外文翻译---波形合成电路的分析与设计
信号波形合成实验电路的设计与制作

摘要:任何电信号都是由不同频率、幅值、初相的正弦波叠加而成的。
本方案设计了一个信号波形的合成电路,通过方波振荡器产生的一定频率的方波,经分频,滤波后得到按傅里叶级数展开的基波和3次、5次谐波,经移相后将其中的基波与多次谐波相叠加后模拟合成方波。
本方案采用了大量TI 公司的芯片例如CD4046、CD4018、MSP430F149、OPA820等。
关键词:CD4046CD4018MSP430F149OPA820基波谐波方波1方案设计1.1系统分析系统设计框图如图1所示。
图1系统分析该系统主要由方波振荡电路、分频滤波电路、移相电路、加法电路及幅值测量显示电路组成。
由方波振荡电路产生150KHZ 方波,经分频分别得到10KHZ、30KHZ 和50KHZ 的方波,通过滤波得到10KHZ、30KHZ 和50KHZ正弦波。
正弦波经移相后由加法电路叠加生成合成信号,同时由幅值测量显示电路显示对应正弦波的幅值。
1.2系统设计与理论计算振荡电路振荡电路如图2所示。
该模块主要由锁相环CD4046构成的电路来实现。
要产生频率为10kHz 和30kHz,幅度为6V 和2V 的正弦波信号,则输入信号幅度必须大于6V,锁相环锁定在30KHZ附近。
图2振荡电路CD4046是通用的CMOS 锁相环集成电路,其锁相环采用的是RC 型压控振荡器。
当9脚输入端输入5V 电源时,电路即起基本方波振荡器的作用。
振荡器的充、放电电容C 1接在6脚与7脚之间,调节电阻R2的阻值即可调整振荡器振荡频率,振荡方波从4脚输出。
f 0=1/8*C 1*((V 1-V GS )R 1+(V DD -2*V TP )R 2)其中V 1是9脚的输入电压,V GS 是锁相环内部MOS 管的栅-源极压降,V TP 是栅极的开启阈值电压,V DD 是工作电压。
当C 1=103Pf,R 1=100k 时,振荡频率变化范围为80-150KH Z 。
分频电路CD4018是一个高电压型可预置1/N 计数分频器,固定可编程2,3,4,5,6,7,8,9,10分频。
信号波形合成实验电路+电路图

信号波形合成实验电路+电路图信号波形合成实验电路+电路图第一章技术指标1 系统功能要求2 系统结构要求第二章整体方案设计1 方案设计2 整体方案第三章单元电路设计1 方波振荡器2 分频电路设计3 滤波电路设计4 移相电路设计5加法电路设计6整体电路图第四章测试与调整1 分频电路调测2 滤波电路调测3 移相电路调测4加法电路调测5整体指标测试第五章设计小结1 设计任务完成情况2 问题与改进3 心得体会第一章技术指标1 系统功能要求1.1 基本要求(1)方波振荡器的信号经分频滤波处理,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;(2)产生的信号波形无明显失真,幅度峰峰值分别为6V和2V;(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10kH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,合成波形的形状如图1所示。
图1 利用基波和3次谐波合成的近似方波1.2 发挥部分再产生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。
2 系统结构要求2.1 方波振荡器:产生一个合适频率的方波,本实验中选择6MHz;2.2 分频器:将6MHz方波分频出10kHz、30kHz和50kHz的方波;2.3 滤波器:设计中心频率为10kHz、30kHz、50kHz三个滤波电路,产生相应频率的正弦波;2.4 移相器:调节三路正弦信号的相位;2.5 加法器:将10kHz、30kHz和50kHz三路波形通过加法电路合成,最终波形如图2。
2.6该系统整体结构如图3图2 基波、三次谐波和五次谐波合成的方波图3 电路示意图第二章整体方案设计1 方案设计1.1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)其中A=4h/ ,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。
信号波形合成实验电路

信号波形合成实验电路摘要:本设计通过ICL8038产生300K方波信号,再通过计数器CD4518及74LS161与D 触发器分频成多个不同频率的方波信号,并将这些信号经过巴特沃斯低通滤波器、反相比例运放电路、 型滤波电路、跟随器,将其转换为10K、30K、50K正弦信号,再经RC移相电路之后,利用同相输入求和加法器将峰峰值分别为6V、2V、1.2V的正弦波合成为近似方波及其他信号。
Abstract:This design can produce 300KHz square-wave signals by ICL8038, then spilt frequency through CD4518 counter with D flip-flop 74LS161 , and will put these signals through butterworth low-pass filter, opposite proportion amp circuit, filter circuit and follower circuit,and will produce 10KHz,30KHz and 50KHz sine signals, then by using RC phase-shifting circuit with these signals and same-phase sum adder,it can compound 6V、2V、1.2V sine signals to produce approximate sine signals and other signals.一、系统方案与论证1.1高频方波产生电路的比较方案一:采用555定时器,555 定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容就可以产生方波。
缺点是本电路需要产生高频方波,而用555定时器产生的高频方波不稳定。
方案二:采用ICL8038精密压控函数发生器,ICL8038是一种具有多种波形输出的精密振荡集成电路,只需要个别的外部元件就能产生从0.001Hz~1M Hz的正弦波、三角波、矩形波等脉冲信号。
毕业设计-波形产生电路的设计和制作

主要内容、基本要求、主要参考资料等:主要内容:波形发生器是一种常用的信号源,是工业生产、科学研究、教学等领域必备的工具,是现代测试领域应用最为广泛的通用仪器之一,设计出波形产生电路的原理图,并做出实物。
基本要求:1.产生三角波、正弦波、方波三种信号波形;2.频率范围100Hz~10kHz,输出频率连续可调;3.输出的正弦波幅度0~6V可调;4.正弦波失真度小于5%;5.工作电源220V。
相关技术:振荡电路技术,波形变换技术,积分电路技术等。
参考文献:1.童诗白主编.模拟电子技术基础(第三版)北京高教出版社,20012.李万成主编.模拟电子技术基础与课程设计.哈尔滨工程大学出版社,2001.33.张大彪主编.电子测量与仪器.北京:电子工业出版社.2011.4.朱宏主编. 函数信号发生器的设计与制作北京:高等教育出版社.20125.康凤兴主编.模拟电路实验[M] 北京:中央民族大学出版社 1999.126.卓郑安主编.电路与电子实验教程及计算机仿真[M] 北京:机械工业出版社 2002.8完成期限:指导教师签名:专业业负责人签名:年月日目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 三种波形产生电路的设计 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 波形电路的整体设计思路 (1)1.3 仿真软件的介绍 (2)1.4 方波发生电路的设计 (2)1.4.1 方波到三角波转换电路 (4)1.4.2 三角波到正弦波转换电路 (7)2 总体电路设计 (8)2.1 器件选择以及参数的说明 (8)2.2 总电路图以及功能实现 (9)3 电路所需所需的直流稳压电源的设计 (10)3.1 直流电源设计思路 (10)3.2 直流电源的基本原理 (11)3.2.1 交流变压 (11)3.2.2 整流电路部分 (12)3.2.3 滤波电路 (14)3.2.3 稳压电路 (15)3.2.3.1 三端集成稳压器 (15)3.2.3.2 稳压器的主要参数及测试方法 (15)3.3 最后供电电源方案及完整电路 (16)4 画电路板软件Altium design简介 (19)5 制作电路板的要求和过程 (20)5.1 电路板设计内容和要求 (20)6 安装调试 (23)结束语 (24)致谢 (25)参考文献 (26)波形产生电路的设计和制作摘要各种各样的信号、波形是通信、电子、电气领域的重要组成部分,其中包括正弦波、三角波、和方波等是最为常见的信号、波形,在科学研究以及教学实验中常常需要这几种信号、波形的发生装置。
信号波形合成实验电路设计

_____________________________________________________________________________设计报告信号波形合成实验电路2016-1-17设计报告信号波形合成实验电路摘要:利用NE555产生10kHz的基准方波信号,用CPLD EPM1270对方波信号进行分频,分别产生10KHZ,30KHz,50KHz的方波信号,以及500KHz,1.5MHz的时钟信号(用于巴特沃斯低通滤波器的时钟信号),并完成数据转换控制及LCD显示驱动;用TI的TLC04ID四阶巴特沃斯低通滤波器对10KHz,30KHz方波进行低通滤波,产生相应的正弦波信号,而50KHz的正弦波信号,用二阶有源带通滤波器对50KHz的方波进行处理来获得;采用有源RC网络对正弦波进行移相,调整电阻R可实现对10KHZ,30KHz,50KHz的正弦波信号约101度范围的移相;采用运放求和电路对10KHZ,30KHz,50KHz的正弦波信号进行相加,实现近似方波、三角波的合成。
另外,用AD563将正弦交流电压转换成直流电压,用TI的ADC TLC549进行电压幅度检测,测量误差在5%以内。
完成了该题目的基本要求和发挥部分的全部内容。
共用TI公司五种IC。
关键词:波形合成滤波器移相网络电压测量一、系统方案论证根据题目要求,设计制作一个电路,将产生的频率为6MHz方波信号,经分频滤波后得到10KHz、30KHz、50KHz频率的正弦信号,然后将这些信号再合成为近似方波信号和近似三角波信号,并制作数字显示电表,检测并显示各正弦波信号的幅值。
1.方波振荡器方案比较方案1:555电路产生方波信号方案2:运放电路产生方波信号方案3:用门电路及石英晶体产生方波信号。
其中,方案1、2所产生的方波信号频率不高,频率稳定性较差,而方案3产生的方波信号频率稳定度高,也可产生较高频率(MHz以上)信号,故采用方案3产生方波信号。
【原创】信号波形合成实验电路

信号波形合成实验电路摘要:本文介绍了一个信号波形合成的电路方案。
该电路能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三角波。
该电路用运放构成的迟滞比较器并结合RC震荡电路产生了方波,产生的方波再经滤波电路进行分频产生出不同频率的正弦波,这些不同频率的正弦波经移相电路形成不同相位的正弦波,再经由运放构成的加法器电路最终产生合成信号。
此外,该电路还以LM3s811为主控制器对产生的信号的幅度和频率进行测量和数字显示。
所有指标都达到题目要求。
关键词:方波电路分频与滤波移相电路加法器电路Abstract:This article describes a signal waveform synthesis circuit scheme. The circuit can produce several different frequency sinusoidal signal, and these signals and then to an approximate square wave synthesis and other signals. The circuit amplifier consisting of comparator with hysteresis RC oscillation circuit produced a square wave, square wave generated by the filter circuit for frequency division produces different frequency sine wave, these different frequency sine wave and then via the formation phase-shift circuit different phase sine wave, then through the amplifier consisting of Adder the resulting composite signal. In addition, this circuit is also the main controller LM3s811 circuit on the amplitude of the signal measurement and digital display. All indicators have reached the required title.Key words::The shock wave circuit, frequency division and filtration, phase-shifting circuit, adder circuit一、作品简介根据题目要求,此波形发生器的设计主要包括四个部分:方波振荡电路、分频与滤波电路、移相电路、加法器电路。
信号波形合成的电路设计

关键词:分频滤波移相方波合成中图分类号:tn710 文献标识码:a 文章编号:1007-3973(2012)008-047-021 方案设计与论证1.1 方波振荡电路设计用ne555集成芯片外接电阻电容产生方波信号,能够满足设计的频率需要,该波的频率可以通过调节555定时器电路的放电电阻来进行调节。
该电路具有成本低廉,频率可调,上升沿陡的特点,故本设计采用该方法实现方波振荡电路。
1.2 分频器设计在该部分电路设计时,设计者考虑了几个问题:首先,信号波形要纯净,频率成份清楚;其次,就是信号输出的占空比最好是50%,采用计数器电路可方便有效地实现分频功能。
在功能上能够满足需要且电路简单,因此决定采用计数器74ls161和74ls74芯片实现分频功能,最后得到占空比为50%的方波,故选择该方案实现分频。
1.3 滤波器设计滤波单元电路完成的功能是将分频后的方波信号转化成相应频率的无失真的正弦信号。
要充分考虑滤波器过渡带、衰减带特性。
方案一:无源滤波。
rc无源滤波器具有电路简单,抗干扰性强,较好的低频性能,但是rc参数计算较为困难,在滤波特性上与有源滤波相比有一定差距。
方案二:有源滤波器。
有源滤波电路是指使用放大器实现滤波功能。
有源滤波能够滤除谐波,同时还可以动态补偿无功功率。
其优点是反映动作迅速,滤除谐波可达到95%以上,补偿无功细致,故采用此方案。
1.4 移相器设计方案一:rc移相网络。
电路结构简单,但移相的同时会引起幅度较大衰减,需增加增益补偿电路,且参数调节较困难。
方案二:有源全通滤波器。
方案二电路结构较无源网络复杂,但在移相的同时不会引起幅度衰减,可省去增益补偿电路,故选用方案二。
1.5 加法器设计该单元是将调相后的几路信号进行叠加,得到需要的波形信号。
故直接选择反相加法器实现该功能。
2 理论分析与计算2.1 方波信号的分解与合成周期信号是由一个或几个、乃至无穷多个不同频率的谐波叠加而成的,因此,周期信号可以分解成多个乃至无穷多个谐波信号。
波形产生电路课程设计分析方案

信号发生器的设计与实现电气0504班牛朋亮012005017717一设计题目信号发生器的设计与实现二设计要求自已设计电路系统,构成信号发生器,要求能产生三种以上的信号。
<可以一种电路产生多种信号,也可以由不同电路产生不同信号)。
利用Matlab或PSPICE或PROTEL或其他软件仿真。
三设计方案本次设计采用文氏桥式RC振荡器来实现正弦波形的产生;采用迟滞比较器和积分器来组成方波—三角波产生器来实现方波与三角波形的产生。
四设计原理Ⅰ、正弦波振荡电路1、正弦波振荡器的定义:它是不需外接输入信号就能将直流能源转化成具有一定振幅和一定频率的正弦波电路。
正弦波振荡电路的方框图2、正弦波振荡电路的振荡条件由上图可知,如在放大电路的输入端<1端)外接一定频率,一定幅度的正弦波信号,经过基本放大电路和反馈网络的所构成的环路传输后,在反馈网络的输出端<2端),得到反馈信号,如果与在大小和相位上都一致,那么就可以除去外接信号,而将1、2两端连接在一起<如图b虚线所示)而形成闭环系统,其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。
这样,由于=,便有或,在上式中,设=A,,则可得到即:这是正弦波振荡电路产生持续振荡的两个条件。
振荡电路的振荡频率f0是由相位平衡条件来决定的,一个正弦波振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件,这个频率就是f0,这就要求在环路中包含一个具有选频特性的网络,简称选频网络。
振幅平衡条件是指振荡电路已进入稳态振荡而言的。
相位平衡条件振幅平衡条件3、起振和稳幅起振条件振荡电路是单口网络,无须输入信号就能起振,其信号来源于电路电器中的噪声,在噪声中,满足相位平衡条件的某一频率 0的噪声信号被RC串并联选频网络选择放大,成为振荡电路的输出信号。
当输出信号幅值增加到一定程度时,就要限制它继续增加,否则波形将出现失真。
稳幅的作用就是,当输出信号幅值增加到一定程度时,使振幅平衡条件从A(ω>F(ω>>1回到 A(ω>F(ω>=1.4、RC串并联选频网络的选频特性反馈系数又令s=jω,=则幅频响应相频响应当时,幅频响应有最大值相频响应5、文氏电桥RC 振荡器 当电路满足相位平衡条件此时若放大电路的电压增益为即=2则振荡电路满足振幅平衡条件电路可以输出频率为的正弦波稳幅措施:为了进一步改善输出电压幅度的稳定问题,可以在放大电路的负反馈回路里采用非线性元件来自动调整反馈的强弱以维持输出电压的稳定。
信号波形合成实验电路设计

实用标准文案_____________________________________________________________________________设计报告信号波形合成实验电路2016-1-17设计报告信号波形合成实验电路摘要:利用NE555产生10kHz的基准方波信号,用CPLD EPM1270对方波信号进行分频,分别产生10KHZ,30KHz,50KHz的方波信号,以及500KHz,1.5MHz的时钟信号(用于巴特沃斯低通滤波器的时钟信号),并完成数据转换控制及LCD显示驱动;用TI的TLC04ID 四阶巴特沃斯低通滤波器对10KHz,30KHz方波进行低通滤波,产生相应的正弦波信号,而50KHz的正弦波信号,用二阶有源带通滤波器对50KHz的方波进行处理来获得;采用有源RC网络对正弦波进行移相,调整电阻R可实现对10KHZ,30KHz,50KHz的正弦波信号约101度范围的移相;采用运放求和电路对10KHZ,30KHz,50KHz的正弦波信号进行相加,实现近似方波、三角波的合成。
另外,用AD563将正弦交流电压转换成直流电压,用TI的ADC TLC549进行电压幅度检测,测量误差在5%以内。
完成了该题目的基本要求和发挥部分的全部内容。
共用TI公司五种IC。
关键词:波形合成滤波器移相网络电压测量一、系统方案论证根据题目要求,设计制作一个电路,将产生的频率为6MHz方波信号,经分频滤波后得到10KHz、30KHz、50KHz频率的正弦信号,然后将这些信号再合成为近似方波信号和近似三角波信号,并制作数字显示电表,检测并显示各正弦波信号的幅值。
1.方波振荡器方案比较方案1:555电路产生方波信号方案2:运放电路产生方波信号方案3:用门电路及石英晶体产生方波信号。
其中,方案1、2所产生的方波信号频率不高,频率稳定性较差,而方案3产生的方波信号频率稳定度高,也可产生较高频率(MHz以上)信号,故采用方案3产生方波信号。
06队----信号波形合成设计报告

信号波形合成摘要 本电路实现了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TL082电路构成基准的300KHz 的方波振荡信号,以74LS163、CD4013实现前置分频形成10KHz 、30kHz 、50kHz 的方波信号,利用有源低通滤波器获得其正弦基波分量,以TL072实现各个信号的放大、衰减和加法功能,同时使用有源RC 移相电路实现信号的相位调节;使用峰值检测电路获得正弦信号的幅度,以MSP430F5438作为微控制器对正弦信号进行采样,并且采用点阵液晶实时显示测量信号的幅度值。
关键词:方波振荡 方波分频及滤波 移相 信号合成 峰值检测MSP430F5438一、方案论证1、系统分析和整体设计根据题目要求,通过方波振荡电路产生方波信号,经分频后得到各路需要的信号,因此方波振荡电路产生的信号频率应为各路信号频率的公倍数。
由于需要的信号频率为10KHz ,30KHz 和50KHz ,其最小公倍数为150KHz ,若使用偶数分频,则应产生f =300KHZ 的方波,分别经过6分频、10分频和30分频得到10KHz 、30KHz 、50KHz 的方波,然后经过滤波器得到相应的正弦信号;用放大电路弥补分频滤波过程中的衰减,并将幅度调节至合成所需的比例关系。
由傅里叶变换可以证明方波可表示为:)7sin 715sin 513sin 31(sin 4)( ++++=t t t t h t f ωωωωπ三角波可表示为:)7sin 715sin 513sin 31(sin 8)(2222 +-+-=t t t t h t f ωωωωπ所以频率为10KHZ 、30KHZ 、50KHZ 、70KHZ ......对应幅值比为 (7)1:51:31:1的正弦波可合成方波,频率为10KHZ 、30KHZ 、50KHZ 、70kHZ ……对应幅值为......71:51:31:1222的正弦波可合成三角波。
analysis and design of anaalog integrated circuits

analysis and design of anaalog integrated circuits 1. 引言1.1 概述本文旨在对模拟集成电路的分析和设计进行深入研究。
随着科技的不断发展,模拟集成电路在各个领域都扮演着重要的角色。
模拟集成电路可以用于处理连续信号,在通信、消费电子、医疗设备等领域中得到广泛应用。
因此,对于模拟集成电路的分析和设计具有重要意义。
1.2 文章结构本文将围绕以下几个方面展开:首先,我们会介绍进行模拟集成电路分析和设计所需的基础知识,包括模拟电路概述、集成电路设计流程以及基本元件和模块介绍。
接着,我们将探讨常用的模拟集成电路分析方法,并重点关注信号传输与放大特性分析以及射频电路分析与建模方法。
然后,我们将通过案例研究的方式深入了解模拟集成电路设计技术和应用,具体包括Op-Amp设计与应用案例研究、低功耗电路设计技术研究以及多功能混合信号集成芯片设计与应用研究。
最后,我们将进行总结,概括主要观点和发现的结果,并展望相关研究的前景和挑战。
1.3 目的本文的目的在于提供一个全面而深入的分析和设计模拟集成电路的指南。
通过对基础知识、分析方法和设计技术的介绍,读者可以了解模拟集成电路领域的最新进展,并在实际应用中能够进行有效的设计和分析。
同时,本文还旨在激发读者对于相关领域研究的兴趣,并为未来模拟集成电路研究提供一些建议和展望。
通过本文的阅读,读者将能够更好地理解模拟集成电路,并将其知识应用到实践中,促进科技创新与发展。
2. 分析和设计的基础知识2.1 模拟电路概述模拟电路是指以连续信号为处理对象的电路系统,其输入和输出均为连续时间变化的物理量。
在模拟电路设计中,我们需要理解模拟信号的特性、传输规律、放大与滤波等基本原理。
2.2 集成电路设计流程集成电路(IC)设计是将数百甚至数千个电子元件、器件或功能模块集成到单个芯片上的过程。
在集成电路设计流程中,有以下几个关键步骤:a) 需求分析:根据所要实现的功能需求,明确设计目标和性能指标。
波形的合成实验报告

波形的合成实验报告实验目的本次实验的目的是了解和掌握波形的合成方法,以及通过合成波形来模拟真实声音的效果。
实验原理波形的合成是通过将多个基本波形按照一定的比例和相位进行叠加,从而得到更加复杂的波形。
常见的基本波形有正弦波、方波、三角波等。
通过调整每个基本波形的振幅和相位差,可以合成出各种不同特性的波形。
实验仪器和材料- 计算机- DAW(数字音频工作站)软件- MIDI键盘(可选)- 音频接口(可选)实验步骤1. 准备实验材料将计算机连接到音频接口上,打开DAW软件。
2. 创建一个新的工程在DAW软件中创建一个新的工程。
3. 导入基本波形从DAW软件的音频库中导入三种基本波形:正弦波、方波和三角波。
4. 将基本波形编辑为合成波形在DAW软件中使用音频编辑工具将基本波形叠加在一起,并通过调整每个波形的振幅和相位差来调整合成波形的特性。
可以尝试不同的叠加方式和参数,观察合成波形的变化。
5. 添加音效效果可以在合成波形上添加音效效果,例如混响、压缩、失真等,以模拟真实声音的效果。
6. 合成波形的应用将合成波形应用到音乐创作或声音设计中,例如用合成波形模拟乐器的音色、添加合成波形作为背景音效等。
可以通过MIDI键盘或音频接口将合成波形与其他音轨进行配合和演奏。
实验结果与分析通过实验合成出的波形具有丰富的谐波结构和动态特性,能够模拟出各种声音的音色和特效。
合成波形的特性可以通过调整基本波形的振幅和相位差来调整,通过添加音效效果可以进一步丰富合成波形的音色和表现力。
实验总结本次实验通过合成波形的方法,探索了音频合成的基本原理和方法。
合成波形可以用于音乐创作、声音设计等领域,在模拟真实声音和创作出独特音色方面具有重要应用。
通过调整合成波形的参数,可以控制波形的特性,进一步丰富音乐和声音效果。
同时,可以通过添加音效效果,使合成波形更加真实和独特。
参考资料[1] Williams, E. G., & Chapman, B. E. (1997). Synthesizing musical sounds using simple physical models. The Journal of the Acoustical Society of America, 101(6), 3719-3725.[2] Dodge, C., & Jerse, T. A. (1997). Computer music: synthesis, composition, and performance. Schirmer Books.以上是本次波形的合成实验的报告,通过实验我们深入了解了波形的合成原理和方法,并通过实验得出了一些结论与总结。
8信号波形合成实验电路

简易波形合成电路的设计与实现李灿,王成跃,杨卫南京医科大学生物医学工程系,南京210029摘要本文主要设计一个能够合成指定波形的信号波形发生电路,该电路基于傅里叶合成,能够产生不同频率的正弦信号,将这些信号处理后送入加法电路可合成所需信号,主要由方波产生模块产生方波,分频与滤波模块对所得方波分频并滤成正弦波,放大模块对所得正弦波幅值进行放大,移相模块调整各频率正弦波相位,信号合成模块合成所需波形。
关键词:波形合成;分频滤波;移相The Design and Implementation of Simple Waveform Synthesis Circuit Li Can, WangChengyue, Yang Wei,Zhu Songsheng,Wang Wei*Department ofBiomedical Engineering, NanjingMedicalUniversity,Nanjing210029,China Abstract This paper mainly designs a signal waveform generating circuit that can synthesize designated waveform.Based on Fourier, it can produce various frequency sine signals. After processing, these sine signals can be synthesized designatedsignal through addition circuit. Among the circuit,the square wavegenerating module produces square-wave, and thesquare-wave is divided frequency and filtered into sine wave though frequency separating and filtering modules. After that, the amplifier module magnify the amplitude of the sine wave obtained. Then p hase shifting module adjusts the amplification of each frequency sine wave. Finally the signal waveform synthesis module synthesizes designated waveform with processed sine waves. Keywords waveform synthesis,frequency separating and filtering, phase shifting filter display1引言在电子测仪器中.信号发生器有着非常重要的地位。
信号波形合成电路设计(2稿)

波形合成电路的分析与设计薛莲 汪帆 郑锦发中南民族大学工商学院电信系,湖北 武汉 430065薛莲 (1981年11月——) 女,汉族,山东淄博,中南民族大学工商学院电信系教师,讲师,工学硕士。
摘要:本文根据傅里叶级数展开方法,将各频率正弦波合成为方波。
首先,通过方波产生电路、分频电路、滤波电路获取所需频率的正弦波;再通过移相电路、加法电路将正弦波合成为方波。
与其他方式(如DDS )相比,此种方法具有成本低廉、可靠性高等特点。
关键词:波形合成器;正弦波;滤波;移相1 波形合成系统概述本设计是为了模拟信号合成的过程。
对于一个方波信号,由傅里叶级数展开可知,它可以分解为无限多个特定幅度的奇次谐波,那么反过来只要无限多个奇次谐波分量,且这些谐波的幅度按特定的比例叠加,也就一定可以得到一个方波信号。
本文就是模拟了基波和三次谐波谐波分量合成方波信号的过程。
理论上来说,谐波分量越多时,合成的波形就会越趋近于标准的方波波形。
本系统首先用一个方波振荡器产生一个频率为60KHz 的方波信号,再送入分频器处理得到一个频率为10KHz 的方波信号和一个频率为30KHz 的方波信号,然后分别通过滤波器处理为10KHz 的正弦信号和30KHz 的正弦信号,把10KHz 的正弦波作为基波分量,30KHz 的正弦波作为三次谐波,通过调幅电路调节它们的峰峰值分别为6V 和2V ,即可满足傅里叶级数展开的系数比;再把10KHz 的正弦信号送入移相器进行相位调节后,和30KHz 的正弦信号一起送入加法电路进行合成,即完成信号的叠加。
可以推断,加法器的输出信号为一个近似方波的信号,且频率大概为10KHz 。
系统单元电路如图1所示。
图1 系统结构框图2 硬件电路设计2.1方波发生电路设计根据前面的分析,应该产生频率为60kHz 的方波。
方波可以用数字电路产生,也可以用模拟电路产生。
由于数字电路产生的波形振幅较小,还需要应用模拟电路进行放大;而用数模混合电路相比纯模拟电路要复杂,因此,在此本文仅用模拟电路来产生方波。
波形合成实验电路设计

波形合成实验电路设计陆婷【摘要】Sine wave is the basis of all kinds of waveform,signal waveform synthesis circuit is the sine wave synthesis of the different frequency and amplitude,in order to produce square wave or sine wave and other specific waveform.This paper introduces a general method for generating square-shaped wave and triangular wave by using sine wave.Through experimental testing,the proposed method is feasible,and the circuit is simple,and the synthetic signal generated by the method has a stronganti-interference ,and its frequency and amplitude are accurate.%正弦波是各种波形的基础,信号波形合成电路是将不同频率和不同幅度的正弦波进行合成,以产生方波或正弦波等特定的波形。
介绍了用正弦波产生方波及三角波的通用方法。
通过测试表明,该文中提出的方法及电路简单、可行,所产生的合成信号抗干扰能力强、其频率和幅度精确。
【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2016(033)008【总页数】6页(P63-67,70)【关键词】波形合成;调幅;滤波;移相【作者】陆婷【作者单位】南京邮电大学电子科学与工程学院,江苏南京 210046【正文语种】中文【中图分类】TN722.1信号波形合成技术是产生任意波波形的一种有效方法[1-4]。
信号波形合成实验电路

信号波形合成实验电路信号波形合成实验电路是一种能够生成并合成不同信号波形的电路,它通常由一些基本元件组成,如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。
下面我们将详细介绍一种简单的信号波形合成实验电路。
一、实验电路的设计1.设计目标该实验电路的设计目标是生成并合成两种不同信号波形,即正弦波和方波。
通过对这两种波形的合成,可以观察到不同信号波形之间的叠加效果。
2.电路设计为了实现上述目标,我们需要以下主要元件:信号发生器、比较器、RC 滤波器、示波器和负载。
(1)信号发生器:为了生成正弦波和方波,我们采用两个独立的信号发生器,其中一个用于生成正弦波,另一个用于生成方波。
(2)比较器:比较器的作用是将两个信号波形进行比较,从而产生一个新的波形。
在这里,我们将使用一个运算放大器作为比较器。
(3)RC滤波器:由于我们希望在负载上得到干净的波形,因此需要使用RC滤波器对信号进行滤波处理。
(4)示波器:示波器的作用是显示合成后的波形。
(5)负载:负载的作用是吸收合成的波形并转换为其他形式的能量。
3.电路连接将两个信号发生器输出端分别接入比较器的两个输入端,将比较器的输出端接入RC滤波器的输入端,将RC滤波器的输出端接入示波器的输入端,最后将负载接入示波器的输出端。
二、实验电路的工作原理4.信号发生器信号发生器是一种能够产生不同波形(如正弦波、方波等)的电路。
在这里,我们采用两个独立的信号发生器,一个用于生成正弦波,另一个用于生成方波。
5.比较器比较器的作用是比较两个信号波形,产生一个新的波形。
在这里,我们将使用一个运算放大器作为比较器,将两个信号波形进行比较,从而产生一个新的波形。
6.RC滤波器RC滤波器是一种常见的滤波器,它由电阻和电容组成。
在这里,我们使用RC滤波器对信号进行滤波处理,从而在负载上得到干净的波形。
7.示波器示波器是一种用来显示波形的电子仪器。
在这里,我们将示波器的输入端接入合成后的波形,以便观察和记录合成后的波形。
电流 外文翻译 外文文献 英文文献 整路电流

外文翻译 Rectification Circuitsingle-phase, three-phase leveling circuit principle of work and profile analysis methodleveling circuit active inversion active status 1st, outline:Appears the earliest electric power electronic circuit, becomes the alternating current the direct current.2nd, leveling circuit classification:May divide into not controllably according to the composition component, partly controls, all controls three kinds.May divide into the bridge circuit and the zero type electric circuit according to the electric circuit structure.Counts according to the exchange input divides into the single-phase circuit and the polyphone circuit.Is unidirectional according to the transformer two sides electric currents direction or bidirectional, also divides into only pats the electric circuit and the pair of racket electric circuit.Single-phase controllable leveling circuitSingle-phase half-wave controllable leveling circuit1st, belt resistive load working conditionTransformer T plays the transformation voltage and the electrical isolation role 。
波形信号发生器设计外文翻译文献

波形信号发生器设计外文翻译文献(文档含中英文对照即英文原文和中文翻译)译文:任意波形信号发生器的设计摘要信号发生器在电子测量仪器、电子电路、自动控制、雷达和其他电子系统的沟通中起着非常重要的作用,。
直接数字合成(DDS)技术可以很容易地控制信号的频率波形的直接合成。
本文设计了一个振幅和频率调制信号发生器,采用AD9850频率合成器和AT89S52单片机(SCM)为核心。
详细的设计原理和思路进行了讨论。
DDS芯片AD9850的用于生成波形。
外部输入的频率数据可以通过简单的并行或串行通讯接口与单片机转化为芯片的频率相位控制字。
幅度调制是由AD7520芯片实现。
该系统不仅结构简单,易于实现,而且也方便,价格便宜。
它具有理论和实用价值。
1.绪论信号发生器可以作为信号源,它提供了一个已知的测试信号的电路。
它可以用来测量感兴趣的参数。
在各种实验测试应用程序和处理中,信号源作为激励源可以模拟各种测试信号,提供实际需要的电路[1]。
信号发生器在通信技术中,电子测量仪器、电子电路、自动控制、雷达和其他电子系统中发挥非常重要的作用。
随着数字技术的飞速发展,出现了高精度数字-模拟转换器,通过使用多频技术,这是DDS技术产生一个标准的参考频率的数字控制方法[2].任意波形信号发生器能够满足复杂的字段,用户定义信号和计算机技术的结合,并使其更加精确和稳定。
随着电子技术的发展现状,该信号发生器具有很大的应用。
2.系统我们设计了一个信号发生器,可以产生任意波形。
我们可以控制振幅和频率的大小,提供多种信号测试电路。
利用AT89S52微控制器,AD9850(DDS)和数模转换技术,完整的硬件和软件设计。
通过键盘输入模块,我们可以调整波形的振幅和频率。
波形生产的过程是通过微控制器来实现的。
所以理论上我们可以编写一个程序来生成任意所需的波形。
单片机产生数字信号。
为了获得所需的波形,我们应该有一个单一的芯片变化的数字信号转化为模拟信号。
信号波形合成电路报告_TI杯电子设计竞赛

信号波形合成实验摘要:本系统利用方波产生电路,产生频率为300KHz 的方波,经过分频、滤波处理,得到10KHz 、30KHz 、50KHz 三种正弦波并分别作为基波,三次谐波、五次谐波进行移相、叠加,最终得到一个近似方波信号。
该系统主要模块为:方波产生模块,分频模块,滤波模块,移相模块和叠加模块。
其中分频功能是利用DEO 板实现,分频性能突出;滤波模块采用集成运放OP07CP ,选频性能良好;同时使用有源RC 移相电路,实现信号的相位调节;叠加之前,为了使产生的信号波形无明显失真,利用单片机对各个正弦信号的幅度进行测量和数字显示,三种正弦信号的幅度峰峰值分别为6V 、2V 和1.2V ,经测试,电路大部分指标能够达到题目要求。
关键字:振荡 方波 分频 滤波 移相1. 理论分析理论上,任何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。
对周期信号由它的傅里叶级数展开式可知,各次谐波为基波频率的整数倍。
1.1 方波的产生方波按傅里叶级数展开为:)5sin 513sin 31sin (π4)( +++=t t t Ud t f ωωω 通过一个选频网络可以将信号所包含的某一频率成份提取出来。
将被测方波信号分别加到其基波和各次奇谐波频率的一系列有源带通滤波器电路上。
从每一有源带通滤波器的输出端可以用示波器观察到相应频率的正弦波。
本实验所用的信号是300KHz 的方波,而用作选频网络的3种带通滤波器的输出频率分别是10KHz 、30KHz 、50KHz 。
在理想情况下,偶次谐波应该无输出信号,始终为零电。
理想情况下奇次谐波中一、三、五次谐波的幅度比应为1:1/3:1/5。
1.2 三角波的产生三角波按傅里叶级数展开为:)5sin 513sin 31(sin 8)(222 ++-=t t t Ud t f ωωωπ由此可知,将移相之后正弦波的幅值调整为1:1/9:/25,其中,三次谐波的相位与基波、五次谐波相差180度。
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附录二:英文原文The Analysis and Design ofWaveform GeneratorXue lian ,Wang Fan ,Zheng Jin-faEngineering and CommerceCollege, South-CentralUniversity for Nationalities, WuhanHubei430065Abstract: In this paper, the sinusoidal waves in different frequency were synthesized into square wave according to the method of Fourier series. Firstly, the needed sinusoidal waves were achieved through the square wave generation circuit, the frequency division circuit and the filter circuit; then, after the sinusoidal waves’ phase position were shifted and synthesized, the square wave was generated. This circuit in this method was more cheaper than other circuits (eg: DDS). Keywords: Waveform Generator;SinusoidalWave;Filter;Phase PositionShift1 waveform synthesis system overviewThis is designed to simulate the process of signal synthesis. For a square wave signal by Fourier series spread knowable, it can decompose the amplitude of the more specific for unlimited odd harmonics, so in turn as long as infinite multiple odd harmonic component, the amplitude and the harmonic proportion in a particular superposition, also will certainly get a square wave signal. This paper is the simulated the base wave and three harmonic harmonic component synthesis process of square wave signal. Theoretically speaking, the harmonic components, synthetic waveform will more close to the standard square bobo shape.This system begin with a square wave oscillator to generate a frequency of 60KHz pulse signal, again into separate frequency device 10KHz to get a frequency for handling of square wave signal and a frequency of square wave signal for 30KHz, then respectively through the filter processing for the sine signal and 30KHz 10KHz to close-spaced 10KHz sine wave as base wave component, 30KHz sine wave as three times, through modulation circuit harmonics of adjust them respectively in fengfeng value, can satisfy 2V 6V and Fourier series spread coefficient ratio; Put the sine signals into 10KHz to phase shifter phase adjuster, and after 30KHz sinusoidal signal together into addition circuit synthesis, namely complete signal stack. It can be inferred that the output signal is adder an approximate square-wave signal, and frequency for probably 10KHz. System unit circuit as shown in figure 1 below.Figure 1 system structure diagram2 the hardware circuit design2.1 square wave generating circuit designAccording to the above analysis, the 60kHz should be produced for pulse frequency. Square wave can use digital circuit generation, also can use analog circuits produce. As digital circuits produce waveform amplitude, needs to be smaller using simulated circuit to amplify; And compared with mixed-signal circuit pure analog circuits to complex, therefore, in this the paper only with analog circuits to generate square wave. The basic principle is: through the voltage comparator produce high level; Through the feedback loop and delay link to the electric frequency periodically height variations. Principle chart as figure2shows, diagram hysteretic comparator output voltage, threshold voltage; Oscillation period for. Through calculating formula by cycle that change, C, R1 ifss can be obtained with R2 ratio required pulse frequency. But this several variables in actual circuit will be some constraints, in choosing device parameters through actual adjustment should be determined. Select devices, it is suggested that resistance, so that circuit using metal film resistors the heat generated by the noise is small; Choose op-amp should consider when it's passband, passband more hours, it is difficult to achieve square-wave requirements, so we chose the frequency performance was good OPA820 op-amp.Front generated for square can't use, this latter stage, still need to pass the follow-up processing, should first except negative voltage isolation, here with a diode, so after diode for the voltage after subtracting tube voltage half before diode pressure drop. Thus square wave amplitude will more small, in order to achieve the minimum separate frequency circuit requirements, should be the voltage waveforms were pressurization. In proportion with pressor circuit USES amplifier, get the voltage amplitude moderate. Then after the voltage level for use, but in order to reduce load after each level circuit, the influence of wavelet produce circuit with load ability raise circuit, finally take a shot extremely follow device. To this, square wave generator can be expected to reach, could plug in the latter stage circuit.Figure 2 square wave generating circuit principle diagram2.2. Points frequency circuit designThis points to the former stage frequency circuits are produced, into a square 60KHz 390v for 1/2, frequency respectively. 30KHz And the square wave signal 10KHz. This treatment can easily think of using digital counter solve. The counter is commonly used sequential circuits to pulse, it not only can count, can also used for the points frequency, timing, produce beats pulse, etc. This paper use of its points frequency characteristics, a N disables counter can will it input clock signal, points for occupies emptiescompared frequency for 1 / N, frequency for input signal 1 / N output the clock signal. So in order to get the 30KHz square wave signal, the 60KHzsquare can be as the clock signal, access a secondary system, the output to a counter 390v for 1/2, frequency of square wave signal 30KHz. But for the square wave signal acquisition 10KHz, can let 60KHz square wave signal through a ternary counter, corresponding to output a occupies emptiescompared to 1/3, frequency of square wave signal for 20KHz, then the signal as the input signal, access a binary counter, you will get a 390v for 1/2, frequency for the10KHz square. The 60KHz pulse signal coming through three digital counter processing, gain satisfaction 1/2 390v requirements of 30KHz 10KHz and pulse signal.For digital counter choice is the key to realizing points frequency. If using common integrated counter 74LS \ HC163, such as (74LS \ HC161) constitute the counter, required disables 390v will appear uncertain situation, need separate frequency, adding in 390v regulating circuit, which makes the circuit is not stable and structure is more complex. And use trigger level could be behind the counter 390v good control, so the system USES a JK flip-flop composition counter, T flip-flop and D flip-flop also can choose. Then need to consider the choice to TTL and COMS device, because the system to treat signal in frequency 10KHz above all, if digital devices is easy to cause the conversion rate is too low counter can not work normally, the output signal distortion, so this paper chose conversion rate faster TTL devices. Final determination by two 74LS109 (double integration JK flip-flop) cascade form a ternary counter and two secondary system counter. Points frequency circuit fig.03 shows.Figure 3 points frequency circuit principle diagram2.3 filter and modulation circuit designFilter circuit 10KHz mainly completes 10KHz sine wave, 30KHz square to the transformation of 30KHz sine pulse to. Ideal square wave is contains all the odd frequency components, as long as the signal through specific center frequency of frequency selective network, very easy to obtain the required frequency sine wave. Considering the effect of grade synthetic after, this system directly choose the integrated bart hepworth fourth-order low-pass filter, simply switched capacitor TLC04ID appropriate choices the chip 1, 2 wide capacitance resistance can determine the filtering frequency selective of center frequency, formulas for the f = 1/1.69 RC. This filter order number is higher, frequency selective effect is good, can get the corresponding frequency better sine wave.If the yankees 10KHz sinusoidal signal as 30KHz sine wave, three times as a signal of harmonic,synthetic a 10KHz by square wave signal, then Fourier decomposition knowable, 30KHz 10KHz sinusoidal signal and the extent of the sine signals for 1:3 than needed. Because the former stage two sine signal filtered in fengfeng value is required for 5V, both by the 30KHz 10KHz and amplitude circuit of sine wave 6V respectively in fengfeng value for adjustment and 2V.For the sine signals, need 10KHz from fengfeng value 5V 6V, so to boost processing operation circuit whetherisolated selects the proportion. And for 30KHz sinusoidal line number from fengfeng value 5V, need to, so the antihypertensive treatment 2V chose simple resistance points after, to prevent voltage circuit of the resistor network level circuit influence, plus a voltage behind need comparators. The operation circuit in the attenuation, because the sine separate frequency filtering line number after all contains 2.5 V dc component, if direct capacitive coupling effect by every straight, this paper adopts the bad amplifier single power supply in isolation, after can be reached capacitance straight requirements and the large pendulum space signal. For single power supply amp, need in signal input plus bias circuits, the resistance bias is adopted. For the selection of operational amplifiers, it is LM358 can meet the requirements. Treatment can output excluding dc component 10KHz fengfeng value of 30KHz 6V sine signals and 2V sine signals in fengfeng value. As shown in figure 4 10KHz sinusoidal voltage regulation circuit shown.Figure 4 filter and modulation circuit2.4 move and addition circuit designIn order to strengthen the synthetic effect, need to treat synthetic signal phase shifting processing. Because analog synthesis signal only two, so just click on one of the signal can be adjusted. This paper introduces the design of 10KHz sine signals in the phase adjuster phase shifting circuit. By a RC network and a voltage followed sensor into the RC network, including by large resistance (R 100K adjustable, makes the signal phase in 30 °~ 90 can °range adjustment, voltage comparator to prevent the latter stage of the phase shifting circuit circuit interference.Addition to finish last is that the circuit of signal synthesis. Because the system in the former stage of the signal amplitude ratio has adjust appropriate and circuit amplification operations in addition, no fixed proportion of input and output signal circuit amplitude adjustment, so here are the simplicity of a single integrated amp LM358 constitute addition circuit can well satisfy synthetic requirements. As shown in figure 5 shows addition circuit.Figure 5 addition circuit2.5 measurement circuit designThe measurement circuit is used for measuring system of internal all sine signals, which is separate from the RMS ahead of a wave synthesis circuit happened digital measurement unit. RMS is characterization of the ac signal amplitude is an important parameter for sine signal, the RMS for its peak / 2, i.e. only if the peak namely can get sine wave get their RMS. So in the measurement of the system as a circuit, let sine signals obtained through a peak detection circuit and the peak, its peak appears as a relatively constant straight flow, again this straight flow through the AD into the corresponding digital quantity, into SCM processing, namely the RMS, such as signal with LCD display. To lastFor peak detection circuit design, because the peak in 2 are sinusoidal wave between 6V, to a larger extent to directly through the most simple, so a diode and capacitance series circuit, which diode rectifier role play half wave, and capacitance is keep peak voltage. Ideally if diode conduction voltage of 0V, then signal peak can accurately performance, and the actual in capacitance of the diode's conduction pressure drop not negligible, crunches the peak voltage equals conduction pressure drop and the original signal peak, this also is the measurement circuit in the main error, so the measurement circuit adopts the following measures to overcome this error: (1) choose conduction pressure drop of smaller diode (ge tube, 1N5189);(2) using software compensation, decrease diode conduction pressure drop. Capacitance the ceramics capacitor can choose 105. Peak check circuit figure 6 shows.AD chose successive comparison type, which has meet the advantages such as high speed, low consumption, eight precision measurements of the enough to satisfy the design requirements. Measuring signal amplitude 3V only in 1 ~ between only one range, so measurement (0 ~ 5V) can complete, will meet the positive reference voltage input termination VCC, its negative reference voltage grounding can. SCM chose AT89C51, in dealing with AD transform results, the program adopted average filtering algorithm, so can reduce the error, procedures set AD turned to the decimal data retention. Finally SMC162 with LCD display of RMS data given.Figure 6 test circuits3 system functional testingCompleted by two power system current supply for a + 5v respectively, the single power and a + 5v double power supply. Power supply reference each module circuit analysis.By above each function module circuit can complete this system. The Chinese wave to create, produce 60KHz 3v circuit, the peak of square wave, through two separate frequency circuit the signal frequency measured respectively, 30KHz and 10KHz are 5-v square-wave peak; In through a low-pass filter to get 30KHz and 10KHz, are 5-v sine wave peak; Two signal amplitude modulation circuit by respectively after treatment 30KHz corresponding 6V 10KHz corresponding 2V,; Phase shifting to 10KHz to after two circuit fine-tuning signal into synthesis circuit, will the out-port USES an oscilloscope checked to see observed fong as shown in figure 7 difform.Finally, using measuring circuit measurements in the system, and the measurement error at various levels in sine wave within 5%.Figure 7 test waveformsreferences[1] TongShiBai. Analog electronic technology foundation. Beijing: higher education press, 2006 (4th edition)[2] WuDaZheng with linear system analysis. Signal. Beijing: higher education press, 2005 (4th edition)附录三:英文翻译波形合成电路的分析与设计薛莲 汪帆 郑锦发中南民族大学工商学院电信系,湖北 武汉 430065薛莲 (1981年11月——) 女,汉族,山东淄博,中南民族大学工商学院电信系教师,讲师,工学硕士。