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方波的产生、分解、合成的研究

作者：王俊吉

来源：《科技创新导报》2013年第15期

摘要：方波信号，可以分解为无限多个特定幅度的奇次谐波；无限多个奇次谐波分量，

幅度按特定的比例叠加，也可得到一个方波信号。该设计为一种方波的产生、分解、合成装置，该装置经调试后可以产生方波，基波、三次谐波及五次谐波等，同时还可实现谐波相加合成为基波的功能。

关键词：方波分解合成

中图分类号：TN911 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0012-02

方波信号的产生、分解、合成在信号处理中有很重要的地位，同时，它也是无线电及电子学专业基础教学中的难点和重点.为通信技术打下基础。

方波的产生、分解和合成是要求我们首先产生方波，利用分频电路将其分解，最后合成。用多谐振荡电路来产生一定频率的方波，将此方波通过中心频率分别为10 K，30 K，50 K的无限增益负反馈型带通滤波器，分频电路把方波分解为基波、三次谐波、五次谐波，经移相电路来实现相位同步。再通过加法电路实现基波、三次谐波、五次谐波的合成，并用AD和单片机及显示器显示合成后的波形的峰值及频率。

为实现这个目标我们要进行以下电路模块的设计，（1）方波产生电路（2）分频滤波电路（3）移相电路（4）加法电路（5）峰值检测电路（6）ADC0832与单片机的接口电路、（7）频率测量电路。各模块电路设计调试完成后，将各个模块相连实现系统调试。以下是各模块电路电路的设计：

1 方波产生电路

用RC振荡电路来和迟滞比较器来产生方波[2]（如图1示）。此方案电路简单，器件较为常用，产生频率的范围很宽。

其工作原理：由图可知，电路的正反馈系数F为，在接通电源的瞬间，设输出电压偏于正饱和值，即时，加到电压比较器同相端的电压为，而加于反向端的电压，由于电容C1上的电压不能突变，只能由输出电压通过电阻按指数规律向电容C1充电来建立；当加到反相端的电压正于时，输出电压立即从正饱和值（）迅速翻转为负饱和值（），又通过对电容C1进行反向充电，直到负于值时，输出状态再翻转回来。如此循环不已，形成一系列的方波输出。方波的周期T为：

2 分频与滤波电路