方波

《电力电子电路的计算机仿真》

综合训练报告

班级 电气9班

姓名

学号

专业 电气工程及其自动化 指导教师 陈伟

2012年 12 月 19日

前言

电力电子技术是综合了电子电路,电机拖动,计算机控制等多学科的知识,是一门实践性和应用性很强的课程,由于电力电子器件自身的开关的非线性,给电力电子电路的分析带来一定的复杂性和困难,因此一般用波形分析的方法来研究,本文就是基于MATLAB软件中的Simulink库具有模拟，数字混合仿真功能，具备大量的模拟功能模型和系统分析的能力，进行方波逆变电路的计算机仿真分析。

本文设计了一单相桥式方波逆变电路和一三相桥式方波逆变电路。 单相桥式方波逆变电路，开关器件选用IGBT，直流电源为300V，电阻负载，电阻1欧姆，电感2mh。

三相桥式方波逆变电路，开关器件选用IGBT，直流电源为530V，电阻负载，负载有功率1KW,感性无功功

课 题 方波的傅立叶分解与合成

教 学 目 的 1、用RLC串联谐振方法将方波分解成基波和各次谐波，并测

量它们的振幅与相位关系。

2、将一组振幅与相位可调正弦波由加法器合成方波。 3、了解傅立叶分析的物理含义和分析方法。

重 难 点 1、了解串联谐振电路的基本特性及在选频电路中的应用； 了解方波的傅立叶合成的物理意义。

2、选频电路将方波转换成奇数倍频正弦波的物理意义。

教 学 方 法 讲授与实验演示相结合。 学 时 3学时。

一．前言

任何一个周期性函数都可以用傅立叶级数来表示，这种用傅立叶级数展开

并进行分析的方法在数学、物理、工程技术等领域都有广泛的应用。例如要消除某些电器、仪器或机械的噪声，就要分析这些噪声的主要频谱，从而找出消除噪声方法；又如要得到某种特殊的周期性电信号，可以利用傅立叶级数合成，将一系列正弦波形合成所需的电信号等。本实验利用串联谐振电路，对方波电信号进行频谱分析，测量基频和各阶倍频信号的振幅以及它们之间的相位关系。然后将此过程逆转，利用加法器将一组频率倍增而振幅和相位均可调节的正弦信号合成方波信号。要求通过实验加深理解傅

课 题 方波的傅立叶分解与合成

教 学 目 的 1、用RLC串联谐振方法将方波分解成基波和各次谐波，并测

量它们的振幅与相位关系。

2、将一组振幅与相位可调正弦波由加法器合成方波。 3、了解傅立叶分析的物理含义和分析方法。

重 难 点 1、了解串联谐振电路的基本特性及在选频电路中的应用； 了解方波的傅立叶合成的物理意义。

2、选频电路将方波转换成奇数倍频正弦波的物理意义。

教 学 方 法 讲授与实验演示相结合。 学 时 3学时。

一．前言

任何一个周期性函数都可以用傅立叶级数来表示，这种用傅立叶级数展开

并进行分析的方法在数学、物理、工程技术等领域都有广泛的应用。例如要消除某些电器、仪器或机械的噪声，就要分析这些噪声的主要频谱，从而找出消除噪声方法；又如要得到某种特殊的周期性电信号，可以利用傅立叶级数合成，将一系列正弦波形合成所需的电信号等。本实验利用串联谐振电路，对方波电信号进行频谱分析，测量基频和各阶倍频信号的振幅以及它们之间的相位关系。然后将此过程逆转，利用加法器将一组频率倍增而振幅和相位均可调节的正弦信号合成方波信号。要求通过实验加深理解傅

实验四 方波信号的分解与合成

任何电信号都是由各种不同频率、幅度和初相的正弦波迭加而成的。1822年法国数学家傅里叶在研究热传导理论时提出并证明了将周期函数展开为正弦级数的原理。奠定了傅里叶级数的理论基础、揭示了周期信号的本质，即任何周期信号（正弦信号除外）都可以看作是由无数不同频率、不同幅度的正弦波信号叠加而成的，就像物质都是由分子或者原子构成一样。周期信号的基本单元信号是正弦谐波信号。

一、实验目的

1、通过对周期方波信号进行分解，验证周期信号可以展开成正弦无穷级数的基本原理，了解周期方波信号的组成原理。

2、测量各次谐波的频率与幅度，分析方波信号的频谱。 3、观察基波与不同谐波合成时的变化规律。

4、通过方波信号合成的实验，了解数字通信中利用窄带通信系统传输数字信号（方波信号）的本质原理。

二、实验原理

1、一般周期信号的正弦傅里叶级数

按照傅里叶级数原理，任何周期信号在满足狄利克雷条件时都可以展开成如式2-3-1所示的无穷级数

?a0?A0? f(t)???ancos(n?t)??bnsin(n?t)???Ancos(n?t??n) （2-4-1）

2n?12n?1n?1其中Ancos(n?t??n)称为周期信号的n谐波分量，n次谐波

实验四 方波信号的分解与合成

任何电信号都是由各种不同频率、幅度和初相的正弦波迭加而成的。1822年法国数学家傅里叶在研究热传导理论时提出并证明了将周期函数展开为正弦级数的原理。奠定了傅里叶级数的理论基础、揭示了周期信号的本质，即任何周期信号（正弦信号除外）都可以看作是由无数不同频率、不同幅度的正弦波信号叠加而成的，就像物质都是由分子或者原子构成一样。周期信号的基本单元信号是正弦谐波信号。

一、实验目的

1、通过对周期方波信号进行分解，验证周期信号可以展开成正弦无穷级数的基本原理，了解周期方波信号的组成原理。

2、测量各次谐波的频率与幅度，分析方波信号的频谱。 3、观察基波与不同谐波合成时的变化规律。

4、通过方波信号合成的实验，了解数字通信中利用窄带通信系统传输数字信号（方波信号）的本质原理。

二、实验原理

1、一般周期信号的正弦傅里叶级数

按照傅里叶级数原理，任何周期信号在满足狄利克雷条件时都可以展开成如式2-3-1所示的无穷级数

?a0?A0? f(t)???ancos(n?t)??bnsin(n?t)???Ancos(n?t??n) （2-4-1）

2n?12n?1n?1其中Ancos(n?t??n)称为周期信号的n谐波分量，n次谐波

摘要

随着大规模集成电路技术和计算机技术的飞速发展，把计算机的运算器和控制器（即CPU）、存储器和多种接口集成在一块芯片上而成的芯片为单片机。单片机问世20年来，发展速度之迅猛，应用范围之广泛是以往任何技术都无法比拟的。单片机作为嵌入式微控制器其应用很普及。

本文介绍了单片机的概念、分类、发展过程，并使用MCS-51单片机和CD4094单片机设计多用方波发生器的硬件电路和控制电路，并对单片机进行了软件编程，使用户可以方便的制造和生产多用方波信号发生器。

本文第一章简单介绍了单片机的发展过程和应用领域；第二章以MCS-51单片机为例，具体介绍单片机的结构以及工作原理；第三章使用MCS-51单片机和CD4094单片机设计多用方波发生器的硬件电路和控制电路，并进行软件编程。 关键词：微处理器，单片机，MCS-51单片机，多用信号发生器电路，多用信号发生器程序，

ABSTRACT

Along with the large scale integrated circuit technology and the

computer technology rapid development, the computer logic unit and the

湖南文理学院

系统建模与设计报告

专业班级：电信10101班

学生姓名：吕勇军、杨锐

学生学号：201011020219、201011020127

指导教师：龚伟

设计时间： 2012-12-20

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基于matlab 的信号分解与合成

一、课程设计目的

1、学习MATLAB 软件的使用.

2、使学生掌握利用工具软件来实现信号系统基本概念、基本原理的方法。

二、基本要求

① 掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法；

② 学会 MATLAB 的使用，掌握 MATLAB 的程序设计方法；

③ 学会用 MATLAB 对信号进行分析和处理；

④ 信号的各参数需由键盘输入，输入不同参数即可得不同的x(t) 和x(n)；

⑤ 撰写课程设计论文，用数字信号处理基本理论分析结果。

三、设计方法与步骤

1、信号分解为正交函数

设有n 个函数123(),(),(

),,()n t t t t ???? 在区间12(,)t t 构成一个正交函数空间。将任一函数()f t 用这n 个正交函数的线性组合来近似，可表示为

11221()()()()()n

n n j j j f t C t C t C t C t ????=≈+++=∑ （1-1）

这里的问题是：如何选择j C

安阳师范学院课程实践报告书

单片机原理及接口技术课程实践

——方波发生器

作 者 系（院） 专 业

年 级 学 号 指导教师 日 期

第1页

摘 要

随着大规模集成电路技术和计算机技术的飞速发展，把计算机的运算器和控制器（即CPU）、存储器和多种接口集成在一块芯片上而成的芯片为单片机。单片机问世20年来，发展速度之迅猛，应用范围之广泛是以往任何技术都无法比拟的。单片机作为嵌入式微控制器其应用很普及。

本文介绍了单片机的概念、分类、发展过程，并使用MCS-51单片机设计多用方波发生器的硬件电路和控制电路，并对单片机进行了软件编程，使用户可以方便的制造和生产多用方波信号发生器。

1．引言

单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗地、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，几乎“无处不在，无所不为”。单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化

方波的傅里叶分解与合成

教 学 目 的 1、用RLC串联谐振方法将方波分解成基波和各次谐波，并测量它们的振幅

与相位关系。

2、将一组振幅与相位可调正弦波由加法器合成方波。 3、了解傅立叶分析的物理含义和分析方法。

重 难 点 1、了解串联谐振电路的基本特性及在选频电路中的应用； 了解方波的傅立叶合成的物理意义。

2、选频电路将方波转换成奇数倍频正弦波的物理意义。

教 学 方 法 讲授与实验演示相结合。 学 时 3学时。 一、实验仪器

FD-FLY-I傅立叶分解合成仪，DF4320示波器，标准电感，电容箱。

二、原理

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：

?1f(t)?a0??(ancosn?t?bnsinn?t)2n?1

a02?其中：T为周期，?为角频率。?＝T；第一项2为直流分量。

f(t)h-T-h0Tt-Th0-htf(t)图1 方波图2 三角波 所谓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。

如图1所示的方法可以写成：

T

EDA课程设计实验报告

基于FPGA的方波信号发生器

设计内容： 基于FPGA的方波信号发生器 代课老师： 学 号： 姓 名：

专 业： 电子与通信工程

摘要：本设计是采用了EDA技术设计的方波信号发生器。实现是基于FPGA语言描述正弦波基波和多次谐波叠加模块，然后在QuartusⅡ软件上实现波形的编译，仿真和下载到Cyclone芯片上。整个系统由正弦波产生模块、数码管显示模块、波形频率控制和波形幅度控制四个部分组成。最后经过QuartusⅡ软件仿真，证明此次设计可以通过多次谐波叠加形成方波，并通过频率控制和幅度控制改变方波波形。

关键字：VHDL；QuartusⅡ；Cyclone；函数信号发生器

1、Quartus II软件简介

1.1 Quartus II软件介绍

Quartus II 是Alera公司推出的一款功能强大，兼容性最好的EDA工具软件。该软件界面友好、使用便捷、功能强大，是一个完全集成化的可编程逻辑设计环境，具有开放性、与结构无关、多平