的另一端相连。
进一步地，所述滤波放大电路还包括第六电阻和第四电容，所述第六电阻的一端与放大器的同相输入端相连，第六电阻的另一端接地，第四电容串联在第五电阻与放大器相连的线路上。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本实用新型的波形转换电路使用的电子器件较少，结构简单，转换效率高；2、得到的锯齿波信号最后经过滤波放大电路进行滤波和放大，使最终得到的锯齿波信号更加真实和准确；3、第二电容可以对电路信号进行初步滤波，减少后面电路的工作量，延长电路电子器件的使用寿命；4、通过设置二极管，可以限制电流方向，有利于提高波形转换时的真实度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：Ui—正弦交流电源，A—放大器，D—二极管，Q1—第一三极管，Q2—第二三极管，C1—第一电容，C2—第二电容，C3—第三电容，C4—第四电容，R1—第一电阻，R2—第二电阻，R3—第三电阻，R4—第四电阻，R5—第五电阻，R6 —第六电阻，R7—第七电阻，R8—第八电阻，R9—第九电阻。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例
如图1所示，本实施例提供一种波形转换信号处理电路，包括正弦交流电源Ui，还包括依次连接的整流桥、波形转换电路和滤波放大电路；整流桥为全波整流桥，整流桥的两个输入端与正弦交流电源Ui的两端相连，整流桥的一个输出端接地，另一个输出端与波形转换电路的输入端相连，波形转换电路的输出端与滤波放大电路的输入端相连。
波形转换电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2和二极管D，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的基极与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端接地，第一电阻R1与第一三极管Q1相连的一端还与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端作为波形转换电路的输入端，第一三极管Q1的集电极同时与第三电阻R3的一端和第二三极管 Q2的基极连接，第三电阻R3的另一端同时与二极管D的负极和第四电阻R4的一端连接，二极管D的正极与第二电阻R2作为输入端的一端连接，第四电阻R4的另一端与第二三极管Q2的集电极连接，第四电阻R4与第三电阻R3相连的一端还与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端接地，第二三极管Q2的集电极与第一电容C1的一端连接，第一电容C1 的另一端接地，第二三极管Q2的集电极作为波形转换电路的输出端。
滤波放大电路包括放大器A、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三电容C3和第四电容C4；放大器A的同相输入端同时与第六电阻R6和第四电容C4的一端连接，第六电阻R6的另一端接地，第四电容C4的另一端同时与第五电阻 R5的一端、第九电阻R9的一端和第三电容C3的一端相连，第五电阻R5的另一端作为滤波放大电路的输入端，第九电阻R9的另一端与放大器A的输出端相连，第三电容C3的另一端接地；放大器A的反相输入端同时与第七电阻R7和第八电阻R8的一端连接，第七电阻R7 的另一端接地，第八电阻R8的另一端与放大器A的输出端相连，放大器A的输出端作为滤波放大电路的输出端。
实施本实施例时，先由整流桥将正弦交流电源的正弦波信号整流成脉动直流信号，该脉动直流信号的频率是正弦波信号频率的两倍，直流电压经分压后为第一三极管Q1提供一个基极电流，通过设置合适的第一电阻R1的值和第二电阻R2的值，使在一段时间内，第一电阻R1的分压大于第一三极管Q1的门限电压，则第一三极管Q1饱和导通，此时第一三极管 Q1的集电极与发射极之间的压降很小，第二三极管Q2处于截止阻断状态，与此同时，直流电压经第四电阻R4给第一电容C1充电，第一电容C1上的电位便按照RC积分特性曲线上升，并达到直流电压峰值的0.631倍为止，由此构成锯齿波电压的正程(正方向)；当第一电阻R1的分压下降到小于第一三极管Q1的门限电压时，第一三极管Q1由导通转为截止，第二三极管Q2由截止转为导通，第一电容C1这时会快速放电，使第一电容C1上的电位由0.631倍直流电压迅速降至0.4V(三极管的集电极与发射极间的饱和压降)，这一过程便是锯齿波电压的逆程(反方向)，从而完成从正弦波交流信号到锯齿波交流信号的转变。
本实施例中，放大器的型号为TL082CD。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种波形转换信号处理电路，包括正弦交流电源(Ui)，其特征在于，还包括依次连接的整流桥、波形转换电路和滤波放大电路；所述整流桥为全波整流桥，整流桥的两个输入端与正弦交流电源(Ui)的两端相连，整流桥的一个输出端接地，另一个输出端与波形转换电路的输入端相连，波形转换电路的输出端与滤波放大电路的输入端相连；
所述波形转换电路包括第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第一电容(C1)，所述第一三极管(Q1)的发射极接地，第一三极管(Q1)的基极与第一电阻(R1)的一端连接，第一电阻(R1)的另一端接地，第一电阻(R1)与第一三极管(Q1)相连的一端还与第二电阻(R2)的一端连接，第二电阻(R2)的另一端作为波形转换电路的输入端，第一三极管(Q1)的集电极同时与第三电阻(R3)的一端和第二三极管(Q2)的基极连接，第三电阻(R3)的另一端同时与第二电阻(R2)作为输入端的一端和第四电阻(R4)的一端连接，第四电阻(R4)的另一端与第二三极管(Q2)的集电极连接，第四电阻(R4)与第三电阻(R3)相连的一端接地，第二三极管(Q2)的集电极与第一电容(C1)的一端连接，第一电容(C1)的另一端接地，第二三极管(Q2)的集电极作为波形转换电路的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种波形转换信号处理电路，其特征在于，所述波形转换电路还包括第二电容(C2)，所述第二电容(C2)串联在第四电阻(R4)接地的线路上。
3.根据权利要求1或2所述的一种波形转换信号处理电路，其特征在于，所述波形转换电路还包括二极管(D)，所述二极管(D)串联在第三电阻(R3)与第二电阻(R2)相连的线路上，且二极管(D)的正极与第二电阻(R2)相连，二极管(D)的负极与第三电阻(R3)相连。
4.根据权利要求1所述的一种波形转换信号处理电路，其特征在于，所述滤波放大电路包括放大器(A)、第五电阻(R5)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)和第三电容(C3)；所述放大器(A)的同相输入端与第五电阻(R5)的一端连接，第五电阻(R5)的另一端作为滤波放大电路的输入端，第三电容(C3)的一端与第五电阻(R5)相对作为滤波放大电路输入端的另一端相连，第三电容(C3)的另一端接地，放大器(A)的反相输入端同时与第七电阻(R7)和第八电阻(R8)的一端连接，第七电阻(R7)的另一端接地，第八电阻(R8)的另一端与放大器(A)的输出端相连，放大器(A)的输出端作为滤波放大电路的输出端，第九电阻(R9)的一端与放大器(A)的输出端相连，第九电阻(R9)的另一端与第五电阻相对作为滤波放大电路输入端的另一端相连。
5.根据权利要求4所述的一种波形转换信号处理电路，其特征在于，所述滤波放大电路还包括第六电阻(R6)和第四电容(C4)，所述第六电阻(R6)的一端与放大器(A)的同相输入端相连，第六电阻(R6)的另一端接地，第四电容(C4)串联在第五电阻(R5)与放大器(A)相连的线路上。
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