TI 杯江苏省模拟电路设计竞赛论文参赛题目：信号波形合成实验电路
指导老师：王鸿磊贾伟伟
队员姓名：陈志斌胡闯郦宝鹏
学校：徐州工业职业技术学院
摘要
本作品基于方波的傅里叶分解与合成设计，电路主要由MSP430、滤波电路模块、放大器模块、移相器模块和加法电路模块组成，具有信号波形合成的功能。首先通过有源晶振产生10kHz、5v方波信号源，经过电压跟随器增强其带负载能力；然后将信号输入二级滤波网络，得到10kHz、30 kHz和50 kHz三种正弦波信号，通过OP07芯片组成的放大电路进行信号放大；最后分别将10kHz、30kHz、10kHz、30kHz和50kHz通过移相电路和加法器完成信号的合成，输出一个近似方波和三角波。通过MSP430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％，满足设计要求。本方案完成了全部基本功能和部分的扩展功能。
关键词：信号分解与合成傅里叶变换滤波
Abstract
This work is based on the Fourier decomposition square with synthetic design, the main circuit, filter circuit module by MSP430, amplifier module, phase shifter module circuit module, and the addition of signal waveform synthesis has the function. First 10khz produced by active crystals, after voltage pulse signal 5-v with its load ability is enhanced, Then will signal input secondary filter, 10 kHz, network 30 kHz and 50 kHz three sine signals, through the OP07 chips amplifier circuit for amplification, Finally, 10 kHz will 30Khz, 10Khz and 30 kHz, 50 kHz and phase shifting through adder circuits and finish the synthesis, output signal an approximate square-wave and triangle. Through the design of a MSP430 each sine signal amplitude of the measurement and digital display circuit, the measurement error less than 5%, and meet the design requirements. The basic function and completed all part of function expansion.
Keywords：Signal decomposition and composition Fourier transform Filtering
一、 系统方案设计与论证
1.1方案设计
1.1.1方波产生输出模块
方案一：采用74L161芯片和4Mhz 晶振的组成的分频电路。通过74L161芯片组成反馈清零电路，计数到100时输出一个高电平，因为经计数器以后的波形占空比很小，所以用74LS74将波形变成占空比50%的完美方波。频率为10KHz 。
方案二：本方案采用由MSP430F4270内部通过定时器产生方波，由单片机对电压的高低电平的控制，并通过P1.0端口输出。
经试验论证，方案二虽比较简单、功耗小，但信号分解后频率抖动比较严重，因此我们选用方案一，通过有源4Mhz 晶振完成10Khz 信号输出。 1.1.2 滤波电路模块
方案一：并联RLC 的是电流谐振，谐振时流过电感和电容上的电流是信号源电流的Q 值，并联阻抗最大。
方案二：串联RLC 的是电压谐振，谐振时电感和电容上的压降是信号源压降的Q 值，Q 就是LC 的品质因数, 串联阻抗最小。
考虑到后级电路需要较高、较稳定的电压，我们选用RLC 串联滤波电路。 1.1.3移相电路模块
本方案采用简单的RC 移相电路，RC 移相电路主要是利用电容器的电流超前电压90度特性，因为电容要充电，所以电压要比电流滞后90度，等电容充满电后才有电压。所以可以完成90度移相。
1.2 理论分析与参数计算
1.2.1方波的合成
根据以下公式可知，方波由一系列正弦波(奇函数)合成，这一系列正弦波振幅比为 1: 1/3: 1/5。
)
7sin 715sin 513sin 31(sin 4)( t t t t h x f ωωωωπ+++= 1.2.2三角波的合成
根据以下公式可知，三角波由一系列正弦波(奇函数)合成，基波和各阶谐波
振幅比为：
)77sin 55sin 33sin 1sin (8)(2
2222 +-+-=t t t t h t f ωωωωπ
采用滤波电路来获取10khz 、30khz 和50khz 的信号。考虑到当Q 值较大时，在0ω附近的频带宽度较狭窄，但Q 值过大会影响到后期电路的电压输入。因此，
22271
:51:31:1
Q 值取Q <10。
根据0ω=
LC
1得：
10kHZ : C=1/（4*3.14*3.14*f 0*f 0*10-2）=25000pf 30KHZ : C=1/（4*3.14*3.14*f 0*f 0*10-2）=2777.778pf 50KHZ : C=1/（4*3.14*3.14*f 0*f 0*10-2）=1nf 根据Q ＝
R
L
0ω得：
10kHZ : R=(2*3.14*f 0*10-2)/10=62.8Ω 30KHZ : R=(2*3.14*f 0*10-2)/10= 188.4Ω 50KHZ : R=(2*3.14*f 0*10-2)/10= 314Ω 1.2.3放大器稳定性
（1）放大器板上所有运放电源线均有极性和无极性电容滤波。有极性的1000μF 大电容可滤除电流上的高频信号，无极性的电容滤除低频信号干扰它们配合在一起可较好地滤除电路上的串扰。安装时尽量靠近IC 、电源和地。
（2）数字电路部分和模拟电路部分的电源严格分开，同时数字地和模拟地电源地一点相连。
二、 电路与程序设计
2.1 硬件电路设计
2.1.1系统框图
本系统主要由MSP430F4270单片机、比较电路模块、跟随器、谐振电路模块、移相电路模块、加法器和电源模块组成。为了提高方波电压稳定性，我们外接一个比较器，为了提高后级电路带负载能力，我们又外接一个接射级跟随器。由于一级滤波电路滤波后外加较多的杂波信息。我们特意在此之后外接一个二级滤波电路，进行二次滤波。如图1所示
图1 系统框图
2.2主要模块电路
2.2.1选频电路
我们用RLC 串联谐振电路作为二级选频电路，我们通过外接滑动变阻器选择
Q值0-10可调。电路原理图见图2 ：
图2 选频电路原理图
2.2.2 反相加法电路
加法器构成的信号合成电路，将产生的10kHz、30kHz和50KHZ正弦波信号，作为基波、3次谐波和5次谐波，合成一个近似方波,因为R1=R2=R3=R4,所以同相输入电阻R=R1//R2//R3//R4，因此输出电压u0= - RF /R (ui1+ui2+ui3)，输出电压5V，符合要求。电路原理图如图3：
图3 反相加法电路原理图
2.3软件设计
软件主要进行本实验所需的方波输出及显示功能。软件流程图如图4：
主程序 服务程序
图 4 软件流程图
三、 测试方案和测试结果分析
3.1 测试仪器
（1） LDS20205数字示波器 （2） YB1620函数信号发生器 （3）泰克 TDS1002 60M 数字示波器
3.2 测试方法
（1）方波振荡器的信号经分频与滤波处理，测量频率为10kHz 、30kHz 、50kHz 的正弦波信号，并具有确定的相位关系；
（2）经分频和滤波产生，测量10kHz 、30kHz 、50kHz 的正弦波信号的峰峰值分别为6V 、2V 和1.2V 。
（3）通过移相器和加法器构成的信号合成电路，将10kHz 和30kHz 正弦波信号作为基波和3次谐波，测量合成的近似方波的测量幅度为5V 。
（4）将10kHz 、30kHz 、50kHz 正弦波信号作为基波和5次谐波信号作为5次谐波合成，测合成波形根接近方波。
（5）在同相情况下，改变正弦波幅度，将10kHz 、30kHz 、50kHz 正弦波信号合成三角波。
（6）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％。
3.3 数据测试及数据分析
3.3.1频率测试分析
测试滤波器性能，调节信号源，输入周期方波：F=10KHZ，连接到滤波器输入端，用示波器观察滤波器输出信号的波形，并测试相关参数，作数据记录，如表1：
由表1可以看出滤波电路在10kHz信号时精度最好，其次50kHz信号，由于30kHz携带的10kHz的谐波分量比较多，因此，30kHz的信号精度比较差，而且电压抖动比较严重。但经过二级放大后，30kHz正弦波频率优化最明显，10kHz 无明显改善。
3.3.2 电压测试分析
我们将9v电压对应0.6v电压检测，通过数值分析，通过matlab方针运算得出一个阻尼系数，得出9v电压对应0.6v电压一一对应关系。不但可以检测2v-6v峰峰值电压，而且扩大到1.2v-9v峰峰值检测。2v以上检测偏差±1％，2v 一下检测误差±5％，满足设计要求。
表2 电压测试实验数据
3.4 合成信号的输出图形
3.4.1 10kHz和30kHz正弦波信号合成近似方波波形结果分析
通过以上的理论计算与分析可知，方波可以由一系列正弦波(奇函数)合成，将滤波电路输出的10kHz和30kHz信号作为基波和3次谐波，通过放大器放大，并进行信号的迭加，波形幅度为5V，从FFT图显示，合成效果非常好，满足设计要求。合成波形的形状如图5所示。
图5 由10kHz 和30kHz 正弦波信号合成近似方波波形
3.4.2 由10kHz 、30kHz 和50KHz 正弦波信号合成近似方波波形分析
将10kHz 、30kHz 和50kHz 信号作为基波、和3次谐波5次谐波，参与信号合成。使得合成的波形更接近于方波，通过示波器测试，合成的信号幅度为1.02V ，从FFT 图显示，合成效果非常好。合成波形如图6：
图6 由10kHz 、30kHz 和50KHz 正弦波信号合成近似方波波形
3.4.3 由10kHz 、30kHz 和50KHz 正弦波信号合成近似三角波波形分析 将10kHz 、30kHz 和50KHz 正弦波信号按波振幅比为 合成近似三角波形，可达到3v 电压输出。
222
7
1:51:31:
1
图7 由10kHz、30kHz和50KHz正弦波信号合成的近似三角波形
四、结论
4.1 作品达到了题目所有基本和部分扩展功能及指标要求：
（1）输入的方波经过选频，可以同时产生10kHz、30kHz和50kHz的具有确定的相位关系正弦波信号。
（2）经检测，所得到的波形幅度峰峰值分别为6V、2V、1.2V，输出波形无明显失真。
（3）10kHz、30kHz两个正弦波信号经过合成，产生一个近似方波，合成波形幅度为5V。
（4） 10kHz、30kHz和50kHz三个正弦波信号经过合成，产生一个近似方波。
（5）在同相情况下，改变正弦波幅度，将10kHz、30kHz、50kHz正弦波信号合成三角波。
（6）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％。
4.2 存在的问题及改进措施
（1）在每个模块都能正常工作的情况下，整机连调的时候会出现“共地”问题，导致正弦波平滑曲线变成弯曲曲线，整机会有一个50Hz的工频干扰。改进措施是系统地线不能出现环路，所有地线最好一点接地，包括单片机的数字地和模拟地。
（2）第一级30kHz滤波电路滑动变阻器阻值太小，当输出电压低于80mv，虽然第一级滤波输出30kHz，但导致第二级放大时输出值为10kHz左右抖动。改
进措施是提高第一级30kHz变阻器阻值，提高输出电压，提高到300-400mv左
右比较理想，电压不能过大，否则影响后期放大电路后，即移相器前端信号输入时失真。
（3）在方案实施过程中，由于时间比较紧，来不及制版，而实验板的结构受限，导致频率过高的时候会引入干扰。如果能在精确调整之后，将整体电路利用PCB开出电路板，减少连线引起的干扰，一定可以提高精度和性能。
参考文献
[1] 张明金主编，《模拟电子技术教程》，北京：北京师范大学出版社，2008.12
[2] 刘志民主编，《电路分析》，西安：西安电子科技大学出版社，2005.6
[3]（美）Horowite P主编，吴利民译，《电子学》，北京：电子工业出版社，2005.10
[4] 沈建华主编，《MSP430系列16位超低功耗单片机原理与实践》，北京：北京航天航空大学出版社，2008.7
附录：
图1 完整电路原理图
Key=A
11
图2方波产生电路
图3选频电路原理图
图4移相电路
图5反相加法电路原理图
源程序
#include
#define a 0x80
#define b 0x40
#define c 0x20
#define h 0x10
#define f 0x08
#define g 0x04
#define e 0x02
#define d 0x01
const char distab[] = { // definitions for digits
a+b+c+d+e+f, // Displays "0"
b+c, // Displays "1"
a+b+d+e+g, // Displays "2" a+b+c+d+g, // Displays "3" b+c+f+g, // Displays "4"
a+c+d+f+g, // Displays "5"
a+c+d+e+f+g, // Displays "6"
a+b+c, // Displays "7"
a+b+c+d+e+f+g, // Displays "8"
a+b+c+d+f+g , // Displays "9" a+b+c+d+e+f+h, // Displays "0" b+c+h, // Displays "1" h+a+b+d+e+g, // Displays "2" h+a+b+c+d+g, // Displays "3" h+b+c+f+g, // Displays "4" h+a+c+d+f+g, // Displays "5"
h+a+c+d+e+f+g, // Displays "6"
h+a+b+c, // Displays "7"
h+a+b+c+d+e+f+g, // Displays "8"
h+a+b+c+d+f+g , // Displays "9"
b+c+d+e+f // Displays "u"
};
void delay(int x) // 5*x+12 nop
{ //128- 23 256-49
while(x--);
} //192- 36 280- 54 448- 87
void main(void)
{
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop WDT
FLL_CTL0 |= XCAP14PF; // Configure load caps
P6DIR |= 0x20; // Set P1.0 to output direction CCTL0 = CCIE; // CCR0 interrupt enabled CCR0 = 32768-1;
TACTL = TASSEL_1 + MC_1; // ACLK, up mode
FLL_CTL0 |= XCAP14PF; // Set load cap for 32k xtal LCDACTL = LCDON + LCD4MUX + LCDFREQ_128; // 4mux LCD, ACLK/128
LCDAPCTL0 = 0x07; // Segments 0-13
P5SEL = 0x1C; // Set COM pins for LCD
_BIS_SR(LPM3_bits + GIE); // Enter LPM3 w/ interrupt
}
// Timer A0 interrupt service routine
#pragma vector=TIMERA0_VECTOR
__interrupt void Timer_A (void)
{
P6OUT ^= 0x20;
unsigned int results = 0 ;
SD16CTL = SD16REFON+SD16SSEL0; // 1.2V ref, SMCLK
SD16CCTL0 |= SD16SNGL+SD16UNI ; // Single conv, enable interrupt unipolar mode
SD16INCTL0 |= SD16INCH_0; // Select Channel A0
SD16AE |=SD16AE0; //通道2输入信号
delay(600);
SD16CCTL0 |= SD16SC; // Set bit to start conversion while ((SD16CCTL0 & SD16IFG)==0); // Poll interrupt flag
results = SD16MEM0;// Save CH0 results (clears IFG)
if(results <15000)
results = (int)(((((results*0.600)/65535)/0.060)-0.700)*1000);
else
results = (int)(((((results*0.600)/65535)/0.060)-0.300)*1000);
_NOP(); // SET BREAKPOINT HERE
char i;
LCDMEM[5]= distab[20];
for(i=1;i<6;i++)
{
if(i==4)
{
LCDMEM[5-i] = distab[results%10+10];
}
else
LCDMEM[5-i] = distab[results % 10 ];
results = results / 10 ;
}
}
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）。
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
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 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 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 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 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。
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 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 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
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））
戴维南定理实验心得体会 篇一：电路实验心得体会 电路实验心得体会 电路实验，作为一门实实在在的实验学科，是电路知识的基础和依据。它可以帮助我们进一步理解巩固电路学的知识，激发我们对电路的学习兴趣。在大一上学期将要结束之际，我们进行了一系列的电路实验，从简单的戴维南定理到示波器的使用，再到回转路-----，一共五个实验，通过这五个实验，我对电路实验有了更深刻的了解，体会到了电路的神奇与奥妙。 不过说实话在做这次试验之前，我以为不会难做,就像以前做的实验一样，操作应该不会很难，做完实验之后两下子就将实验报告写完，直到做完这次电路实验时，我才知道其实并不容易做。它真的不像我想象中的那么简单，天真的以为自己把平时的理论课学好就可以很顺利的完成实验，事实证明我错了，当我走上试验台，我意识到要想以优秀的成绩完成此次所有的实验，难度很大，但我知道这个难度是与学到的知识成正比的，因此我想说，虽然我在实验的过程中遇到了不少困难，但最后的成绩还是不错的，因为我毕竟在这次实验中学到了许多在课堂上学不到的东西，终究使我在这次实验中受益匪浅。
下面我想谈谈我在所做的实验中的心得体会： 在基尔霍夫定律和叠加定理的验证实验中，进一步学习了基尔霍夫定律和叠加定理的应用，根据所画原理图，连接好实际电路，测量出实验数据，经计算实验结果均在误差范围内，说明该实验做的成功。我认为这两个实验的实验原理还是比较简单的，但实际操作起来并不是很简单，至少我觉得那些行行色色的导线就足以把你绕花眼，所以我想说这个实验不仅仅是对你所学知识掌握情况的考察，更是对你的耐心和眼力的一种考验。 在戴维南定理的验证实验中，了解到对于任何一个线性有源网络，总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc ，其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。这就是戴维南定理的具体说明，我认为其实质也就是在阐述一个等效的概念，我想无论你是学习理论知识还是进行实际操作，只要抓住这个中心，我想可能你所遇到的续都问题就可以迎刃而解。不过在做这个实验，我想我们应该注意一下万用表的使用， 尽管它的操作很简单，但如果你马虎大意也是完全有可能出错的，是你整个的实验前功尽弃！
波形发生电路实验报告 班级 姓名 学号
一、实验目的 1. 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. 学习电压比较器的组成及电压传输特性的测试方法。 3. 掌握由集成运放构成的矩形波和三角波振荡电路的原理与设计方法。 二、实验内容 1. 正弦波发生电路 （1）实验参考电路见图1。 （2）缓慢调节电位器R W，观察电路输出波形的变化，完成以下测试： ①R W为0Ω 时的u O的波形； ②调整R W使电路刚好起振，记录u O的幅值、频率及R W的阻值； ③调整R W使输出为不失真的正弦波且幅值最大，记录u O幅值、频率及R W的阻值； ④将两个二极管断开，观察R W从小到大变化时输出波形的变化情况。 2. 方波- 三角波发生电路 （1）实验参考电路见图2。 （2）测试滞回比较电路的电压传输特性 将图2 电路的第一级改造为滞回比较电路，在输入端输入合适的测试信号，用示波器X-Y模式观测电压传输特性曲线并记录阈值电压和u O1的幅值。
（3）测量图2电路u O1、u O2波形的幅值、周期及u O1波形的上升和下降时间。 3．矩形波- 锯齿波发生电路 修改电路图2，使之成为矩形波- 锯齿波发生电路。要求锯齿波的逆程（电压下降）时间大约是正程时间的20%，记录u O1、u O2的幅值、周期。 三、实验要求 1. 实验课上搭建硬件电路，记录各项测试数据。 2. 完成正弦波电路的实验后在面包板上保留其电路，并使其输出电压U o在1-3V范围内连续可调。 四、预习计算 1．正弦波振荡电路 起振条件为|A|略大于3，刚起振时幅值较小，认为二极管还未导通，即R4+R W R2 +1略大于3，即R W略大于10kΩ时刚好起振，随着R W的增大，振幅会增大，当R W过大时波形会出现失真。 振荡频率由RC串并联选频网络决定，f0=1 2πR1C1 ≈106.1Hz 2．方波- 三角波发生电路 滞回比较器的阈值电压±U T=±R2 R1 U Z=±2.9V，测试滞回比较电路时将R2与运放A2的输出端断开，改接输入信号（三角波为宜）。 方波（u O1）的幅值为U Z=5.8V，三角波（u O2）的幅值为U T=2.9V。 U T=?1 4 (?U Z) T ?U T U T=R2 1 U Z 解得：T=4R2R4C R1 =0.4ms，即u O1和u O2的周期为0.4ms。 3．矩形波- 锯齿波发生电路 只需让电容充放电回路的时间常数不一样即可。电路原理图如下：
深圳大学实验报告课程名称：信号与系统 实验项目名称：信号的分解与合成实验 学院：信息工程工程学院 专业：电子信息工程 指导教师： 报告人：学号：班级： 实验时间：
实验报告提交时间： 教务处制
具体方法：基波与各高次谐波相位比较（李沙育频率测试法） 把BFP-1ω处的基波送入示波器的X 轴，再分别把BFP-31ω、BFP-51ω处的高次谐波送入Y 轴，示波器采用X-Y 方式显示，观察李沙育图。 当基波与三次谐波相位差为0o 、90o 、180o 时，波形分别如图所示。 以上是三次谐波与基波产生的典型的李沙育图，通过图形上下端及两旁的波峰个数，确定频率比。 五、 实验步骤与相应实验结果： 1、把电信号分解与合成模块插在主板上，用导线接通此模块“电源插入”和主板上的电源，并打开此模块的电源开关。 2、调节函数信号发生器，使其输出10KHz 左右的方波，占空比为50%，峰峰值为6V
左右，如图（2）所示。将其接至该实验模块的“输入端”，用示波器观察各次谐波的输出即各次谐波，分别如图（3）、图（4）、图（5）、图（6）所示。 图（2）输出方波信号 图（3）基次谐波图（4）三次谐波 图（5）五次谐波图（6）七次谐波
3、信号的分解实验提供两种方式即分立元件模拟方式和数字方式。该实验采用数字方式。数字方式采用单片机输出各次谐波分量的采样值，然后经过DA转换出各次谐波，基波幅度已经固定，只需调节其他谐波的幅度，操作比较方便。数字方式需要同时打开电源开关S1、S2。 4、用示波器的两个探头，直接观察基波和三次谐波的相位关系，或者采用李沙育图的方法，看其相位差是否为180，同时考察其幅度关系，幅度之比是否为3：1. 采用李沙育图观察基波和三次谐波的相位关系如图（7），可知道其相位为180. 图（7） 从示波器中观察基波和三次谐波的峰峰值之比，可知其幅度比为3：1，如图（8）所示
模 拟 电 路 实 验 心13级电信二班得杨晓奇 体20130922222 会
时间过得很快，转眼间一学期过去了，模拟电路实验这门课也接近了尾声。在这学期学习过程中，有欢笑，有汗水，有同学们的努力学习，更有王老师对我们的谆谆教诲，一次次的实验课上有批评，有表扬，却让我们学到了很多知识。那么就将本学期实验课体会总结如下：模拟电路实验这门课，主要是通过学习理论知识，然后在实际中动手操作各种电路实验，再通过结合理论知识，实验操作来验证，加深对所有内容的理解。所以，理论与实践相结合才能达到更好的效果。总而言之，实验的重点在于培养学生掌握电工仪表的使用,训练基本接线技能,正确使用电子仪器,学会调试电子线路,并培养学生的动手能力。 在这学期的模拟电子技术实验学习过程中我学到了很多东西，比如：动手能力、逻辑思维以及设计思想都得到了很大的提高。为了让我们对模拟电路实验的基本原理和实验方法能够熟练掌握和理解，我们这学期开设了模拟电路实验，实验内容主要是分为获得元器件原始数据，测试，验证，调试，总结经验公式，完成实验报告等。实验设备主要用到的有：双踪示波器，信号发生器，，数字万用表，实验电源，交流毫伏表，模拟电子技术试验箱等。进行介绍，包括它们的特点，分类以及作用，然后让我们将各个电子元件进行实际的实验与验证。在做完实验后，通过总结实验过程中所出现的问题，以及实际测得的结果与理论估算值比较，讨论分析做出相应的解决方案，整理实验数据，并完成实验报告。 刚开始做实验的时候，示波器不怎么会调，犯了很多错，还好王
老师很耐心的教导，后面掌握的还不错。而在实验中有时我们虽然熟练掌握了操作实验的方法，弄明白了一些理论上不是很容易理解的问题。但是在操作中也会遇到意想不到的问题，可以说这是很锻炼人的，每次在解决了问题后都会有很多收获，同时也明白团队的意义，只有和组员同心协力，才能最快的完成实验。在实验前，老师总会很耐心的告诉我们一些要注意的问题。比如，在连接电路前，要将电源断开，先测什么后测什么，实验中要注意些什么等等；待我们连接好电路，王老师都会先检查，给我们详细讲解后，再让我们测量。最后感谢王老师这一学期对我们的指导和教育，让我们学到了很多专业及其他的知识。我们以后将会把那些运用到生活学习中。
一、实验目的 （1）熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。 （2）掌握555型集成时基电路的基本应用。 （3）掌握由555集成型时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器。 二、实验基本原理 555电路的工作原理 555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。 555芯片管脚介绍 555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图2(A)所示，按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2脚称触发端(TR)，是下比较器的输入；3脚是输出端(Vo)，它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)，加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。
用555定时器组成的多谐振荡器如图所示。接通电源后，电容C2被充电，当电容C2上端电压Vc 升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平，同时555内放电三极管T 导通，此时电容C2通过R1放电，Vc 下降。当Vc 下降到Vcc/3时，V0翻转为高电平。电容器C2放电所需的时间为 2ln 12??=C R t pL ( 1-1) 当放电结束时，T 截止，Vcc 将通过R1，R2，R3向电容器C2充电，Vc 由Vcc/3 上升到2Vcc/3所需的时间为 22)321(7.02ln )321(C R R R C R R R t pH ++=++= (1-2) 当Vc 上升到2Vcc/3时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。电路的工作波形如图4，其中的震荡频率为 ： f=1/（tpL+tpH ）=1.43/(2R1+R2+R3) C2 (1-3) 三、实验设计目标 波形发生器是建立在模拟电子技术基础上的一个设计性实验，它是借助综合测试板上的555芯片和一片通用四运放324芯片，以及各种电阻、电感、电容等基本元器件，从而设计制作一个频率可变的同时输出脉冲波、锯齿波、正弦波Ⅰ、正弦波Ⅱ的波形产生电路，其借助于计算机软件multisim 仿真以及电路板硬件调