信号波形合成电路

毕 业 设 计 说 明 书

毕业设计题目 信号波形合成实验电路

系 电子信息工程系 专业班级 姓 名

学 号 指导教师

2011年5月29日

信号波形合成实验电路

摘 要

近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，随着科学技术的不断进步，人们利用各种方法增加对世界的感知，这些外界信息往往都是连续变化的模拟量，如热电偶、压力应变片等，所以要对模拟量系统进行数字控制，就必须对模拟量采集、处理和显示，因此信号波形合成的应用比较广泛。

系统主要分四大部分，即方波振荡电路，分频与滤波，移相处理，加法器。 系统模拟部分分别使用了TI公司的电源芯片MC34063，滤波芯片TLC04，运放芯片OPA820、OPA842、OP07，计数器74LS194，并在设计中利用TI公司的MSP430F149完成了对各正弦波的测量以及数显功能。

本文通过模拟电路来完成方波信号的产生、分频、滤波、放大、衰减、移相以及合成等功能。在信号处理中，根据设计要求和方波、三角波傅里叶变

综合实验设计报告

题目：信号波形分离及合成的大综合电路

二级学院：机电工程学院

指导老师：施阁

队员姓名：陈前、高晓辉、秦凤立、余振威、顾李江、姚迪

日期：2011年1月7日

信号波形分离及合成的大综合电路设计题目

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3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。

二、实现方案的对比与分析

1．基本方波发生器方案的对比与分析

方案一：采用有源晶振。有源晶振频率太高，对环境要求相对较高，且不容易控制。

方案二：采用运放OPA820搭建矩形波发生电路，需要调节电阻来控制输出方波信号的频率，但产生方波较困难。

方案三：采用NE555多谐振荡器。由自激产生方波。产生的方波除基波成分外，还含有过多的高次谐波成分，其频率不易控制。但产生过程简单，后续电路对产生的波形有矫正作用。

经对比，我们采用方案三，作为方波发生电路。

2．波形变换电路方案的对比与分析

1） 分频方案的选择

方案一：采用D触发器。仅能实现2n（n=1,2,3…）分频，无法同时满足既产生10KHz又产生30KHz和50KHz的信号。

方案二：采用十六进制计数器。可实现2～15任意分频，可满足

第八章 波形发生与信号转换电路

〖本章主要内容〗

1、在模拟电子电路中测试信号和控制信号； 2、自激振荡的概念；

3、正弦波振荡电路所产生的自激振荡和负反馈放大电路中所产生的自激振荡的区别；正弦波振荡电路中选频网络的组成；

4、正弦波振荡的条件，正弦波振荡电路的组成； 5、矩形波发生电路原理及组成；

6、各类电压比较器原理、组成及分析；

7、矩形波、三角波和锯齿波发生电路的原理及组成；

8、电压-电流转换电路、精密整流电路和电压-频率转换电路的组成和工作原理；

〖本章学时分配〗

本章分为4讲，每讲2学时。

第二十五讲 正弦波振荡电路

一、主要内容

1、产生正弦波的条件和正弦波振荡电路的组成 1) 电路振荡的物理原因：

本质上与负反馈放大器的振荡相同。若反馈信号与放大器净输人信号同相等幅，因而净输人信号靠反馈信号得以维持，则即使外加输人信号为零，输出也不会消失。

2）振荡的条件：

??V?Vfi， 即：相位条件——同相，幅值条件——等幅。

..用开环频率特性表示的振荡条件：幅度平衡条件 ?AF?=1

相位平衡条件 ?AF = ?A+?F = ?2n? 3） 正弦波

第八章 波形发生与信号转换电路

〖本章主要内容〗

1、在模拟电子电路中测试信号和控制信号； 2、自激振荡的概念；

3、正弦波振荡电路所产生的自激振荡和负反馈放大电路中所产生的自激振荡的区别；正弦波振荡电路中选频网络的组成；

4、正弦波振荡的条件，正弦波振荡电路的组成； 5、矩形波发生电路原理及组成；

6、各类电压比较器原理、组成及分析；

7、矩形波、三角波和锯齿波发生电路的原理及组成；

8、电压-电流转换电路、精密整流电路和电压-频率转换电路的组成和工作原理；

〖本章学时分配〗

本章分为4讲，每讲2学时。

第二十五讲 正弦波振荡电路

一、主要内容

1、产生正弦波的条件和正弦波振荡电路的组成 1) 电路振荡的物理原因：

本质上与负反馈放大器的振荡相同。若反馈信号与放大器净输人信号同相等幅，因而净输人信号靠反馈信号得以维持，则即使外加输人信号为零，输出也不会消失。

2）振荡的条件：

??V?Vfi， 即：相位条件——同相，幅值条件——等幅。

..用开环频率特性表示的振荡条件：幅度平衡条件 ?AF?=1

相位平衡条件 ?AF = ?A+?F = ?2n? 3） 正弦波

第八章 波形的发生和信号的转换

自测题

一、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果。 （1）在图T8.1所示方框图中，若φF＝180°，则只有当φ时，电路才能产生正弦波振荡。（ ）

A＝±180°

图T8.1

（2）只要电路引入了正反馈，就一定会产生正弦波振荡。（ ） （3）凡是振荡电路中的集成运放均工作在线性区。（ ）

（4）非正弦波振荡电路与正弦波振荡电路的振荡条件完全相同。（ ） 解：（1）√ （2）× （3）× （4）×

二、改错：改正图T8.2所示各电路中的错误，使电路可能产生正弦波振荡。要求不能改变放大电路的基本接法（共射、共基、共集）。

第八章题解－1

图T8.2

解：（a）加集电极电阻Rc及放大电路输入端的耦合电容。 （b）变压器副边与放大电路之间加耦合电容，改同铭端。

三、试将图T8.3所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。

图T8.3

解：④、⑤与⑨相连，③与⑧相连，①与⑥相连，②与⑦相连。如解图T8.3所示。

解图T8.3

第八章题解－2

四、已知图T8.4（a）所示方框图各点的波形

2012年南京邮电大学电子设计竞赛

波形合成器（D题）报告

摘要：

本系统主要由rc文氏桥正弦波发生器，过零比较器，低通滤波电路，分频电路，相加器增益调节器，方波和三角波合成电路等实验电路组成。系统基本工作过程：正弦波发生器产生30KHZ的正弦波，经过过零比较器变为方波，通过分频电路转化为1KHZ，3KHZ,5KHZ的三路方波，分别由低通滤波器滤出对应频率的正弦波，最后通过方波和三角波合成器合成较标准的三角波和方波。结果表明，系统合成波符合理论傅里叶分析结果，实验误差小于5%，符合题目要求。 一．

实验要求 1．基本要求

（1）正弦波发生器能产生所需要的的正弦波波形（频率自行确定）； （2）设计2至3组分频电路和有源滤波器电路（分频比自行确定）；

（3）将分频滤波后的波形进行合成，在1k?负载条件下，输出信号的频率为1KHz,电压峰-峰值Vopp为5V，波形为三角波；

（4）调节各信号间的比例关系，产生方波波形，；输出信号的频率为1KHz,电压峰-峰

值Vopp为5V；

（5）输出信号波形不能有明显失真； 2．发挥部分

（1）增加一组分频电路和有源滤波器电路，以改善输出信号失真；

（2）在50?负载条件下，输出信号的电压峰-峰值Vopp在0～

第七章 信号波形测量 一、填空题

1: 示波管由____、偏转系统和荧光荧三部分组成。 电子枪

2: 示波器荧光屏上，光点在锯齿波电压作用下扫动的过程称为____。扫描 3: 调节示波器“水平位移”旋钮，是调节____的直流电位。X偏转板

4: 欲在x=10cm长度对 的信号显示两个完整周期的波形，示波器应具有扫描速度为_____。 20ms/cm

5: 取样示波器采用_____取样技术扩展带宽，但它只能观测_____信号。 非实时， 重复 6: 当示波器两个偏转板上都加_____时，显示的图形叫李沙育图形，这种图形在_____和频率测量中常会用到。正弦信号 相位

7、示波器为保证输入信号波形不失真，在Y轴输入衰减器中采用_______ 电路。RC分压 (或阻容分压)

8、示波器的“聚焦”旋钮具有调节示波器中________极与________极之间电压的作用。 第一阳(或A1) 第二阳(或A2， 或G2) 9、在没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在________状态，若工作在_____状态，则无信号输入时就没有扫描线。连续扫描 触发扫描

10、双扫描示波系统，采用A扫描输出________波，对B扫描触发，

第七章 信号波形测量 一、填空题

1: 示波管由____、偏转系统和荧光荧三部分组成。 电子枪

2: 示波器荧光屏上，光点在锯齿波电压作用下扫动的过程称为____。扫描 3: 调节示波器“水平位移”旋钮，是调节____的直流电位。X偏转板

4: 欲在x=10cm长度对 的信号显示两个完整周期的波形，示波器应具有扫描速度为_____。 20ms/cm

5: 取样示波器采用_____取样技术扩展带宽，但它只能观测_____信号。 非实时， 重复 6: 当示波器两个偏转板上都加_____时，显示的图形叫李沙育图形，这种图形在_____和频率测量中常会用到。正弦信号 相位

7、示波器为保证输入信号波形不失真，在Y轴输入衰减器中采用_______ 电路。RC分压 (或阻容分压)

8、示波器的“聚焦”旋钮具有调节示波器中________极与________极之间电压的作用。 第一阳(或A1) 第二阳(或A2， 或G2) 9、在没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在________状态，若工作在_____状态，则无信号输入时就没有扫描线。连续扫描 触发扫描

10、双扫描示波系统，采用A扫描输出________波，对B扫描触发，

第4章 波形发生电路4.1 LC回路中的电磁振荡 4.2 LC正弦波震荡电路 4.3 其它形式的LC正弦波震荡电路 4.4 RC桥式震荡电路 4.5石英晶体荡电路 4.6实训

第4章 波形发生电路本章要求：1.理解电路自激振荡原理和条件 2.掌握LC、RC正弦波振荡器的构成 3.熟悉振荡器电路仿真与分析 4.了解集成函数信号发生器的制作

4.1 LC回路中的电磁振荡形发生电路也称振荡电路或振荡器，是一种不需外加信 号作用便能输出不同频率交流信号的自激振荡电路，通 常有正弦波振荡器与非正弦波(多谐)振荡器之分。 用Multisim软件构建如图4-1(a)所示电路，当开关J1 置右侧时，由L1、C1构成闭合回路。我们将示波器并联 在该闭合回路两侧，示波器中并无任何信号波形出现。

图4-1

当拨动开关J1,使它闭合于电源一侧，使电源 U1和电容 C1构成闭合回路，电源给电容充电，此时示波器屏幕中 仍无任何变化。然后，我们再次拨动开关J1,让L1、C1 构成闭合回路，我们从示波器屏幕中看到了什么？观察 到LC回路两侧的自由等幅振荡正弦波波形，如图4-1(b) 所示。

图4-1

以上电路是一个理想电路，在现实中并不存在。因为， 实际电容、电感和导线都存在着电阻，如

实验报告

课程名称：电路与电子技术实验Ⅱ指导老师：张德华成绩：__________________ 实验名称：波形分解与合成实验类型：模拟电路实验 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得

一、实验目的和要求

1.了解有源带通滤波器的工作原理、特点；

2.掌握有源带通滤波器典型电路的设计、分析与实现；

3.学习有源带通滤波器典型电路的频率特性测量方法、电路调试与参数测试，了解其滤波性能； 4.了解非正弦信号离散频谱的含义；

5.利用有源带通滤波器、放大器实现波形的分解与合成； 6.通过仿真方法进一步研究有源带通滤波电路，了解不同的有源带通滤波器结构、参数对滤波性能的影响。 二、实验内容和原理 实验内容： 1.原理分析； 2.频率特性； 3.滤波效果；

4.波形的分解与合成。 实验原理： 0.滤波器

⑴定义：

让指定频段的信号通过，而将其余频段上的信号加以抑制，或使其急剧衰减。（选频电路）

⑵分类：

a)按照器件类型分类：

无源滤波器：由电阻、电容和电感等无源元件组成； 有源滤波器：采用集成运放和RC网络为