信号波形合成实验电路论文
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信号波形合成实验电路（ 信号波形合成实验电路（Ｃ 题）
摘 要：本系统采用 ７４ＨＣ４０６０ 芯片作为方波发生电路的主要芯片， 配合 ２４Ｍ 的晶振，产生 １．５Ｍ 稳定的方波信号，将信号通过 ＣＰＬＤ 分频 处理，得到 １０Ｋ、３０Ｋ、５０Ｋ 三种不同频率的方波，将信号通过低通滤 波器后，得到单频的正弦信号，为了保证最终波形的叠加效果，使用 幅度与移相调节电路对三路信号进行调整，三路信号进入加法器叠 加，最终得到近似的合成波形。系统主要由四大模块构成：方波发生 电路，分频滤波电路，幅度与移相调节电路和波形合成电路构成。
一、系统总体方案 系统总体方案 本系统以 ７４ＨＣ４０６０ 与 ２４Ｍ 晶振构成方波发生器， 产生 １．５Ｍ 稳定的方波信号， 将信号进行分频滤波处理，得到 １０Ｋ、３０Ｋ、５０Ｋ 三种不同频率的正弦信号，为了 保证最终波形的叠加效果，使用调幅移相电路对三路信号进行调整，三路信号进 入加法器叠加，最终完成波形合成。
二、理论分析 周期性函数的傅里叶分解就是将周期性函数展开成直流分量、基波和所 有 ｎ 阶谐波的迭加。数学上可以证明方波可表示为：
１ １ １ ｆ （ｔ ） ＝ Ａ（ｓｉｎ ωｔ ＋ ｓｉｎ ３ωｔ ＋ ｓｉｎ ５ωｔ ＋ ｓｉｎ ７ωｔ ＋） ３ ５ ７
（１）
其中 Ａ＝４ｈ／ π ，ｈ 为方波信号峰值。 已知基波峰峰值要求为 ６Ｖ，故 Ａ＝３ ，所以 ３ 次谐波对应的幅值为 １Ｖ，５ 次 谐波对应的幅值为 ０．６Ｖ。 当基波与 ３ 次谐波，５ 次谐波信号叠加时根据公式（１）可得到近似方波， 在 ｍａｔｌａｂ 中仿真图如图 １，可清晰的观察到方波信号合成的原理。 同样，对于三角波可以表示为：
ｆ （ｔ ） ＝ Ｂ（ｓｉｎ ωｔ
＝ Ｂ ∑ （ １） ｎ１
ｎ ＝１ ∞
１ １ １ ｓｉｎ ３ωｔ ＋ ２ ｓｉｎ ５ωｔ ２ ｓｉｎ ７ωｔ ＋） ２ ３ ５ ７
１ ｓｉｎ（２ｎ １）ωｔ （２ｎ １） ２
（２）
其中 Ｂ＝８ｈ／ π ２ ，ｈ 为三角波信号峰值。 已知基波峰峰值为 ６Ｖ，故 Ｂ＝３ ，所以 ３ 次谐波对应的幅值为 １／３Ｖ，５ 次谐 波对应的幅值为 ３／２５Ｖ。 当基波与 ３ 次谐波，５ 次谐波信号叠加时根据公式（２）可得到近似三角波。 在 ｍａｔｌａｂ 中仿真图如图 ２，可观察到方波信号合成的原理。
－１－
三、方案论证与比较 １＞．方波发生电路 方案一：采用反向输入的滞回比较器，ＲＣ 电路和稳压管产生方波，它是一种产 生固定的低频频率方波信号较好的振荡电路， 且灵敏度较低， 不适用于高频电路。 方案二：采用 ＮＥ５５５ 构成单稳态触发器产生方波信号，它是通过电容的充放电产 生暂稳态构成方波，但随着暂稳态宽度的增加，它的精度和稳定度也将下降。 方案三： ７４ＨＣ４０６０ 由一振荡器和 １４ 级二进制串行计数位组成的方波发生器， 用 在振荡器晶振为 ２４Ｍ 时可产生一个频率为 １．５Ｍ 的方波信号且无明显失真。 方案比较：题目要求能分频得到 １０Ｋ，３０Ｋ，甚至 ５０Ｋ 的分频信号，为了满足要 求，生成的方波信号频率要尽量高、失真小，而且最好是要求的 ３ 个分频信号的 公倍数，方案一、二都不能满足要求，故采用方案三。 ２＞．分频滤波电路 Ａ、分频电路 方案一：利用分立元件实现分频功能，即采用 ７４ＬＳ１６０ 计数器产生分频，但因其 所需器件多且电路制作复杂，故不选。 方案二：用 ＣＰＬＤ 实现状态机原理编程，在输入 １．５ＭＨｚ 方波后可以使产生的三路 信号做到很好的同步，又可以实现相位的调整，故选方案二。 Ｂ、滤波电路 方案一：采用 ＴＬＣ０４ＩＤ 巴特沃斯四阶低通开关电容滤波器芯片，虽然它的滤波 性能稳定且抑制波纹干扰能力强，但其截至频率范围为 ０．１￣４０ｋＨｚ，不满足电路要 求的 ５０ｋＨｚ，且实验时产生的波形失真较大，故不选。 方案二： 采用集成运放进行有源滤波器的设计， 能够前后级之间互相独立地设计， 确定各级滤波器的截止频率，准确地实现了题目所要求的 １０Ｋ，３０Ｋ，和 ５０Ｋ。且相 对于无源滤波参数的设计变得简单，故选方案二。 电路设计 四、电路设计 １．方波产生模块 利用 ７４ＨＣ４０６０ 和 ２４Ｍ 晶振可实现高频方波信号输出，７４ＨＣ４０６０ 由
１４ 个主从触 发器和一个振荡器组成，每个触发器的输入供给下一级触发器，每个触发器的输 出信号频率为前一级的一半，本电路采用 Ｑ３ 输出，根据公式
ｆｏ ＝ ｆ ｉ ２４ ＭＨｚ ＝ ＝ １．５ＭＨｚ ， １６ ２４
－２－
（３）
可得电路的输出频率为 １．５ＭＨｚ，在数值上是 １０Ｋ，３０Ｋ，５０Ｋ 的公倍数，满足后面 分频的要求。电路如图 １ 所示：
图１
方波产生电路 方波产生电路
２．分频滤波模块 分频模块是 １．５Ｍ 的方波作为输入，通过 Ｖｅｒｉｌｏｇ ＨＤＬ 编程，进行分频，同时控 制相移，分别输出 １０ＫＨｚ、３０ＫＨｚ、５０ＫＨｚ 的方波，为后级电路提供信号。 滤波模块使用了 ＴＩ 公司提供的 Ｆｉｌｔｅｒ Ｐｒｏ Ｄｅｓｋｔｏｐ 软件设计出的滤波电路，采 用了 Ｍｕｌｔｉｐｌｅ－Ｆｅｅｄｂａｃｋ 模型，它是无限增益多路反馈四阶二级低通滤波电路， 相对于同相输入电路，增加了 ＲＣ 环节，可以使滤波器的过渡带变窄，衰减斜率 的值增大，最终得到所需的正弦波。１０Ｋ，３０Ｋ，５０Ｋ 的电路原理图相同，通过调节 阻值实现不同的滤波功能。整个电路以 ＮＥ５５３２ 为核心，ＮＥ５５３２ 是高性能运算放 大器，具有非常低噪声，高输出驱动能力，高单位增益和最大输出摆幅带宽，低 失真，高摆率，输入保护二极管和输出短路保护的特点。电路如图 ２ 所示：
图２
滤波电路
３．幅度与相位调节电路 在进行幅度调节与移相之前需要加滤波电容滤去 ３ 路正弦信号的直流成分， 滤除 后输出的波形峰峰值为 ５Ｖ，题目要求有 ６Ｖ 基波信号，２Ｖ 和 １．２Ｖ 谐波信号输出， 所以需要幅度调节。 幅度调节电路我们先采用一个电压跟随器来满足前后模块的 阻抗匹配，然后经可调的反向比例放大电路进行幅度调节，满足理论幅值大小， 即 ６Ｖ（１０ｋ），２Ｖ（３０ｋ），１．２Ｖ（５０ｋ）。电路中采用开关控制，也可产生合成三角波 所需正弦波，即 ６Ｖ（１０ｋ），－０．６６Ｖ（３０ｋ），０．２４Ｖ（５０ｋ）． 移相的基本电路如图 ３ 所示，由运算放大器 ＯＰＡ８２０ 或 ＴＨＳ３０９１、ＲＣ 网络组成， 改变 Ｒ ｘ 的数值，Ｕ ｏ 的相位对应于 Ｕ ｉ 能在 ０～ π 之间变化。此电路的传递函数为：
－３－
１ Ｕ １ ｊｗＲ ｘ Ｃ Ｒ Ｒ ｊｗＣ Ｋ ｃ （ ｊｗ） ＝ ｏ ＝ ＋ （１ ＋ ） ＝ １ Ｕｉ Ｒ Ｒ １ ＋ ｊｗＲ ｘ Ｃ Ｒｘ ＋ ｊｗＣ 由（４）式得 Ｋ Ｃ 的模 Ｋ ｃ （ ｊｗ） 恒等于 １， 当 ｗＲ ｘ Ｃ ＝ １， Ｕ Ｏ 滞后 Ｕ ｉ 后，在角频率为 ｗ 时， 调节 Ｒ ｘ 即可得 到移相后的输出。设 Ｕ ｏ 和 Ｕ ｉ 之间的的 相移为β，则： β＝－２ａｒｃｔａｎ （ 因β＜０）
１ ｗＲ ｘ Ｃ
（４）
π
２
。设选定 Ｃ
（５ ）
这样，即选择一个 Ｒ ｘ 值， 就 可获得一个相对应的β值。 图３ 移相电路 ４．加法器电路 通过前面的电路产生了合成方波所需要的峰峰值为 ６Ｖ，２Ｖ，１．２Ｖ 的正弦波，现在 再用加法器将其合成近似方波，电路采用 ＮＥ５５３２ 运放，通过反向求和运算电路 将三个不同频率和峰值的正弦波进行合成，利用公式
ｕ０ ＝ Ｒ５ （ Ｕ ｏｕｔ１ Ｕ ｏｕｔ ２ Ｕ ｏｕｔ ３ ＋ ＋ ） Ｒ１ Ｒ２ Ｒ３
（６）
产生题目所要求的 ５Ｖ 的近似方波。电路如图 ４ 所示：
图４ 三角波的合成原理相同。
加法器电路
－４－
５．峰值检测电路 ５． 本系统采用 ＬＦ３９８ 和 ＬＭ３１１ 芯片，ＬＦ３９８ 是一种反馈型采样／保持放大器，ＬＭ３１１ 是一种具有选通信号的差动比较器。当信号处于上升阶段时，ＬＭ３１１ 的同相输入 端数值大于反向输入端数值，比较器输出为高电平，当信号达到峰
值后，同相输 入小于反向输入，比较器电平反转，成为低电平，启动 Ａ／Ｄ 即可获得此时的峰值 电平。如此，即可将正弦波的峰值送入单片机，再通过 ＬＣＤ 显示。电路如图 ５ 所示：
图５
峰值检测电路
五．程序设计 程序设计 由于本系统中的单片机只起显示作用，所以软件设计比较简单。软件流程如下：
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六、系统测设 １、测试仪器 序 名称、型号、规 数量 号 格 １ 万用表 ＤＴ９２０５ １ ２ ３ 数字存储示波 器 ＤＳ５１０２ＭＡ 高频毫伏表 １ １
备注 测试系统参数及电路连接 测试输出波形 调试三路正弦波的幅值
２、测试方案 按照原理图连接电路，用高频毫伏表进行调试。测试时，采用示波器显示波 形，同时可看到各路正弦波的频率，通过 ＬＣＤ 显示可得实际电路的峰值，记录测 试结果。 ３、测试结果 合成方波： 幅值 合成波形 频率 误差 理 论 实 际 值 值 正 弦 ３Ｖ ２．９０Ｖ ３％ 波１ １０Ｋ 正 弦 波２ 正 弦 波３
３０Ｋ
１Ｖ
９５６ｍＶ
４．４％
５０Ｋ
０．６Ｖ
５４０ｍＶ
１０％
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附件： 附件： 电路设计参考文献 １．电路设计参考文献 １． 《Ｐｒｏｔｅｌ ９９ＳＥ 入门与提高》 张瑾等编著 人民邮电出版社 ２． 《模拟及数模混合器件的原理与应用》 孙肖子主编 科学出版社 ３．《ＭＳＰ４３０ 系列单片机实用 Ｃ 语言程序设计》 张晞 王德银 张晨编著 人 民邮电出版社 ４． 《模拟电子技术基础》 第三版 童诗白 华成英主编 ５．ｗｗｗ．ｔｉ．ｃｏｍ 电路设计中所使用 ２．电路设计中所使用 ＴＩ 芯片 名称 个 功能 数 ＴＨＳ３０９１ １ 单路高压低失真电流反馈运算放大器 ＬＭ３１１ ３ 具有选通信号的差动比较器 ＭＳＰ４３０Ｆ２６１８ １ １６ 位超低功耗 ＭＣＵ，具有 １１６ＫＢ 闪存、８ＫＢ ＲＡＭ、１２ 位 ＡＤＣ、双路 ＤＡＣ、２ 个 ＵＳＣＩ、ＨＷ 乘法器和 ＤＭＡ ＯＰＡ８２０ ＮＥ５５３２ ３ １１ 单位增益稳定低噪声电压反馈运算放大器 双路低噪声高速音频运算放大器
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１
《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
信号处理论文
SHANGHAI UNIVERSITY 课程论文 COURSE PAPER 学院机电工程与自动化学院学号16721828 学生姓名石成章 课程信号处理
基于ZigBee技术的智能照明系统设计 石成章16721828 （上海大学机自学院控制工程） 摘要：本文设计了基于ZigBee无线传感器网络技术的智能照明系统。该系统由若干智能灯光节点以自组网的形式组成，通过感知外部光强信息的变化情况，能够自适应的调节灯光节点的亮度，并可以通过PC上的数据中心对灯光节点进行智能控制。 关键词：ZigBee技术；MSP430F2618单片机； Design of Intelligent Lighting System Based on ZigBee Technology Shi Chengzhang 16721828 Abstract:This paper designs an intelligent lighting system based on ZigBee wireless sensor network technology. The system is composed of several intelligent lighting nodes in the form of self-organizing network. By sensing the change of external light intensity information, the system can adjust the brightness of the lighting node adaptively and can intelligently control the lighting nodes through the data center on the PC. Key words:ZigBee technology; MSP430F2618 microcontroller 1背景介绍 随着科技的飞速发展和生活水平的不断提高，人们对于家居生活的现代化、节能化和舒适化的需求越来越强烈，家庭自动化[1]的概念也为人们所熟知。智能照明系统作为家庭自动化的应用之一，具有广阔的应用前景。传统的照明系统往往采用有线连接，具有布线麻烦、增减设备需要重新布线、系统可扩展性差、安装和维护成本高以及移动性能差等缺点[2]，且往往采用人工控制的方法或使用节能灯具来实现节能，不能根据室外光强自适应地调整灯具的发光亮度，从而达不到高效节能的目的。 针对传统照明系统的不足，一方面可以考虑采用无线连接的形式取代传统的有线连接。ZigBee技术[3]作为新兴的近距离无线通信技术之一，具有近距离、低速率、低功耗、且极廉价的市场定位，非常适合在照明系统中应用;另一方面可以使用先进的微处理电子技术，对灯具的亮度变化进行自适应调节。当室外光强较强时，室内灯具亮度自动调暗，室外光强较弱时，室内灯具亮度自动调亮，从而达到高效节能的目的。 2 zigbee技术简介 2.1 Zigbee技术 ZigBee是基于IEEE 802. 15. 4的无线通信协议，它是一种短距离、低功耗协议，专
学习数电心得体会
学习数电心得体会 篇一：学习数字电路之心得体会 学习数字电路之心得体会 不知不觉中,本学期数字电路的学习就要结束了,现在回想一下,到底学了哪些东西呢如果不看书的话,真有点记不住学习内容的先后顺序了,看了目录以后,就明白到底学了什么东西了,最开始学的内容还比较简单,而后面的内容就学得糊里糊涂了,似懂非懂,按老师的说法,就是前面的东西只有十几度的水温,而到了后面,温度就骤升了,需要花更多的时间。 其实吧，总的来说，学习的思路还是很清楚的，最开始学的是数制与码制，特别是二进制的一些东西，主要是为后面的学习打基础，因为对于数字电路来说，输入就是0和1，输出也是这样，可以说，明白二进制是后面学习最基础的要求。到第二章，又学了一些逻辑代数方面的基本知识，首先就有很多的逻辑代数的公式，然后就是逻辑函数了，我感觉这里的函数和原来学的其实都差不多，只不过这里是逻辑函数，每一个变量的取值只有0和1罢了，然后就是用不同的方式来表达逻辑函数，学了很多方法，有逻辑图，波形图等等，过后又学了逻辑函数的两种标准形式—最小项之和和最大项之积，还有逻辑函数的化简方法，之后还有一些无关项和任意项的知识。总而言之，前两章的内容还是比较简单的，
都是一些基础的东西，没有多大的难度，学习起来也相对轻松。 第三章老师没有讲，是关于门电路的知识，我认为还是比较重要的，因为数字电路的构成就是一系列的门电路的组合，以此来完成一定的功能。第四章讲的是组合电路，说白了，就是组合门电路来实现 特定的功能，其最大的特点就是此时的输出只与此时的输入有关，并且电路中不含记忆原件。首先，学习组合电路，我们要知道如何去分析，确定输入与输出，写出各输出的逻辑表达式并且化简，然后就可以列出真值表了，那么，这个电路的功能也就一目了然了，而关于组合电路的设计，其实就是组合电路分析方法的逆运算，设计思路很简单，只要按着步骤来，一般没什么问题，在数电实验课上，就有组合逻辑电路的设计，需要我们自己去设计一些具有特定功能的组合电路，还是挺有趣的。过后还学了一些常用的组合逻辑电路，比如编码器，译码器，数据选择器，加法器等等，我感觉这些电路都挺复杂的，分析起来都很麻烦，更别说设计了，我要做的就是明白它的工作原理，知道它的设计思想就行了。最后了解了一下组合逻辑电路中存在的竞争冒险现象。 我觉得第五章和第六章是比较难的，第五章讲的是触发器，就是一种具有记忆功能的电路，我感觉这一章是学得比较乱的，首先，触发器的种类有点多，有SR锁存器，D触发
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：
电路实训心得体会
电路实训心得体会 篇一：电工技能实训心得体会 电工实训一体化教学的体会 摘要： 正文： 我校学生在进校学习一年文化课和专业技术理论课后。第二年是电工实训课，根据教学目标，学生们要达到维修电工中级的标准。这就要通过电工实训教学来完成。由于各种因素，我校学生综合素质不高，文化基础知识普遍较差，对专业知识也不喜欢学。他们大部分不肯或不善于动脑，甚至有些从来不动手实际操作，这样就会直接影响实训效果。采用什么样的方式、方法才能使他们学到专业技术知识，又提高专业技能操作水平呢？ 一、实施一体化教学有助于，提高学生学习兴趣 “兴趣是最好的老师”，有了兴趣才有渴求，有渴求才会有积极性，学生对此有兴趣，才会想办法去找解决问题的方法，兴趣可以调动学生主观能动性，提高学生实训效果，老师应在教学中，采用各种有效的方法，提高学生学习和操作兴趣，调动学生主观能动性。 1、老师可以利用一些演示教具（例安全灯变压器、电容器的冲放电）通过演示让学生对其有较全面认识，并让学
生参与到教学演示当中亲自动手操作，提高学生学习主动性。 2、老师设计的实习内容与实际紧密结合，使学生更好的理解和掌握电工专业有关知识和基本技能，激发学生学习兴趣，提高学生解决实际问题能力，如家用照明线路安装、排故，电能表安装、原理等。学生对这些实际的课题非常有兴趣，并会积极投入完成实训课题当中，这样学生即学会了技能，又能解决自家用电出现的一些小故障（如日关灯不亮、插座无电等）。 二、一体化教学中常用的教学方法 1、体验试验教学，加强学生安全用电意识 在电工实习教学过程中，最易发生的安全事故是触电和设备损坏，因此实习指导教师在实习过程中要特别强调安全用电，把安全用电放在第一位。在讲解安全用电和安全操作的实习教学中采用“触电”试验法，让学生尝试一下“触电”的滋味（当然有绝对的安全保障），用自己或他人的切身感受和表情动作来达到教学目的。具体方法是用一个220v安全灯变压器，把输出电压调到12v，教师用双手捏住两个接线端，然后接通电源，一直自己手指有触电感觉，发出触电的动作表情，然后让学生自己用双手捏住接线端，让学生“触电”，让其他学生观察触电学生的表情动作，如此“触电”几位同学，并让触电部位各不相同，“触电”同学的表情动
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。
MATLAB结课论文设计.
MATLAB程序设计(论文) 基于MATLAB实现语音信号的去噪 院（系）名称电子与信息工程学院 专业班级通信工程 学号 学生姓名 任课教师
论文任务
摘要 滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位，FIR数字滤波器和IIR 滤波器是滤波器设计的重要组成部分。利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现，综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。通过理论推导得出相应结论，再利用MATLAB 作为编程工具进行计算机实现。在设计实现的过程中，使用窗函数法来设计FIR数字滤波器，用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变法设计IIR数字滤波器，并利用MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析，可知利用MATLAB信号处理工具箱可以有效快捷地设计FIR和IIR数字滤波器，过程简单方便，结果的各项性能指标均达到指定要求。 关键词数字滤波器 MATLAB 窗函数法巴特沃斯切比雪夫双线性变换
目录 第1章绪论 (1) 1.1数字信号处理的意义 (1) 1.2语音去噪设计要求 (2) 第2章语音去噪方案设计 (3) 2.1语音去噪的应用意义 (3) 2.2 语音去噪设计框图 (3) 2.3设计原理 (4) 第3章程序分析 (5) 3.1 语音去噪采样过程 (5) 3.2 语音去噪方案 (6) 第 4 章总结 (8) 参考文献 (9) 附录 (10)
第1章绪论 1.1数字信号处理的意义 数字信号处理是利用计算机或专用处理设备，以数值计算的方法对信号进行采集、抽样、变换、综合、估值与识别等加工处理，借以达到提取信息和便于应用的目的。它在语音、雷达、图像、系统控制、通信、航空航天、生物医学等众多领域都获得了极其广泛的应用。具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等优点。 数字滤波器, 是数字信号处理中及其重要的一部分。随着信息时代和数字技术的发展，受到人们越来越多的重视。数字滤波器可以通过数值运算实现滤波，所以数字滤波器处理精度高、稳定、体积小、重量轻、灵活不存在阻抗匹配问题，可以实现模拟滤波器无法实现的特殊功能。数字滤波器种类很多，根据其实现的网络结构或者其冲激响应函数的时域特性，可分为两种，即有限冲激响应( FIR，Finite Impulse Response)滤波器和无限冲激响应( IIR，Infinite Impulse Response)滤波器。 FIR滤波器结构上主要是非递归结构，没有输出到输入的反馈，系统函数H (z)在处收敛，极点全部在z = 0处（因果系统），因而只能用较高的阶数达到高的选择性。FIR数字滤波器的幅频特性精度较之于IIR数字滤波器低，但是线性相位，就是不同频率分量的信号经过fir滤波器后他们的时间差不变，这是很好的性质。FIR 数字滤波器是有限的单位响应也有利于对数字信号的处理，便于编程，用于计算的时延也小，这对实时的信号处理很重要。FIR滤波器因具有系统稳定，易实现相位控制，允许设计多通带（或多阻带）滤波器等优点收到人们的青睐。 IIR滤波器采用递归型结构，即结构上带有反馈环路。IIR滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成，可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式，都具有反馈回路。同时，IIR数字滤波器在设计上可以借助成熟的模拟滤波器的成果，如巴特沃斯、契比雪夫和椭圆滤波器等，有现成的设计数据或图表可查，在设计一个IIR数字滤波器时，我们根据指标先写出模拟滤波器的公式，然后通过一定的变换，将模拟滤波器的公式转换成数字滤波器的公式。 滤波器的设计可以通过软件或设计专用的硬件两种方式来实现。随着MATLAB软
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。
电子电路实训心得体会
电子课程设计心得体会 通过一周的电子设计，我学会了如何将书本上学到的知识应用与实践，学会了一些基本的电子电路的设计、仿真与焊接，虽然在这个过程中我遇到了很多麻烦，但是在解决这些问题的过程中我也提高了自身的专业素质，这次设计不仅增强了自己在专业方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养。 这次电子实习，我所选的课题是“倒计时光控跑马灯”，当拿到选题时，我认为这个不是很难。但当认真的考虑时，我才发现一切并非我想的那么简单。无论一个多么简单的课题，他所牵涉的知识比较多的，比如我这个选题不仅仅包括许多模电器件和数电器件，它还包含许多以前我没有接触或熟知的器件。所以我在设计时也在不断的学习，了解每一个器件的结构、工作原理及其运用。经过与搭档的多次交流，我们才确定了最后的电路方案，然后在多次的电路仿真之中，我们又进行了更加完善的修改，以达到万无一失。 第三天的任务主要是焊接自己设计的电路板。开始，我们都充满了好奇，毕竟这是第一次走进实验室去焊接电路板。不过才过了一天，所有的好奇心都烟消云散，换而的是苦与累。我这时才知道焊电路板确实是一件苦差事。焊电路板要人非常的细心，并且要有一定的耐心，因为焊接示若稍不注意就会使电路短路或者焊错。经过一两天的坚苦奋斗，终于焊完的。但当我们去测试时却无法出现预期的结果。然后我没办法只得去慢慢检查，但也查不出个所以然来。我想实际的电路可能与仿真的电路会产生差错，毕竟仿真的是在虚拟的界面完成的。 所以在接下来的几天我都在慢慢调试和修改中度过，想想那几天过的真的好累，在一次次的失败中修正却还是得不到正确的结果。好几次都想放弃，但最后还是坚持下来。经过多次调试，最后还是得到正确的结果，那一刻，我感觉如释重负，感觉很有成就感。一个星期的电子实习已经过去，但是使我对电子设计有了更的了解，使我学了很多，具体如下：1. 基本掌握手工电烙铁的焊接技能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品装工艺的生产流程，了解电子产品的焊接、调试与维修方法；2. 熟悉了有关电子设计与仿真软件的使用，能够熟练使用普通万用表；3.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围，能够灵活的运用 4.增强自己解决问题的能力，利用网上和图书馆的资源，搜索查找得到需要的信息； 5.明白了团队合作的重要性，和搭档相互讨论， 学会了怎么更好解决问题。篇二：电子技术实训心得体会 电子技术实训心得体会 开学的第一周，我们迎来了新学期里的第一堂课－－电子工艺实训课。对于新学期里的新课程、新知识，我有种迫不及待的感觉。 在这一学期里，我们首先接触的是对电子元件的初步认识，还有电路的结构和布局。而这一实训课里最重要的东西便是日常生活里所见到的电焊。在课堂上，老师指导了我们对电焊的使用，由于在焊接过程中，加热的电焊是比较具有危险性的，如果使用不当会对自己或别人造成伤害。所以我们必须严格按照相关规定及正确的使用方法去使用电焊，避免烙伤事故的发生。 当我们初步掌握了电子元件的焊接方法技巧之后，便可以开始尝试焊接一些电路板元件了。其中电子元件的布局是很重要的。因为它关联到电路连接的方便简洁。 短短的一周过去了，在这一周里，如果没有老师的指导，我们的实训将会有很大的败笔，实训课无法得以完成，其次，在这一次实训中，使我明白，与同伴的合作交流是很重要的。团队精神要劳记在心里。与同性分享成功的喜悦难道不是一种很美好的事么？ 实训课已渐入尾声，通过这一次，我们又收获到了很多珍贵的知识，而这与老师的辛勤是离不开的。在此，我和全体同学对老师说一声谢谢！老师您辛苦了！篇三：电子电路实训报告
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
数字信号处理期末论文
题目：基于DSP的FFT程序设计的研究 作者届别 系别专业 指导老师职称 完成时间2013.06
内容摘要 快速傅里叶变(Fas Fourier Tranformation，FFT)是将一个大点数N的DFT分解为若干小点的D F T的组合。将用运算工作量明显降低，从而大大提高离散傅里叶变换(D F T) 的计算速度。因各个科学技术领域广泛的使用了FFT 技术它大大推动了信号处理技术的进步，现已成为数字信号处理强有力的工具，本论文将比较全面的叙述各种快速傅里叶变换算法原理、特点，并完成了基于MATLAB的实现。 关键词：频谱分析；数字信号处理；MATLAB；DSP281x
引言： 1965年，库利（J.W.Cooley）和图基（J.W.Tukey）在《计算数学》杂志上发表了“机器计算傅立叶级数的一种算法”的文章，这是一篇关于计算DFT的一种快速有效的计算方法的文章。它的思路建立在对DFT运算内在规律的认识之上。这篇文章的发表使DFT的计算量大大减少，并导致了许多计算方法的发现。这些算法统称为快速傅立叶变换（Fast Fourier Transform），简称FFT，1984年，法国的杜哈梅尔（P.Dohamel）和霍尔曼（H.Hollmann）提出的分裂基快速算法，使运算效率进一步提高。FFT即为快速傅氏变换，是离散傅氏变换的快速算法，它是根据离散傅氏变换的奇、偶、虚、实等特性，对离散傅立叶变换的算法进行改进获得的。它对傅氏变换的理论并没有新的发现，但是对于在计算机系统或者说数字系统中应用离散傅立叶变换，可以说是进了一大步。 随着科学的进步，FFT算法的重要意义已经远远超过傅里叶分析本身的应用。FFT算法之所以快速，其根本原因在于原始变化矩阵的多余行，此特性也适用于傅里叶变换外的其他一些正交变换，例如，快速沃尔什变换、数论变换等等。在FFT的影响下，人们对于广义的快速正交变换进行了深入研究，使各种快速变换在数字信号处理中占据了重要地位。因此说FFT对数字信号处理技术的发展起了重大推动作用。 信号处理中和频谱分析最为密切的理论基础是傅立叶变换(Fouriertransform，FT)。快速傅立叶变换(FFT)和数字滤波是数字信号处理的基本内容。信号时域采样理论实现了信号时域的离散化，而离散傅里叶变换理论实现了频域离散化，因而开辟了数字技术在频域处理信号的新途径，推进了信号的频谱分析技术向更广的领域发展。 1.信号的频谱分析 如果信号频域是离散的，则信号在时域就表现为周期性的时间函数；相反信号在时域上是离散的，则该信号在频域必然表现为周期的频率函数。不难设想，一个离散周期序列，它一定具有既是周期又是离散的频谱。有限长序列的离散傅里叶变换和周期序列的离散傅里叶级数本质是一样的。因而有限长序列的离散傅里叶变换的定义为：x(n)和X(k)是一个有限长序列的离散傅里叶变换对。
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））