信號(hào)與線性系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-周期信號(hào)的分解與合成-資料下載頁
2025-02-04 00:32本頁面
【導(dǎo)讀】現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)分析。設(shè)計(jì)主體為5次諧波帶通濾波器設(shè)計(jì)和信號(hào)合成電路的設(shè)計(jì)，因此。路采用運(yùn)算放大器構(gòu)建一個(gè)具有5個(gè)輸入的加法器電路。軟件仿真、硬件調(diào)試部分給出了具。果分別進(jìn)行總結(jié)和分析，并比較其存在的差異同時(shí)分析產(chǎn)生差異的原因。的差距，只有勤動(dòng)手、勤實(shí)踐才能達(dá)到學(xué)以致用的效果。1．了解周期信號(hào)分解與合成電路的原理及實(shí)現(xiàn)方法。以及無失真?zhèn)鬏數(shù)母拍睢?．掌握新一代信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及虛擬示波器、虛擬信號(hào)發(fā)生器的操作使用方法。6．培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力。因分解信號(hào)的頻率自定，通過分析設(shè)計(jì)可行性，我們組將要分解的信號(hào)的定為888Hz，設(shè)計(jì)中取定周期信號(hào)的頻率為888Hz，根據(jù)計(jì)算得基波Q=，滿足設(shè)計(jì)要求。以內(nèi)，相位偏差oo-5-+5之內(nèi)。（）⑤；諧振增益3u. ④（注：此處的3u
【正文】 %計(jì)算各次諧波濾波器 Q 值 a(i,:)=[1 2/R3/C w0.*w0]。 H=tf(b,a(i,:)) %計(jì)算各濾波器的系統(tǒng)函數(shù)； figure(1) %繪制時(shí)域響應(yīng)特性，階躍響應(yīng) subplot(2,3,i) step(H)。 end 12 、合成電路的仿真分析 在 Multisim 軟件中，給所設(shè)計(jì)信號(hào)分解電路輸入 幅值 方波 (占空比 50%)、三角波，頻率 888Hz，分別用示波器觀察各次諧波輸出，分別測(cè)取各次諧波的幅度，與周期信號(hào)頻譜的理論計(jì)算值（傅里葉級(jí)數(shù)展開）進(jìn)行對(duì)比，結(jié)合各次諧波濾波器的幅頻、相頻響應(yīng)，分析誤差產(chǎn)生的原因，總結(jié)濾波器幅頻、相頻響應(yīng)對(duì)輸出信號(hào)的影響。 （ 1）三角波各次諧波的幅度，以及相頻特性仿真 13 信號(hào)合成電路的 Multisim 仿真分析。給信號(hào)分解電路輸入不同類型的周期信號(hào)，用示波器觀測(cè)并記錄信號(hào)合成加法器的仿真輸 出波形，并與理論計(jì)算結(jié)果（所選周期信號(hào)前 5 次諧波和的理論計(jì)算結(jié)果，用Matlab 繪出波形）進(jìn)行比較，結(jié)合 信號(hào)分解的仿真和理論計(jì)算結(jié)果之間的誤差，分析仿真合成結(jié)果產(chǎn)生失真的原因，并據(jù)此總結(jié)分析信號(hào)無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件。 （ 1） 888Hz， 50%占空比方波信號(hào)的分解與合成： matlab 進(jìn)行理論的分解合成仿真計(jì)算： %方波前 5 次諧波的合成圖繪制，將幅值為 的方波進(jìn)行分解合成 %濾波器幅頻增益 * n=0::。t=2*pi*888*n。 ft=***4/pi*(sin(t)+1/3*sin(3*t)+1/5*sin(5*t))。 plot(n,ft)。title(39。方波信號(hào)的 15 次諧波合成 39。)。 （ 2）將 888Hz， Vpp 為 的三角波信號(hào)分解合成： 14 Matlab 進(jìn)行理論的仿真計(jì)算： %三角波前 5 次諧波的合成圖繪制，將幅值為 Vpp 為 的三角波進(jìn)行分解合成 %濾波器幅頻增益 * n=0::。t=2*pi*888*n。 ft=***8/pi/pi*(sin(t)1/9*sin(3*t)+1/25*sin(5*t))。 plot(n,ft)。title(39。三角波信號(hào)的 15 次諧波合成 39。)。 5 硬件電路的調(diào)試 、分析及步驟 對(duì)各次諧波濾波器的幅頻特性的測(cè)試 測(cè)試方法：在各次濾波器在中心頻率附近以 20Hz 為步長(zhǎng)， 共取 5 點(diǎn) 觀察輸入輸出信號(hào)幅值和相位的變化情況 。在中心頻率處的輸出相位與輸入相位應(yīng)該重合，若偏差較大，則對(duì)實(shí)際的電阻值進(jìn)行調(diào)整，直至各濾波器的設(shè)計(jì)指標(biāo)滿足要求。 測(cè)試中出現(xiàn)的問題及參數(shù)調(diào)整：在對(duì)第四次濾波器的頻率特性測(cè)試時(shí) 發(fā)現(xiàn)，在中心頻率處的相位偏差較大，綜合之前設(shè)計(jì)仿真的經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)增大 R2，情況得到解決。 （ 1）修改之前：由虛擬濾波器的波形知輸出相位超前輸入相位，不滿足無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l 15 件。 （ 2）修改之后的濾波器的輸入輸出相位重合： 以第 2次諧波濾波器的幅頻相頻測(cè)試為例說明設(shè)計(jì)濾波器的頻率特性的測(cè)試方法： 二次諧波濾波器的中心頻率為 1776Hz，對(duì)濾波器分別輸入 1736Hz， 1756Hz， 1776Hz，1796Hz， 1816Hz 頻率的正弦波，觀察輸入輸出的相位差別，在中心頻率處輸入輸出相位重合，因而該濾波器 設(shè)計(jì)符合要求。 16 ： 測(cè)試方法： 給信號(hào)分解電路輸入不同類型的周期信號(hào)， 分別用示波器觀察各次諧波輸出，分別測(cè)取各次諧波的幅度，與周期信號(hào)頻譜的理論計(jì)算值（傅里葉級(jí)數(shù)展開）進(jìn)行對(duì)比 。最終用 示波器觀測(cè)并記錄信號(hào)合成加法器的輸出波形 。 方波信號(hào)的分解與合成：輸入占空比 50%，幅值為 方波信號(hào)，在合成端觀察輸出 方波信號(hào)分解 1 、 5 次諧波的幅值和頻率 17 方波信號(hào)分解 4 次諧波的幅值和合成信號(hào)特性 三角波信號(hào)的分解與合成 ：輸入頻率 888Hz、幅值為 三角波信號(hào) 三角波信號(hào)分解 1 、 5 次諧波的幅值和頻率 三角波信號(hào)分解 4 次諧波的幅值和頻率 以及合成信號(hào)的幅值和頻率 18 6 課程設(shè)計(jì)總結(jié)： 參考文獻(xiàn) [1] Arthur B. Williams, Fred J. Taylor 著，寧彥卿 , 姚金科 譯 . 電子濾波器設(shè)計(jì) . 科學(xué)出版社， [2] 吳大正 . 信號(hào)與線性系統(tǒng)分析（第四版） . 高等教育出版社， [3] 陳懷琛 . 信號(hào)與線性系統(tǒng)分 —— MATLAB 釋疑與實(shí)現(xiàn) .北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [4] 陳懷琛，吳大正，高西全 .MATLAB 及在電子信息課程中的應(yīng)用 . 北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [5] 二階壓控電壓源低通濾波器的設(shè)計(jì) .高明甫… 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）物理系
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