信号波形发生与合成实验设计

1、信号波形发生与合成实验信号波形发生与合成实验哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学电子电路综合实验选题十四电子电路综合实验选题十四课程说明n上课时间：周一至周五上课时间：周一至周五16:00-21:0016:00-21:00n实验室学时实验室学时3030学时，学时，70%70%到课率到课率n上课实验室：上课实验室：21B#493 21B#493 电工基础实验室（二）电工基础实验室（二）n提前预约，上课刷卡，下课刷卡提前预约，上课刷卡，下课刷卡实验任务： n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信号。系统框图如下图所示。要求：要求：要求：要求要求 ：目的：目的：n1

2、、信号与系统傅里叶级数。n2、运放非正弦波发生电路，涉及矩形波发生电路。n3、运放基本运算电路，涉及比例运算电路、加减运算电路。n4、有源滤波电路，涉及滤波电路的幅频特性和相频特性。n5、电源、信号源、示波器等仪器的使用。硬件设计思路n硬件不是调试出来的，是设计出来的。n整体思路是：先设计电路，并采用EDA软件（Multisim、OrCAD等）来仿真，验证设计的合理性，然后设计印制电路板，调试电路，测试技术指标，并分析测试数据。n应多浏览国外的一些网站，如TI、ADI等，查看它们的技术文档。整体原理矩形波发生电路矩形波缓冲电路n作用：缓冲、隔离作用，提高带载能力。滤波电路设计n滤波器基础知识n

3、典型滤波电路设计滤波器基础知识n滤波器的功能就是允许某一部分频率的信号顺利的通过，而另外一部分频率的信号则受到较大的抑制，它实质上是一个选频电路。 n把信号能够通过的频率范围，称为通频带或通带；反之，信号受到很大衰减或完全被抑制的频率范围称为阻带；通带和阻带之间的分界频率称为截止频率；理想滤波器在通带内的电压增益为常数，在阻带内的电压增益为零；实际滤波器的通带和阻带之间存在一定频率范围的过渡带。 实际特性有源滤波器分类n按通频带分类，可分为：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器。n按响应类型，可分为：最大平坦型（巴特沃思型）滤波器、等波纹型（切比雪夫型）滤波器、线性相移型

4、（贝塞尔型）滤波器等。巴特沃思型，通带和阻带都没有纹波，但过渡带较宽。切比雪夫型，通带有纹波，过渡带较窄。贝塞尔型，通带的线性相位特性，具有优异的瞬态响应。p按拓扑结构，分为压控电压源型（VCVS）和无限增益多路反馈型（MFB）等。低通滤波器无源低通滤波器无源低通滤波器一阶有源低通滤波电路n利用运算放大器输入电阻大的特点，隔离了负载对滤波特性的影响，同时可以使用运算放大器放大信号。 二阶有源低通滤波器（VCVS）调试方法：先调节R1调整w0，再调节K值来调节Q值。112212212211221101111CRCRCRCRCRCRKQCRCRwRRKHoABLP举例n设计一低通滤波电路，要求其截

5、止频率为10kHz，处的衰减速率不低于40dB/10频程，截止频率和增益等的误差要求在10%以内。 二阶有源低通滤波器（ VCVS ）二阶有源低通滤波器（MFB）322321322123121301-RRRRRRRCCQCRCRwRRHoLP带通滤波器二阶有源带通滤波器（VCVS）举例二阶有源带通滤波器（MFB）举例EDA软件设计滤波器n讲解FilterPro Desktop的使用。n考虑电阻、电容标称值造成的参数偏移。滤波电路注意事项n根据技术指标计算电路参数。n需要考虑滤波电路对带外频率的衰减量。n可通过示波器测量滤波器输出波形的频谱，来分析波形失真。移相器（全通滤波器）加法器电路实验进度

6、安排实验学时实验内容1-2前导课，由教师介绍实验选题要求及设计方法3-4根据选题技术指标要求，完成方案设计、电路设计及仿真，并于周一晚上验收（在前导课讲完之后，请同学利用课外时间进行设计，实际学时至少需要6个学时）5-10矩形波发生器焊接调试（六个学时）11-14滤波分频电路（基波产生电路）焊接调试（四个学时）15-20滤波分频电路（三次谐波产生电路）焊接调试（六个学时）21-23移相器焊接调试（四个学时）24-26加法器焊接调试（两个学时）27-32联调，检查，验收实验成绩评定n实验成绩比重。（报告实验成绩比重。（报告4040分，实验操作分，实验操作6060分）分）n参看具体评分标准。参看具

7、体评分标准。实验报告格式n题目名称n摘要n一、系统总体方案设计（一）题目设计任务（二）方案比较及论证（备注：主要论证各部分电路的选取）n二、各部分电路设计（备注：包含理论分析与计算、电路仿真）n三、系统测试及分析（一）测试仪器（二）测试方案及测试数据（备注：数据表格、示波器波形图片）（三）测试结果及分析n四、结论n参考文献n附录（一）总电路原理图（二）印制电路板图（三）实物图片实验日志n每次实验要完成实验日志，并由指导教师签字确认。实验日志作为实验报告的一部分上交。实验日志格式网上下载。n实验日志上记录当天完成的工作、测量的数据和实验故障等实验状况。实验日志范例见附件。实验报告n实验完成后，电子版的报告请发到 邮件标题：选题*+学号+姓名邮件附件包括实验报告，如果腐蚀了电路板需附带schdoc和pcbdocn纸质版实验报告请于实验完成后一周内投递至电工电子实验中心三楼楼梯处电子电路综合实验报告箱。（