基于常規芯片設計的波形合成電路

摘要：為了了解周期連續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”課程的教學中，周期連續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—個必不可少的環節，對提高學生的實踐能力、創新能力以及理論聯系實際的能力都有著極其重要的作用。
“信號與系統”課程中，在講授“周期連續信號的分解與合成”一節時，教學要求有：已知周期信號的數學表達式，按傅里葉級數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。本文采用常規芯片設計了一組簡單電路，可以實現周期連續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f(t)都可以表示為三角函數構成的級數之和，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小；合成電路就是將10 kHz、30 kHz和50 kHz的正弦波信號合成為方波或三角波。
系統框圖見圖l所示。