基于常規(guī)芯片設計的波形合成電路

摘要：為了了解周期連續(xù)信號分解為若干諧波成分或由不同的諧波合成周期信號這一過程，采用常規(guī)芯片設計了一組簡單電路，包括分頻、濾波、放大、移相、加法器合成等電路。通過學生親自動手搭接電路及觀察各測試點信號分解和合成的過程，加深對周期連續(xù)信號分解與合成的理解。
關鍵詞：分頻；濾波；放大器；移相

O 引言
在“信號與系統(tǒng)”課程的教學中，周期連續(xù)信號的分解與合成是學生學習的難點。如何幫助學生加深對理論知識的理解，實驗是—個必不可少的環(huán)節(jié)，對提高學生的實踐能力、創(chuàng)新能力以及理論聯(lián)系實際的能力都有著極其重要的作用。
“信號與系統(tǒng)”課程中，在講授“周期連續(xù)信號的分解與合成”一節(jié)時，教學要求有：已知周期信號的數(shù)學表達式，按傅里葉級數(shù)可以分解為無窮多個不同頻率不同振幅的正弦波之和。反之，無窮多個不同頻率、不同振幅的正弦波可以合成各種周期信號。本文采用常規(guī)芯片設計了一組簡單電路，可以實現(xiàn)周期連續(xù)信號的分解與合成過程。

1 波形合成原理
任何具有周期為T的波函數(shù)f(t)都可以表示為三角函數(shù)構成的級數(shù)之和，即

因此本設計可以采用基波、三次諧波和五次諧波合成一個近似方波。

2 總體設計
本設計可以劃分為分頻電路，濾波電路，移相電路及波形合成電路。分頻電路包括二分頻，三分頻和十分頻等電路；移相電路包括對其中兩個不同頻率波形的移相，并且將信號幅值放大到所需要的大?。缓铣呻娐肪褪菍?0 kHz、30 kHz和50 kHz的正弦波信號合成為方波或三角波。
系統(tǒng)框圖見圖l所示。