实验四信号的产生、分解与合成

实验四 信号的产生、分解与合成 【实验内容】 设计并安装一个电路使之能够产生方波，并从方波中分离出主要谐波，再将这些谐波合成为原始信号或其他周期信号。 1. 基本要求 （1） 设计一个方波发生器，要求其频率为 1kHz，幅度为 5V； （2） 设计合适的滤波器，从方波中提取出基波和 3次谐波； （3） 设计一个加法器电路，将基波和 3次谐波信号按一定规律相加，将合成后的信号与原始信号比较，分析它们的区别及原因。 2. 提高要求 设计 5次谐波滤波器或设计移相电路，调整各次谐波的幅度和相位，将合成后的信号与原始信号比较，并与基本要求部分作对比，分析它们的区别及原因。 3. 其他部分 用类似方式合成其他周期信号，如三角波、锯齿波等。 【实验目的】 1 . 掌握方波信号产生的基本原理和基本分析方法，电路参数的计算方法，各参数对电路性能的影响； 2 . 掌握滤波器的基本原理、设计方法及参数选择； 3. 了解实验过程：学习、设计、实现、分析、总结。 4. 系统、综合地应用已学到的电路、电子电路基础等知识，在单元电路设计的基础上，利用 multisim和 FilterPro等软件工具设计出具有一定工程意义和实用价值的电子电路。 5 . 掌握多级电路的安装调试技巧，掌握常用的频率测量方法。 6 . 本实验三人一组，每人完成一个功能电路，发挥团队合作优势，完成实验要求。 【报告要求】 1. 根据实验内容、技术指标及实验室现有条件，自选方案设计出原理图，分析工作原理，计算元件参数。（写出理论推导，不能只有图） 非正弦周期信号可以通过 Fourier分解成直流、基波以及与基波成自然倍数的高次谐波的叠加。本实验需要设计一个高精度的带通滤波器和移相器，组成选频网络，实现方波 Fourier分解的原理性实验，实现方波合成的原理性实验。 简易波形分解与合成由下述四个部分功能电路—周期信号产生电路、波形分解电路（滤波器）、相位调节、幅值调节与合成电路组成。 1. 非正弦周期信号的分解与合成 对某非正弦周期信号( )f t ，其周期为T ，频率为 f ，则可以分解为无穷项谐波之和，即： 000112( )sin()sin(2)nnnnnnnf tcctccf tT 上式表明，各次谐波的频率分别是基波频率0f 的整数倍。 方波信号可以分解为:  ...........7sin715sin513sin31sin4ttttUtf 由1、3、5、7等奇次波构成，21n  次谐波的幅度值为...