信号与系统实验报告材料7Wav信号地波形分析报告与合成

信号与系统实验报告材料7Wav信号地波形分析报告与合成
信号与系统实验报告材料7Wav信号地波形分析报告与合成

武汉大学教学实验报告

电子信息学院电子信息工程专业 2105 年 10 月 2 日实验名称 Wav 信号的波形分析与合成指导教师邹炼姓名年级 2013级学号成绩

绘制傅里叶反变换得到的时域信号以及原时域信号

载入chirp信号之后,对信号分段进行傅里叶变换得到不同的频谱图

男生和女生发出a的频域信号(取时域信号最强的一小部分来求频谱)

二、实验操作过程

1、持续音的频谱分析

(1)将 Windows 的系统目录下的ding.wav 文件读入,这是一个双声道的声音,选择第一列的信号,使用fft 求取其频谱,并用plot 显示它的幅度谱,

观察主要的正弦分量,分别用1024和2048个点进行快速傅里叶变换

附件:Matlab源文件

%author:郑程耀

clear all;clc; %先关闭所有图片

[y1,fs1]=wavread('E:\文档\课件\matlab实验\实验七\nana.wav'); [y2,fs2]=wavread('E:\文档\课件\matlab实验\实验七\nva.wav'); % subplot(211)

% plot(y1)

% title('男生语音a')

% subplot(212)

% plot(y2)

% title('女生语音a')

[sod,ind_y1]=max(y1);

y1=y1(ind_y1:ind_y1+1023); % yr(3000:3000+1023)

%求取幅度谱并显示,首先是2048点的

YR1=fft(y1,1024);

subplot(211)

plot(linspace(-pi,pi,1024),fftshift(abs(YR1)));

title('男生语音频谱')

[sod,ind_y2]=max(y2);

y2=y2(ind_y2:ind_y2+1023); % yr(3000:3000+1023)

%求取幅度谱并显示,首先是2048点的

YR2=fft(y2,1024);

subplot(212)

plot(linspace(-pi,pi,1024),fftshift(abs(YR2)));

title('女生语音频谱')

《解题思路》信号波形合成实验电路(2)

信号波形合成实验电路(C 题) 设计任务:设计制作一个电路,能够产生多个不同频率的正弦信号,并将这些信号再合成为近似方波和其他信号。 1.基本要求 (1)方波振荡器的信号经分频与滤波处理,同时产生频率为10kHz 和30kHz 的正弦波信号,这两种信号应具有确定的相位关系(要求2个信号来自同一信号源); 需要分频,所以振荡器产生150kHz 的信号。3分频得到50kHz ,5分频得到 30kHz 、15分频得到10kHz 。 (2)产生的信号波形无明显失真,幅度峰峰值分别为6V 和2V ; 方波的展开式:)7sin 7 15sin 513sin 31(sin 4)( ++++=t t t t h t f ωωωωπ 其中h 是方波的幅度(一半高度)h=2.36V ,方波高度4.71V 。 采用RLC 串联谐振电路作为选频电路,对方波进行频谱分解。其中RLC 分别选:对于10kHz 的基波,1、10mH 、25.36nF 、Q=100;对于30kHz 的3次谐波,1、10mH 、2.8nF 、Q=100。 采用低通开关电容滤波器TLC04,截止频率设为40kHz 需要2MHz 的时钟,20kHz 需要1MHz 的时钟。需要用运放组成带通滤波器。 (3)制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路,将产生的10kHz 和 30kHz 正弦波信号,作为基波和3次谐波,合成一个近似方波,波形幅度为5V 。 制作一个移相网络,使得两路信号同相,然后叠加即可(运放实现)。 2.发挥部分 (1)再产生50kHz 的正弦信号作为5次谐波,参与信号合成,使合成的波 形更接近于方波; 用运放组成带通滤波器(运放实现)。 (2)根据三角波谐波的组成关系,设计一个新的信号合成电路,将产生的 10kHz 、30kHz 等各个正弦信号,合成一个近似的三角波形; 三角波的展开式)7sin 7 15sin 513sin 31(sin 8)(2222 +-+-=t t t t h t f ωωωωπ, 将上一步中的3种波形按这一系数合成三角波。 (3)设计制作一个能对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示的电路,测 量误差不大于±5%; 采用平均值检波电路检波,然后用AD 采集、显示即可(MCU 实现)。 (4)其他。 可以添加语音功能(ISD1420实现)。

方波_三角波发生电路实验报告

河西学院物理与机电工程 学院 综合设计实验 方波-三角波产生电路 实验报告 学院:物理与机电工程学院 专业:电子信息科学与技术

:侯涛 日期:2016年4月26日 方波-三角波发生电路 要求:设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波的波形发生器。 指标:输出频率分别为:102HZ、103HZ和104Hz;方波的输出电压峰峰值VPP≥20V 一、方案的提出 方案一: 1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。 2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器从而把正弦波转换成方波。 3、把方波信号通过一个积分器。转换成三角波。 方案二: 1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号。 方案三: 1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路。

2、用折线法把三角波转换成正弦波。 二、方案的比较与确定 方案一: 文氏桥的振荡原理:正反馈RC网络与反馈支路构成桥式反馈电路。当R1=R2、C1=C2。即f=f0时,F=1/3、Au=3。然而,起振条件为Au略大于3。实际操作时,如果要满足振荡条件R4/R3=2时,起振很慢。如果R4/R3大于2时,正弦波信号顶部失真。调试困难。RC串、并联选频电路的幅频特性不对称,且选择性较差。因此放弃方案一。 方案二: 把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统,就构成三角波发生器和方波发生器。比较器输出的方波经积分可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波和方波发生器。通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化围很小的情况下使用。然而,指标要求输出频率分别为102HZ、103HZ和104Hz 。因此不满足使用低通滤波的条件。放弃方案二。 方案三: 方波、三角波发生器原理如同方案二。比较三角波和正弦波的波形可以发现,在正弦波从零逐渐增大到峰值的过程中,与三角波的差别越来越大即零附近的差别最小,峰值附近差别最大。因此,根据正弦波与三角波的差别,将三角波分成若干段,按不同的比例衰减,就可以得到近似与正弦波的折线化波形。而且折线法不受频率围的限制。 综合以上三种方案的优缺点,最终选择方案三来完成本次课程设计。 三、工作原理: 1、方波、三角波发生电路原理

信号波形合成实验报告之欧阳家百创编

信号波形合成实验电路 欧阳家百(2021.03.07) 摘要:本设计包含方波振荡电路,分频电路,滤波电路,移相电路,加法电路,测量显示电路。题目要求对点频率的各参数处理,制作一个由移相器和加法器构成的电路,将产生的10KHz 和30KHz 正弦信号作为基波和三次谐波,合成一个波形幅度为5V、近似于方波的波形。振荡电路采用晶振自振荡并与74LS04 结 合,产生6MHz 的方波源。分频电路采用74HC164与74HC74分频出固定频率的 方波,作为波形合成的基础。滤波采用TI公司的运放LC084,分别设置各波形 的滤波电路。移相电路主要处理在滤波过程中相位的偏差,避免对波形的合成结 果造成影响。 关键词:方波振荡电路分频与滤波移相电路加法器 Experimental waveform synthesis circuit Abstract:The design consists of a square wave oscillator circuit, divider circuit, filtercircuit, phase shift circuits, addition circuits, measurement display circuit. Subject ofthe request of the point frequency of the various parameters of processing, productionof a phase shifter circuit consisting of adders, will have the 10KHz

信号发生器设计---实验报告

信号发生器设计 一、设计任务 设计一信号发生器,能产生方波、三角波和正弦波并进行仿真。 二、设计要求 基本性能指标:(1)频率范围100Hz~1kHz;(2)输出电压:方波U p-p≤24V,三角波U =6V,正弦波U p-p>1V。 p-p 扩展性能指标:频率范围分段设置10Hz~100Hz, 100Hz~1kHz,1kHz~10kHz;波形特性方波t r<30u s(1kHz,最大输出时)用仪器测量上升时间,三角波r△<2%,正弦波r <5%。(计算参数) ~ 三、设计方案 信号发生器设计方案有多种,图1是先产生方波、三角波,再将三角波转换为正弦波的组成框图。 图1 信号发生器组成框图 主要原理是:由迟滞比较器和积分器构成方波——三角波产生电路,三角波在经过差分放大器变换为正弦波。方波——三角波产生基本电路和差分放大器电路分别如图2和图4所示。 图2所示,是由滞回比较器和积分器首尾相接形成的正反馈闭环系统,则比较器A1输出的方波经积分器A2积分可得到三角波,三角波又触发比较器自动翻转形成方波,这样即可构成三角波、方波发生器。其工作原理如图3所示。

图2 方波和三角波产生电路 图3 比较器传输特性和波形 利用差分放大器的特点和传输特性,可以将频率较低的三角波变换为正弦波。(差模传输特性)其基本工作原理如图5所示。为了使输出波形更接近正弦波,设计时需注 应接近晶体意:差分放大器的传输特性曲线越对称、线性区越窄越好;三角波的幅值V m 管的截止电压值。 图4 三角波→正弦波变换电路

图5 三角波→正弦波变换关系 在图4中,RP 1调节三角波的幅度,RP 2调整电路的对称性,并联电阻R E2用来减小差分放大器的线性区。C 1、C 2、C 3为隔直电容,C 4为滤波电容,以滤除谐波分量,改善输出波形。取Ic2上面的电流(看输出) 波形发生器的性能指标: ①输出波形种类:基本波形为正弦波、方波和三角波。 ②频率范围:输出信号的频率范围一般分为若干波段,根据需要,可设置n 个波段范围。(n>3) ③输出电压:一般指输出波形的峰-峰值U p-p 。 ④波形特性:表征正弦波和三角波特性的参数是非线性失真系数r ~和r △;表征方波特性的参数是上升时间t r 。 四、电路仿真与分析 实验仿真电路图如图

信号波形合成

信号波形合成设计报告 一、设计要求: 1、 方波振荡器的信号经分频与滤波处理,同时产生频率为10kHz 、30kHz 和50KHz 的正弦波信号,这三种种信号应具有确定的相位关系 2、 制作一个由移相器和加法器构成的信号合成电路,将产生的10kHz 和 30kHz 正弦波信号,作为基波和3次谐波,合成一个近似方波。 3、 根据三角波谐波的组成关系,设计一个新的信号合成电路,将产生的 10kHz 、30kHz 、50KHz 的正弦信号,合成一个近似的三角波形 (具体阐述设计的功能要求和指标要求) 二、方案设计: 傅里叶分析: 任何具有周期为T 的波函数f(t)都可以表示为三角函数所构成的级数之和即:∑∞=++=1 0)sin cos (21)(n n n t n b t n a a t f ωω。 此方波为奇函数,它没有常数项。数学上可以证明此方波可表示为: )7sin 715sin 513sin 31(sin 4)( ++++=t t t t h t f ωωωωπ ∑∞=--=1])12sin[()1 21( 4n t n n h ωπ 同样,对于三角波也可以表示为: )7sin 7 15sin 513sin 31(sin 8)(2222 +-+-=t t t t h t f ωωωωπ ∑∞=----=1212)12sin() 12(1)1(8n n t n n h ωπ。 (写出设计的整体思路构架,画出框图,说明各部分的主要作用.) 三、设计过程 由有源振荡器产生19.2MHz 信号经可编程逻辑器件EPM7128SLC84-7产生一个

300kHz的方波,再经3路分频器,最终输出50kHz、30kHz和10kHz的方波信号。四:测试数据 1、方波产生电路:

信号系统实验报告

电子工程系 信号与系统课程实验报告 2011-----2012学年第一学期 专业: 电子信息工程技术班级: 学号 : 姓名: 指导教师: 实常用连续时间信号的实现

一、实验目的 (1)了解连续时间信号的特点; (2)掌握连续时间信号表示的向量法和符号法; (3)熟悉MATLAB Plot函数等的应用。 二、实验原理 1、信号的定义 信号是随时间变化的物理量。信号的本质是时间的函数。 2、信号的描述 1)时域法 时域法是将信号表示成时间的函数f(t)来对信号进行描述的方法。信号的时间特性指的是信号的波形出现的先后,持续时间的长短,随时间变化的快慢和大小,周期的长短等。 2)频域(变换域)法 频域法是通过正交变换,将信号表示成其他变量的函数来对信号进行描述的方法。一般常用的是傅立叶变换。信号的频域特性包括频带的宽窄、频谱的分布等。 信号的频域特性与时域特性之间有着密切的关系。 3、信号的分类 按照特性的不同,信号有着不同的分类方法。 (1)确定性信号:可以用一个确定的时间函数来表示的信号。 随机信号:不可以用一个确定的时间函数来表示,只能用统计特性加以描述的信号。 (2)连续信号:除若干不连续的时间点外,每个时间点在t上都有对应的数值信号。离散信号:只在某些不连续的点上有数值,其他时间点上信号没有定义的信号。 (3)周期信号:存在T,使得等式f(t+T)=f(t)对于任意时间t都成立的信号。非周期信号:不存在使得等式f(t+T)=f(t)对于任意时间t都成立的信号。 绝对的周期信号是不存在的,一般只要在很长时间内慢走周期性就可以了。 (4)能量信号:总能量有限的信号。 功率信号:平均功率有限切非零的信号。 (5)奇信号:满足等式f(t)=--f(--t)的信号。偶信号:满足等式f(t)=f(--t)的信号。 三、涉及的MATLAB函数 1、plot函数 功能:在X轴和Y轴方向都按线性比例绘制二维图形。 调用格式: Plot(x,y):绘出相x对y的函数线性图。 Plot(x1,y1,x2,y2,…..):会出多组x对y的线性曲线图。 2、ezplot函数 功能:绘制符号函数在一定范围内的二维图形。简易绘制函数曲线。 调用格式: Ezplot (fun):在[-2π,2π]区间内绘制函数。 Ezplot (fun,[min,max]):在[min,max]区间内绘函数。 Ezplot (funx,funy):定义同一曲面的函数,默认的区间是[0, 2π]。】 3、sym函数 功能:定义信号为符号的变量。 调用格式:sym(fun):fun为所要定义的表达式。 4、subplot函数

信波形合成实验电路

信波形合成实验电路 YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020

信号波形合成实验电路(C 题) 内容介绍:该项目基于多个正弦波合成方波与三角波等非正弦周期信号的 电路。使用555电路构成基准的方波振荡信号,以74LS161实现前置分频形成10KHz 、30kHz 、50kHz 的方波信号,利用TLC04滤波器芯片获得其正弦基波分量,以TLC084实现各个信号的放大、衰减和加法功能,同时使用RC 移相电路实现信号的相位同步;使用二极管峰值包络检波电路获得正弦信号的幅度,以MSP430作为微控制器对正弦信号进行采样,并且采用段式液晶实时显示测量信号的幅度值。 1方案 题目分析 考虑到本设计课题需要用多个具有确定相位和幅度关系的正弦波合成非正弦周期信号,首选使用同一个信号源产生基本的方波振荡,使得后级的多个正弦波之间保持确定的相位关系。 在滤波器环节,为了生成10kHz 、30kHz 和50kHz 的正弦波,我们需要使用三个独立的滤波器,由于输入滤波器的是10kHz 、30kHz 和50kHz 的方波信号,所以可以使用带通滤波器或者低通滤波器,并且尽量维持一致的相位偏移。 从Fourier 信号分析理论看,合成 数学上可以证明此方波可表示为: )7sin 7 1 5sin 513sin 31(sin 4)( ++++= t t t t h t f ωωωωπ 三角波也可以表示为: )7sin 7 1 5sin 513sin 31(sin 8)(2222 +-+-=t t t t h t f ωωωωπ

信号发生器实验报告(波形发生器实验报告)

信号发生器 一、实验目的 1、掌握集成运算放大器的使用方法,加深对集成运算放大器工作原理的理解。 2、掌握用运算放大器构成波形发生器的设计方法。 3、掌握波形发生器电路调试和制作方法 。 二、设计任务 设计并制作一个波形发生电路,可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号。 三、具体要求 (1)可以同时输出正弦、方波、三角波三路波形信号,波形人眼观察无失真。 (2)利用一个按钮,可以切换输出波形信号。。 (3)频率为1-2KHz 连续可调,波形幅度不作要求。 (4)可以自行设计并采用除集成运放外的其他设计方案 (5)正弦波发生器要求频率连续可调,方波输出要有限幅环节,积分电路要保证电路不出现积分饱和失真。 四、设计思路 基本功能:首先采用RC 桥式正弦波振荡器产生正弦波,然后通过整形电路(比较器)将正弦波变换成方波,通过幅值控制和功率放大电路后由积分电路将方波变成三角波,最后通过切换开关可以同时输出三种信号。 五、具体电路设计方案 Ⅰ、RC 桥式正弦波振荡器 图1 图2 电路的振荡频率为:RC f π21 0= 将电阻12k ,62k 及电容100n ,22n ,4.4n 分别代入得频率调节范围为:24.7Hz~127.6Hz ,116.7Hz~603.2Hz ,583.7Hz~3015Hz 。因为低档的最高频率高于高档的最低频率,所以符合实验中频率连续可调的要求。 如左图1所示,正弦波振荡器采用RC 桥式振荡器产生频率可调的正弦信号。J 1a 、J 1b 、J 2a 、J 2b 为频率粗调,通过J 1 J 2 切换三组电容,改变频率倍率。R P1采用双联线性电位器50k ,便于频率细调,可获得所需要的输出频率。R P2 采用200k 的电位器,调整R P2可改变电路A f 大小,使得电路满足自激振荡条件,另外也可改变正弦波失真度,同时使正弦波趋于稳定。下图2为起振波形。

TI杯模拟电子设计大赛信号波形合成实验电路

TI杯模拟电子设计大赛 信号波形合成的设计与实现 参赛学校: 参赛队员: 指导老师:

摘要 生活中离不开信号,我们时时刻刻都在和信号打着交道,正弦波,方波这两种波是最基本的波形,我们通过设计方波的产生来更加深刻了解到信号的产生。 Abstract Life is inseparable from the signal, we all the time and signal name of dealings, sine wave, square wave are the two waves in the most basic waveform. Now we design a products to generate square wave signal to know the wave deeply . 一.设计思路 采用单片机430 来控制输出值的显示。基本的流程图如下所示:

又因为我们将方波傅利叶分解出得出如上的图,我们发现方波就是基波,三次谐波,五次谐波组成。 对三角波分解,如下图 从图中,我们知道三角波是三次谐波翻转180度,然后和基波与五次谐波相加所得,其中因

为别的谐波幅值不太,我们可以不做考虑。 二.方案论证 1、方波的产生方案论证和选择 方波是要设计的基础部分,下面产生的任何波形都是在这个波上产生的。 方案一:采用专用DDS芯片产生方波。优点:软件设计,控制方便,电路易实现。但是因为题目要求是“方波振荡器的信号经分频与滤波处理”,也就是说,软件控制不是题目想要的。 方案二:采用晶振来产生。用60M的晶振来产生方波,通过对60M的有源晶振分频来产生频率分别为10K Hz,30K Hz,50K Hz 的方波,但这样产生的分频电路过于复杂,不利于系统的搭建。 方案三:利用555产生出一定频率的方波。根据后面的要求,我们直接用555产生50K Hz 和60K Hz的方波 为了后面的设计,又因为555的技术已经很成熟了,选择方案三,使用555来直接产生方波。 2、分频与滤波 通过RC振荡来滤波,为了得到毛刺少的波,我们用三阶滤波。 3、移相电路设计方案论证和选择 方案一:由三相输入隔离变压器二次绕组接成12边形的移相电路t每相有3个绕组通过特殊的连接方法组成。其存在着如体积大移相变化率>5 等诸多缺点。 方案二:用运放和R,C 来调节翻转的角度。R ,C 电路在输入输出时会有90度的迟滞。 根据题目的要求,我们只要在0~90度可调与一个反向器就好。 4加法器的设计方案 根据题目要求,只要可调就好。 5.电源方案的选择与论证 方案一:采用升压型稳压电路。用两片MC34063芯片分别将3V的电池电压进行直流斩波调压,得到5V 和12V的稳压输出。只需使用两节电池,节省了电池,又减小了系统体积重量。但该电路供电电流沁,供电时间短,无法使用相对庞大的系统稳定运作。 方案二:采用三端稳压集成7805与7905分别得到5V和-5V的稳定电压。利用该方法方便简单,工作稳定可靠。 综上所述,选择方案二,采用三端集成稳压器电路7805和7905。 三.信号波形系统的组成: 1方波的产生的电路设计 方波是由555发生器,二极管,三极管以及电阻,电容组成。其原理图如图1,图2所示。

信号与系统实验报告_1(常用信号的分类与观察)

实验一:信号的时域分析 一、实验目的 1.观察常用信号的波形特点及产生方法 2.学会使用示波器对常用波形参数的测量 二、实验仪器 1.信号与系统试验箱一台(型号ZH5004) 2.40MHz双踪示波器一台 3.DDS信号源一台 三、实验原理 对于一个系统特性的研究,其中重要的一个方面是研究它的输入输出关系,即在一特定的输入信号下,系统对应的输出响应信号。因而对信号的研究是对系统研究的出发点,是对系统特性观察的基本手段与方法。在本实验中,将对常用信号和特性进行分析、研究。 信号可以表示为一个或多个变量的函数,在这里仅对一维信号进行研究,自变量为时间。常用信号有:指数信号、正弦信号、指数衰减正弦信号、复指数信号、Sa(t)信号、钟形信号、脉冲信号等。 1、信号:指数信号可表示为f(t)=Ke at。对于不同的a取值,其波形表现为不同的形式,如下图所示: 图1―1 指数信号 2、信号:其表达式为f(t)=Ksin(ωt+θ),其信号的参数:振幅K、角频率ω、与初始相位θ。其波形如下图所示:

图1-2 正弦信号 3、指数衰减正弦信号:其表达式为其波形如下图: 图1-3 指数衰减正弦信号 4、Sa(t)信号:其表达式为:。Sa(t)是一个偶函数,t= ±π,±2π,…,±nπ时,函数值为零。该函数在很多应用场合具有独特的运用。其信号如下图所示:

图1-4 Sa(t)信号 5、钟形信号(高斯函数):其表达式为:其信号如下图所示: 图1-5 钟形信号 6、脉冲信号:其表达式为f(t)=u(t)-u(t-T),其中u(t)为单位阶跃函数。其信号如下图所示: 7、方波信号:信号为周期为T,前T/2期间信号为正电平信号,后T/2期间信号为负电平信号,其信号如下图所示 U(t)

信号波形合成实验电路设计

信号波形合成实验电路 小组成员:李于飞、耿红鹏、赵珑 摘要:本设计通过产生不同频率和幅值的正弦信号,并将这些信号合成为近似的方波和三角波,构成了信号波形合成实验电路。本系统主要由8个部分构成:由NE555构成的方波振荡电路;主要由集成计数器74LS90和作为D触发器的CD4013构成的分频电路;使用LM318构成的窄带通滤波电路;由双运放LM318构成的移相电路;加法器合成电路;三角波合成电路;使用AD637构成的真有效值检测电路;MSP430F149单片机控制液晶显示电路。在本设计中,方波振荡电路可产生300KHZ频率的方波,经过分频电路和隔直电容以后成为双极性方波。再经过滤波和放大以后得到了所需的各次谐波,其经过移相电路之后初相位相同,即可通过加法器合成为近似的方波和三角波。各次谐波有效值可检测并由单片机控制对幅度进行显示。系统工作稳定,基本达到了题目的所有要求。 关键字:方波振荡电路;分频;移相;真有效值;信号合成。 目录 一、系统方案……………………………………………………… 1.1方波发生电路方案………………………………………….…… 1.2分频电路设计方案………………………………………….......

1.3 滤波电路设计方案……………………………………………… 1.4移相电路设计方案..................................... 1.5 信号合成电路设计方案……………………………………….... 1.6信号检测和显示方案……………………………………… 二、理论分析与计算……………………………………… 2.1系统原理框图…………………………………… 2.2方波信号的合成与分解…………………………………... 2.3三角波信号合成……………………………………….. 2.4反相加法电路.......... ............................................. 三、总体方案的设计与实现………………………………………. 3.1 555振荡电路原理分析与计算........................................... 3.2 分频电路............................................................... 3.3方波——三角波变换电路............................................ 3.4三角波——正弦波变换电路........................................ 3.5移相电路.................................................................. 3.6比例运算和合成电路...................................................... 3.7AD转换和液晶显示.............................................. 四、实验测试及测试结果分析 4.1测试仪器............................. 4.2整机标准 ............................... 4.3合成电路结果.......................... 4.4测试结果和分析........................

波形产生电路实验报告

波形产生电路实验报告 一、实验目得 1。通过实验掌握由集成运放构成得正弦波振荡电路得原理与设计方法; 2、通过实验掌握由集成运放构成得方波(矩形波)与三角波(锯齿波)振荡电路得原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦振荡电路 ?实验电路图如下图所示,电源电压为±12V。 (1)缓慢调节电位器R W,观察电路输出波形得变化,解释所观察到得现象、 (2)仔细调节电位器R W,使电路输出较好得正弦波形,测出振荡频率与幅度以及相对应得R W之值,分析电路得振荡条件。 (3)将两个二极管断开,观察输出波形有什么变化。 2、多谐振荡电路 (1)按图2 安装实验电路(电源电压为±12V)。观测V O1、V O2波形得幅度、周期(频率)以及V O1得上升时间与下降时间等参数。 (2)对电路略加修改,使之变成矩形波与锯齿波振荡电路,即V O1为矩形波,V O2为锯齿波、要求锯齿波得逆程(电压下降段)时间大约就是正程(电压上升段)时间得20% 左右、观测V O1、V O2得波形,记录它们得幅度、周期(频率)等参数、 3.设计电路测量滞回比较器得电压传输特性。 三、预习计算与仿真 1、预习计算 (1)正弦振荡电路

由正反馈得反馈系数为: 由此可得RC 串并联选频网络得幅频特性与相频特性分别为 易知当时,与同相,满足自激振荡得相位条件。 若此时,则可以满足,电 路起振,振荡频率为 000 111 994.7Hz 1.005ms 2216k 10nF f T RC f ππ= ====?Ω?,、 若要满足自激振荡,需要满足在起振前略大于1,而,令,即满足条件得R w应略大于10k Ω、 (2)多谐振荡电路 ?对电路得滞回部分,输出电压U O =±U Z =±6V ,U P =U O ×R 2R 2+R 1 +U O2× R 1R 2+R 1 ,当U P = U N =0V 时,可以得到U O2=±R 2R 1 ×U O =±3V 、 由U T = 1R 3C ×0.5T ×U O ?U T ,所以得到:T =4R 2R 4C R 1?=400us 、 2。 仿真分析 (1)正弦振荡电路 仿真电路图: 仿真得到得测量数据总结如下(具体见仿真报告): (1)R W 为0时,无波形产生 (2)调节R W 恰好起振时 (3)调节R W 使输出电压幅值最大

信号波形合成实验电路(C题)

信号波形合成实验电路(C 题) 摘要:该系统由方波振荡电路产生300k 方波,经三分频和十分频,同时得到10K,30K,50K 的方波。使用TI 公司的四阶开关电容低通滤波器TLC041D ,可同时产生几路正弦信号,再经移相和加法器合成方波信号或三角波,由单片机采样峰值进行液晶显示.整个系统简易实现,性价比高。 关键字:方波振荡器 开关电容滤波器TLC041D 移相器 峰值检测 液晶显示 1. 方案设计 1.1 总体方案与系统框图 题目要求从方波中提取基波和三次谐波,五次谐波,再合成方波,为实现题目要求,本系统的各个模块如图1所示。由施密特触发器构成方波振荡电路,由简单的门电路和触发器构成分频电路,使用通用运放组成滤波,放大,移相电路合成方波或三角波。 图1 1.2 理论分析及TI 芯片选用依据 任何具有周期为T 的波函数f(t)都可以表示为三角函数所构成的级数之和,如式(1-1): ) (公式1) sin cos (21 )(1 0∑∞ =++=n n n t n b t n a a t f ωω 对于方波和三角波分别可以通过傅立叶展开,如式1-2,1-3所示: )(公式2)7sin 71 5sin 513sin 31(sin 4)( ++++= t t t t h t f ωωωωπ )(公式3)7sin 7 1 5sin 513sin 31(sin 8)(2222 +-+- = t t t t h t f ωωωωπ 结合题目要求,本系统主要需要以下器件: (1) 信号源施密特触发器CD40106产生300K 方波; (2) 300K 方波分别经分频器 得到50K ,30K ,10K 方波; (3) 滤波芯片TLC041,通用运算放大器OP 系列,以及电流监测芯片))

波形发生电路实验报告

波形发生电路实验报告 班级 姓名 学号

一、实验目的 1. 掌握由集成运放构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法。 2. 学习电压比较器的组成及电压传输特性的测试方法。 3. 掌握由集成运放构成的矩形波和三角波振荡电路的原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦波发生电路 (1)实验参考电路见图1。 (2)缓慢调节电位器R W,观察电路输出波形的变化,完成以下测试: ①R W为0Ω 时的u O的波形; ②调整R W使电路刚好起振,记录u O的幅值、频率及R W的阻值; ③调整R W使输出为不失真的正弦波且幅值最大,记录u O幅值、频率及R W的阻值; ④将两个二极管断开,观察R W从小到大变化时输出波形的变化情况。 2. 方波- 三角波发生电路 (1)实验参考电路见图2。 (2)测试滞回比较电路的电压传输特性 将图2 电路的第一级改造为滞回比较电路,在输入端输入合适的测试信号,用示波器X-Y模式观测电压传输特性曲线并记录阈值电压和u O1的幅值。

(3)测量图2电路u O1、u O2波形的幅值、周期及u O1波形的上升和下降时间。 3.矩形波- 锯齿波发生电路 修改电路图2,使之成为矩形波- 锯齿波发生电路。要求锯齿波的逆程(电压下降)时间大约是正程时间的20%,记录u O1、u O2的幅值、周期。 三、实验要求 1. 实验课上搭建硬件电路,记录各项测试数据。 2. 完成正弦波电路的实验后在面包板上保留其电路,并使其输出电压U o在1-3V范围内连续可调。 四、预习计算 1.正弦波振荡电路 起振条件为|A|略大于3,刚起振时幅值较小,认为二极管还未导通,即R4+R W R2 +1略大于3,即R W略大于10kΩ时刚好起振,随着R W的增大,振幅会增大,当R W过大时波形会出现失真。 振荡频率由RC串并联选频网络决定,f0=1 2πR1C1 ≈106.1Hz 2.方波- 三角波发生电路 滞回比较器的阈值电压±U T=±R2 R1 U Z=±2.9V,测试滞回比较电路时将R2与运放A2的输出端断开,改接输入信号(三角波为宜)。 方波(u O1)的幅值为U Z=5.8V,三角波(u O2)的幅值为U T=2.9V。 U T=?1 4 (?U Z) T ?U T U T=R2 1 U Z 解得:T=4R2R4C R1 =0.4ms,即u O1和u O2的周期为0.4ms。 3.矩形波- 锯齿波发生电路 只需让电容充放电回路的时间常数不一样即可。电路原理图如下:

信号分解与合成实验

深圳大学实验报告课程名称:信号与系统 实验项目名称:信号的分解与合成实验 学院:信息工程工程学院 专业:电子信息工程 指导教师: 报告人:学号:班级: 实验时间:

实验报告提交时间: 教务处制

具体方法:基波与各高次谐波相位比较(李沙育频率测试法) 把BFP-1ω处的基波送入示波器的X 轴,再分别把BFP-31ω、BFP-51ω处的高次谐波送入Y 轴,示波器采用X-Y 方式显示,观察李沙育图。 当基波与三次谐波相位差为0o 、90o 、180o 时,波形分别如图所示。 以上是三次谐波与基波产生的典型的李沙育图,通过图形上下端及两旁的波峰个数,确定频率比。 五、 实验步骤与相应实验结果: 1、把电信号分解与合成模块插在主板上,用导线接通此模块“电源插入”和主板上的电源,并打开此模块的电源开关。 2、调节函数信号发生器,使其输出10KHz 左右的方波,占空比为50%,峰峰值为6V

左右,如图(2)所示。将其接至该实验模块的“输入端”,用示波器观察各次谐波的输出即各次谐波,分别如图(3)、图(4)、图(5)、图(6)所示。 图(2)输出方波信号 图(3)基次谐波图(4)三次谐波 图(5)五次谐波图(6)七次谐波

3、信号的分解实验提供两种方式即分立元件模拟方式和数字方式。该实验采用数字方式。数字方式采用单片机输出各次谐波分量的采样值,然后经过DA转换出各次谐波,基波幅度已经固定,只需调节其他谐波的幅度,操作比较方便。数字方式需要同时打开电源开关S1、S2。 4、用示波器的两个探头,直接观察基波和三次谐波的相位关系,或者采用李沙育图的方法,看其相位差是否为180,同时考察其幅度关系,幅度之比是否为3:1. 采用李沙育图观察基波和三次谐波的相位关系如图(7),可知道其相位为180. 图(7) 从示波器中观察基波和三次谐波的峰峰值之比,可知其幅度比为3:1,如图(8)所示

信号与系统实验报告

学生实验报告 (理工类) 课程名称:信号与系统实验专业班级:电子信息(1)班学生学号:1005101058 学生姓名:严生生 所属院部:信息技术学院指导教师:杨婧 20 11 ——20 12 学年第 1 学期 金陵科技学院教务处制

实验报告书写要求 实验报告原则上要求学生手写,要求书写工整。若因课程特点需打印的,要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。纸张一律采用A4的纸张。 实验报告书写说明 实验报告中一至四项内容为必填项,包括实验目的和要求;实验仪器和设备;实验内容与过程;实验结果与分析。各院部可根据学科特点和实验具体要求增加项目。 填写注意事项 (1)细致观察,及时、准确、如实记录。 (2)准确说明,层次清晰。 (3)尽量采用专用术语来说明事物。 (4)外文、符号、公式要准确,应使用统一规定的名词和符号。 (5)应独立完成实验报告的书写,严禁抄袭、复印,一经发现,以零分论处。 实验报告批改说明 实验报告的批改要及时、认真、仔细,一律用红色笔批改。实验报告的批改成绩采用百分制,具体评分标准由各院部自行制定。 实验报告装订要求 实验批改完毕后,任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列,装订成册,并附上一份该门课程的实验大纲。

实验项目名称:常用连续信号的表示实验学时: 1 同组学生姓名:实验地点: B402 实验日期:实验成绩: 批改教师:杨婧批改时间: 一、实验目的和要求 熟悉MATLAB软件,利用MATLAB软件,绘制出常用的连续时间信号。 二、实验仪器和设备 586以上计算机,装有MATLAB7.0软件。 三、实验过程 1,绘制正弦信号f(t)=Asin(ωt+ψ),其中A=1,ω=2π, ψ=π/6; 2,绘制指数信号f(t)=Ae^at,其中A=1,a=-0.4; 3,绘制矩形脉冲信号,脉冲宽度为2; 4,绘制三角波脉冲信号,脉冲宽度为4;斜度为0.5; 5,对上题三角波脉冲信号进行尺度变换,分别得出f(2t),f(2-2t); 6,绘制抽样函数Sa(t),t取值在-3π到+3π之间; 7,绘制周期矩形脉冲信号,参数自定; 8,绘制周期三角脉冲信号,参数自定; 1,打开MATLAB界面,建立新文件。 2,根据实验要求,编写程序。

波形发生器设计实验报告

一、实验目的 (1)熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。 (2)掌握555型集成时基电路的基本应用。 (3)掌握由555集成型时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器。 二、实验基本原理 555电路的工作原理 555集成电路开始是作定时器应用的,所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发,它除了作定时延时控制外,还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外,还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路,用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉,目前被广泛用于各种电子产品中,555集成电路内部有几十个元器件,有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等,电路比较复杂,是模拟电路和数字电路的混合体。 555芯片管脚介绍 555集成电路是8脚封装,双列直插型,如图2(A)所示,按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。其中6脚称阈值端(TH),是上比较器的输入;2脚称触发端(TR),是下比较器的输入;3脚是输出端(Vo),它有O和1两种状态,由输入端所加的电平决定;7脚是放电端(DIS),它是内部放电管的输出,有悬空和接地两种状态,也是由输入端的状态决定;4脚是复位端(MR),加上低电平时可使输出为低电平;5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值;8脚是电源端,1脚是地端。

用555定时器组成的多谐振荡器如图所示。接通电源后,电容C2被充电,当电容C2上端电压Vc 升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平,同时555内放电三极管T 导通,此时电容C2通过R1放电,Vc 下降。当Vc 下降到Vcc/3时,V0翻转为高电平。电容器C2放电所需的时间为 2ln 12??=C R t pL ( 1-1) 当放电结束时,T 截止,Vcc 将通过R1,R2,R3向电容器C2充电,Vc 由Vcc/3 上升到2Vcc/3所需的时间为 22)321(7.02ln )321(C R R R C R R R t pH ++=++= (1-2) 当Vc 上升到2Vcc/3时,电路又翻转为低电平。如此周而复始,于是,在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。电路的工作波形如图4,其中的震荡频率为 : f=1/(tpL+tpH )=1.43/(2R1+R2+R3) C2 (1-3) 三、实验设计目标 波形发生器是建立在模拟电子技术基础上的一个设计性实验,它是借助综合测试板上的555芯片和一片通用四运放324芯片,以及各种电阻、电感、电容等基本元器件,从而设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ的波形产生电路,其借助于计算机软件multisim 仿真以及电路板硬件调

TI杯设计报告(赛区一等奖)信号波形合成实验电路

全国大学生电子设计竞赛 2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛设计报告 题目:信号波形合成实验电路(C题) 学校:武汉大学 指导老师: 参赛队员姓名: 日期:2010年08月24日

2010年TI杯模拟电子系统专题邀请赛试题 信号波形合成实验电路(C题) 一、课题的任务和要求 课题任务是对一个特定频率的方波进行变换产生多个不同频率的正弦信号,再将这些正弦信号合成为近似方波和近似三角波。 课题要求是首先设计制作一个特定频率的方波发生器,并在这个方波上进行必要的信号转换,分别产生10KHz、30KHz和50KHz的正弦波,然后对这三个正弦波进行频率合成,合成后的目标信号为10KHz近似方波和近似三角波。另外设计一个正弦信号幅度测量电路,以测量出产生的10KHz、30KHz和50KHz正弦波的的幅度值。 课题还给出了参考的实现方法,见下图。 图1 电路示意图 图1 课题参考实现方案 二、实现方案的分析 1.基本方波发生器方案的分析 方波的产生方法很多,如用运算放大器非线性产生、用反向器及触发器产生、也可用模数混合时基电路ICL7555产生等。本例采用第一种方案,最符合题意要求。 2.波形变换电路方案的分析 从某方波中提取特定频率的正弦波方案很多,如用窄带滤波器直接从方波中提取所需的基波或谐波;用锁相方法进行分频或倍频产生所需频率;用数字分频方案,从较高频率的方波或矩形波中通过分频获得所需频率方波并进行变换获得正弦波。本课题采用第三种方案。 3.移相方案分析 在方波——正弦波转换中,难免会产生附加相移,通过移相来抵消附加相依,以便信号合成时重新实现同步。根据微分电路实现相位超前、积分电路实现相位滞后的理论,因此,采用微伏和积分来实现移相。 4.信号合成方案分析 方波信号经过波形变换和移相后,其输出幅度将有不同程度的衰减,合成前需要将各成分的信号幅度调整到规定比例,才能合成为新的合成信号。本课题采用反向比利运算电路实

信号与系统实验报告汇总

实验三 常见信号的MATLAB 表示及运算 一、实验目的 1.熟悉常见信号的意义、特性及波形 2.学会使用MATLAB 表示信号的方法并绘制信号波形 3. 掌握使用MATLAB 进行信号基本运算的指令 4. 熟悉用MATLAB 实现卷积积分的方法 二、实验原理 根据MATLAB 的数值计算功能和符号运算功能,在MA TLAB 中,信号有两种表示方法,一种是用向量来表示,另一种则是用符号运算的方法。在采用适当的MA TLAB 语句表示出信号后,就可以利用MA TLAB 中的绘图命令绘制出直观的信号波形了。 1.连续时间信号 从严格意义上讲,MATLAB 并不能处理连续信号。在MATLAB 中,是用连续信号在等时间间隔点上的样值来近似表示的,当取样时间间隔足够小时,这些离散的样值就能较好地近似出连续信号。在MATLAB 中连续信号可用向量或符号运算功能来表示。 ⑴ 向量表示法 对于连续时间信号()f t ,可以用两个行向量f 和t 来表示,其中向量t 是用形如12::t t p t =的命令定义的时间范围向量,其中,1t 为信号起始时间,2t 为终止时间,p 为时间间隔。向量f 为连续信号()f t 在向量t 所定义的时间点上的样值。 ⑵ 符号运算表示法 如果一个信号或函数可以用符号表达式来表示,那么我们就可以用前面介绍的符号函数专用绘图命令ezplot()等函数来绘出信号的波形。 ⑶ 常见信号的MATLAB 表示 单位阶跃信号 单位阶跃信号的定义为:10 ()0 t u t t >?=? 0); %定义函数体,即函数所执行指令

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