基于常規(guī)芯片設(shè)計(jì)的波形合成電路

摘要：為了了解周期連續(xù)信號(hào)分解為若干諧波成分或由不同的諧波合成周期信號(hào)這一過程，采用常規(guī)芯片設(shè)計(jì)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(xué)生親自動(dòng)手搭接電路及觀察各測試點(diǎn)信號(hào)分解和合成的過程，加深對(duì)周期連續(xù)信號(hào)分解與合成的理解。
關(guān)鍵詞：分頻；濾波；放大器；移相

O 引言
在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)中，周期連續(xù)信號(hào)的分解與合成是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。如何幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，實(shí)驗(yàn)是—個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)，對(duì)提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力都有著極其重要的作用。
“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中，在講授“周期連續(xù)信號(hào)的分解與合成”一節(jié)時(shí)，教學(xué)要求有：已知周期信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，按傅里葉級(jí)數(shù)可以分解為無窮多個(gè)不同頻率不同振幅的正弦波之和。反之，無窮多個(gè)不同頻率、不同振幅的正弦波可以合成各種周期信號(hào)。本文采用常規(guī)芯片設(shè)計(jì)了一組簡單電路，可以實(shí)現(xiàn)周期連續(xù)信號(hào)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(gòu)成的級(jí)數(shù)之和，即

因此本設(shè)計(jì)可以采用基波、三次諧波和五次諧波合成一個(gè)近似方波。

2 總體設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)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(duì)其中兩個(gè)不同頻率波形的移相，并且將信號(hào)幅值放大到所需要的大??；合成電路就是將10 kHz、30 kHz和50 kHz的正弦波信號(hào)合成為方波或三角波。
系統(tǒng)框圖見圖l所示。