信号波形合成实验电路实验报告

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

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

*欧阳光明*创编2021.03.07

波形产生电路实验报告

欧阳光明（2021.03.07）

一、实验目的

1. 通过实验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. 通过实验掌握由集成运放构成的方波（矩形波）和三角波（锯齿波）振荡电路的原理与设计方法。

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。

（1）缓慢调节电位器，观察电路输出波形的变化，解释所观察到的现象。

（2）仔细调节电位器，使电路输出较好的正弦波形，测出振荡频率和幅度以及相对应的之值，分析电路的振荡条件。

（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、波形的幅度、周期（频

率）以及的上升时间和下降时间等参数。

（2）对电路略加修改，使之变成矩形波和锯齿波振荡电路，即为矩形波，为锯齿波。要求锯齿波的逆程（电压下降段）时间大约

*欧阳光明*创编2021.03.07

*欧阳光明*创编 2021.03.07

*欧阳光明*创编 2021.03.07 是正程（电压

信号与系统实验报告

非正弦周期信号的分解与合成

专业： 班级：

姓名：

学号：

用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的分解与合成

一、实验目的

1、用同时分析法观测50Hz非正弦周期信号的频谱，并与其傅立叶级数各项的频率与系数作比较。

2、观测基波和其谐波的合成。

二、实验设备

1、信号与系统实验箱：THKSS－A型或THKSS－B型或THKSS－C型。 2、双踪示波器，数字万用表。

三、实验原理

1、一个非正弦周期函数可以用一系列频率成整数倍的正弦函数来表示，其中与非正弦具有相同频率的成分称为基波或一次谐波，其它成分则根据其频率为基波频率的2、3、4、…、n等倍数分别称二次、三次、四次、…、n次谐波，其幅度将随谐波次数的增加而减小，直至无穷小。

2、不同频率的谐波可以合成一个非正弦周期波，反过来，一个非正弦周期波也可以分解为无限个不同频率的谐波成分。

3、一个非正弦周期函数可用傅立叶级数来表示，级数各项系数之间的关系可用一个频谱来表示，不同的非正弦周期函数具有不同的频谱图，各种不同波形及其傅氏级数表达式见表2-1，方波频谱图如图2-1表示

方波频谱图

各种不同波形

电子制作

（自动化10级）

波形产生电路模块

学生姓名 学 号 院 系 工学院电气与信息工程系 专 业 自动化 指导教师 填写日期 2012-07-04

绍兴文理学院《电子制作》

目录

一．实验目的 ................................................................................................................ 1 二．实验元器件 ............................................................................................................ 1 三．实验原理与参考电路 ..................................

信 号 与 系 统

上 机 实 验 报 告

学院： 学号：

姓名： 指导老师：

年 月 日

摘要

本次实验使基于Matlab对一些基本信号进行处理，包括信号的产生，信号的运算、拆分，对信号求卷积以及对画出信号频域响应等操作。本次实验一共有3个实验题目。

实验一是表示信号、系统的Matlab函数、工具箱的基本运用。这个实验要求我们用Matlab工具箱表示出集中基本的离散信号，包括单位冲激信号、单位阶跃序列、正弦序列和指数序列，并对这些信号进行一些基本的运算，包括信号加、信号乘、信号奇偶拆分，最后通过工具箱的出来的图像，分析出生成新信号的周期。

实验二使研究离散系统的冲激响应、卷积和。这个实验首先要求我们用Matlab工具箱计算两个信号的卷积，并作出图像；然后用工具箱由离散信号的差分方程求解系统输出，并做出图像；然后再自己写一个用filter函数求解系统输出的程序。

实验三是研究离散系统的转移函数、零极点分布和模拟。这个实验首先要求我们用Matlab工具箱根据系统函数求出系统的零极点，画出零极点图；然后根据系统的零

信 号 与 系 统

上 机 实 验 报 告

学院： 学号：

姓名： 指导老师：

年 月 日

摘要

本次实验使基于Matlab对一些基本信号进行处理，包括信号的产生，信号的运算、拆分，对信号求卷积以及对画出信号频域响应等操作。本次实验一共有3个实验题目。

实验一是表示信号、系统的Matlab函数、工具箱的基本运用。这个实验要求我们用Matlab工具箱表示出集中基本的离散信号，包括单位冲激信号、单位阶跃序列、正弦序列和指数序列，并对这些信号进行一些基本的运算，包括信号加、信号乘、信号奇偶拆分，最后通过工具箱的出来的图像，分析出生成新信号的周期。

实验二使研究离散系统的冲激响应、卷积和。这个实验首先要求我们用Matlab工具箱计算两个信号的卷积，并作出图像；然后用工具箱由离散信号的差分方程求解系统输出，并做出图像；然后再自己写一个用filter函数求解系统输出的程序。

实验三是研究离散系统的转移函数、零极点分布和模拟。这个实验首先要求我们用Matlab工具箱根据系统函数求出系统的零极点，画出零极点图；然后根据系统的零

实验1 常用信号的分类与观察

1、实验内容

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。常用的信号有：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、 指数信号：指数信号可表示为f(t)?同的形式，如下图所示：

Keat。对于不同的a取值，其波形表现为不

在JH5004“信号与系统”实验平台的信号产生模块可产生a<0，t>0的ke形。通过示波器测量输出信号波形，测量keatat函数的波

函数的a、K参数。

2、 正弦信号：其表达式为f(t)?Ksin(w?t??)，其信号的参数有：振幅K、角频率

w、与初始相位?。其波形如下图所示：

通过示波器测量输出信号测量波形，测量正弦信号的振幅K、角频率w参数。 3、 指数衰减正弦信号：其表达式为f(t)???0?at?Ke(t?0)(t?0)，其波形如下图：

信号与线性系统实验报告

4、 复指数信号：其表达式

任意波形发生器

波形发生器的设计

第一部分 设计内容 一、任务

利用运算放大器设计并制作一台信号发生器，能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号，其系统框图如图所示。

二、要求1不使用单片机，实现以下功能：

（1）至少能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波四种周期性波形；在示波器上可以清晰地看清楚每种波形。20分

（2）输出信号的频率可通过按钮调节；（范围越大越好）20分 （3）输出信号的幅度可通过按钮调节；（范围越大越好）20分 （4）输出信号波形无明显失真；10分 （5）稳压电源自制。10分 （6）其他2种扩展功能。20分

第二部分 方案比较与论证

方案一、

以555芯片为核心，分别产生方波，三角波，锯齿波，正弦波电路配置如图1所示

图1

任意波形发生器

此方案较简单，但是产生的频率不够大最后输出正弦波时，信号受干扰大。 方案二‘

由简单的分立元件产生，可以利用晶体管、LC振荡回路，积分电路的实现方波三角波，正弦波的产生。

此方案原理简单但是调试复杂，受干扰也严重。

方案三、采用集成运放如（LM324）搭建RC文氏正弦振荡器产生正弦波，正弦波的频率，幅度均可调，再将产生的正弦波经过过零比较器，实现方波的输出，再由方波到三角波和锯齿波。

此方案电路简单，在集成运放的作用下

任意波形发生器

波形发生器的设计

第一部分 设计内容 一、任务

利用运算放大器设计并制作一台信号发生器，能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等信号，其系统框图如图所示。

二、要求1不使用单片机，实现以下功能：

（1）至少能产生正弦波、方波、三角波、锯齿波四种周期性波形；在示波器上可以清晰地看清楚每种波形。20分

（2）输出信号的频率可通过按钮调节；（范围越大越好）20分 （3）输出信号的幅度可通过按钮调节；（范围越大越好）20分 （4）输出信号波形无明显失真；10分 （5）稳压电源自制。10分 （6）其他2种扩展功能。20分

第二部分 方案比较与论证

方案一、

以555芯片为核心，分别产生方波，三角波，锯齿波，正弦波电路配置如图1所示

图1

任意波形发生器

此方案较简单，但是产生的频率不够大最后输出正弦波时，信号受干扰大。 方案二‘

由简单的分立元件产生，可以利用晶体管、LC振荡回路，积分电路的实现方波三角波，正弦波的产生。

此方案原理简单但是调试复杂，受干扰也严重。

方案三、采用集成运放如（LM324）搭建RC文氏正弦振荡器产生正弦波，正弦波的频率，幅度均可调，再将产生的正弦波经过过零比较器，实现方波的输出，再由方波到三角波和锯齿波。

此方案电路简单，在集成运放的作用下